一种低电压退压反射式光纤在线电光调q开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤传感、光纤通信、激光加工、医疗、军事、科学研究等领域，尤其是一种低电压退压反射式光纤在线电光调Q开关。
【背景技术】
[0002]在现代光纤传感、光纤通信、激光加工、医疗、军事、科学研究等领域，电光调Q开关是一种关键元器件。电光调Q是利用晶体的电光效应，在加有一阶跃迀电压情况下入射光偏振态发生改变，调节激光器谐振腔的损耗，控制光能累积、释放。将一般输出的连续或脉冲激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，大大提高光源的峰值功率。但是目前常规的电光调Q开关体积大、频率低，且半波电压比较高，需要3000V-4000V的高压脉冲驱动，对其他电子线路易造成干扰。没有光纤化，造成在需要光纤的场合使用不便且可靠性低；同时，由于传统的电光调Q器件的偏振敏感特性，很难应用于光纤场合。本发明揭示的结构，将解决上述问题，使电光调Q光纤化、集成化，比声光调Q器件成本更低、功率更高、大重复频率可调、脉宽更窄从而峰值功率更高。
【实用新型内容】
[0003]本发明的目的是提供结构简单、体积小、频率高、驱动电压低并能获得很高的消光比的低电压退压反射式光纤在线电光调Q开关。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种低电压退压反射式光纤在线电光调Q开关，所述的低电压退压反射式光纤在线电光调Q开关由单纤准直器、偏振元件、电光晶体组件、反射镜组件和控制电源组成。
[0005]所述的单纤准直器包括单光纤1、单纤毛细管2、第一固定器4和正透镜3 ;单光纤I置于单纤毛细管2的内部，正透镜3置于单纤毛细管2的右侧，第一固定器4套在单纤毛细管2及正透镜3的外部并固定，光纤I的端面位于正透镜3的后焦面上。
[0006]所述的偏振元件组件，其特征是偏振元件组件包括偏振元件5和第二固定器6，偏振元件5置于第二固定器6内并固定。
[0007]所述的电光晶体组件，其特征是包括电光晶体11、第一导电电极7、第二导电电极8、固定板和第一电极引脚9、第二电极引脚10 ;第一导电电极7置于电光晶体11上侧，与电光晶体11上表面紧密贴合并一起绝缘固定到固定板上；第二导电电极8置于电光晶体11下侧，与电光晶体下表面紧密贴合并绝缘固定到固定板上；第一导电电极7与第一电极引脚9连接，第二导电电极8与第二电极引脚10连接；控制电源的正极引脚和负极引脚分别与第一电极引脚9、第二电极引脚10连接。
[0008]所述的反射镜组件，其特征是反射镜组件包括反射镜12和第三固定器13，反射镜12靠左置于第三固定器13内并固定；
[0009]优选的，所述的单纤I可以是单纤、多模光纤、双包层光纤、保偏光纤。
[0010]优选的，所述的偏振元件5能起偏及检偏，可以是镀偏振膜元件、二向色性偏振元件、双折射晶体、纳米光栅。
[0011]优选的，所述的偏振元件5的内径与第二固定器6的外径相匹配，且偏振元件5左右两侧端面研磨抛光成一定角度，且两端面平行，并镀有增透膜。
[0012]优选的，所述的电光晶体11种类是KDP类晶体或LiNb03，PPLN，LiTa03，AsGa，BGO晶体，晶体左右两侧端面研磨抛光，并镀有增透膜，晶体厚度0.5mm-5mm，端面宽度不限，可承受平均几瓦高功率脉冲激光，其厚度长度比能使工作电压低于1000V，典型值为200V-500Vo
[0013]优选的，所述的反射镜12，可以是多层介质膜高反镜、金属膜高反镜，或是截止膜或带通膜，以达到特殊的滤模选模目的。
[0014]优选的，所述的第一电极7、第二电极8，可以是薄金属片，也可以是镀层。
[0015]优选的，所述的控制电源是退压式电源，电源自带信号可与外部输入信号切换，输出波形近方波，电压下降时间小于10ns，典型值为5-8ns，上升时间小于40ns，典型值为30ns_40ns，其重复频率0Hz-100KHz固定或可调；脉宽Ins-1 μ s固定或可调，工作电压小于1000V，典型值为200V-500V连续可调。
[0016]由于采用了上述方案，本发明提供的低电压退压反射式光纤在线电光调Q开关能将一般输出的连续或脉冲激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使光源的峰值功率可以提高几个数量级。本发明采用的反射式结构使用的工作电压是四分之电压，以及本发明的电光晶体的特殊设计，使本发明的电光调Q开关工作电压远远小于普通电光调Q开关的工作电压；外加小型化与光纤化的封装、高且可调的调制频率，窄且可调的脉宽，以及高的消光比，从而使本发明提供的低电压退压反射式光纤在线电光调Q开关在结构和性能上都有很大的优越性，作为高功率激光器的核心器件广泛应用于光纤传感、光纤通信、激光加工、医疗、军事、科学研究等领域。
【附图说明】
[0017]图1是一种低电压退压反射式光纤在线电光调Q开关结构示意图。
[0018]图2是一种低电压退压反射式光纤在线电光调Q开关电源结构简图。
【具体实施方式】
[0019]如图1所示，单纤准直器由单纤1、用以固定单纤I且便于耦合对准的单纤毛细管2、具有准直作用的正透镜3、第一固定器4及起固定作用的材料(如胶粘剂)组成；通过起固定作用的材料将单纤I固定在单纤毛细管2的内部，然后将单纤I的端面按一定角度研磨抛光用以抑制反射光，并镀增透膜可以得到优化的性能；单纤I的端面与正透镜3的距离通过调试后应位于正透镜3的后焦面上以达到良好准直效果。
[0020]用起固定作用的材料(如胶粘剂)将偏振元件5固定在第二固定器6的内部。偏振元件左右两侧端面研磨抛光成一定角度，且两端面平行，并镀有增透膜，用以减少透射损耗并避免反射光沿原路返回，从而得到更优化的性能。
[0021]偏振元件具有双折射效应，一束自然光经单纤准直器准直入射到偏振元件后，分解成偏振态相互垂直的两束线偏振光:o光和e光；ο光为寻常光，符合折射定律，e光为非常光，不遵循折射定律。当两束线偏光:0光和e光沿原路反向入射偏振元件后，能够复合成一束自然光出射。但是如果反向入射的O光变e光，e光变ο光，则两束光不能复合成一束光，而是彼此分离并偏离原光路。
[0022]具体实施时，将反射镜12靠左置入固定器13，并用起固定作用的材料(如胶粘剂)将反射镜固定在固定器内。
[0023]电光晶体组件由电光晶体11、第一导电电极7、第二导电电极8、固定板、电源正极导线引脚9、负极导线引脚10和起固定作用的材料(如胶粘剂、焊锡)组成。
[0024]电光晶体是一种具有电光效应的晶体，电光晶体在没有外加电压时，光的偏振态不会发生改变，经偏振元件后出射的ο光e光经电光晶体后出射光仍然是ο光和e光，经反射镜反射后，ο光和e光沿原路返回，再次经过电光晶体后，两偏振光的偏振方向依旧没变，使得ο光和e光沿各自光路原路返回，经偏振元件后，ο光和e光复合成一束光出射，经单纤准直器接收并输出，此时腔内损耗最小。