一种低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调q开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤传感、光纤通信、激光加工、医疗、军事、科学研究领域，尤其是作为光纤激光器核心器件的一种低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调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，低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调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，需要几千伏的高压脉冲驱动，对其他电子线路易造成干扰。另外单一电光开关容易关不死，电源开关时间不对称，打开时间短则关闭时间长，关闭时间短则打开时间长，开关速度慢，使得消光比低，峰值功率上不去。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供结构简单、体积小、频率高、驱动电压低、开关速度都很快、并能获得很高的消光比且脉宽可调的透射式光纤在线电光调Q开关。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调Q开关由第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关光组件3和第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关光组件4串联在一起组成。第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关光组件3和第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关光组件4分别用一个退压电源和一个升压电源驱动，两电源由一延时控制电路控制，两者输出的电压和信号的频率脉宽相同，但信号时间有延迟，延迟时间在脉宽范围内连续可调。
[0005]第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关3与第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关4通过光阑5自由空间连通，此处光阑也可换用两个光纤准直器组进行连接。
[0006]第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关3的正电极和负电极分别与退压控制电源7的正负电极相连；第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关4的正电极和负电极，分别与升压控制电源8的正负极相连。
[0007]升压控制电源与退压控制电源，由延迟电路板9控制信号延迟时间，控制两电源输出电压信号频率相同并有延迟，延迟时间在一定范围内连续可调。退压控制电源、升压控制电源和延迟电路控制板可以用将三者集成到一起的电源替代。
[0008]所述的第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关3包括第一光纤准直器1、第一双折射晶体10、带电极的第一电光晶体11和第二双折射晶体12 ;重复频率ΙΗζ-ΙΟΟΚΗζ固定或可调；压降时间小于10ns，典型值为5-8ns，第一电光晶体长高比经过设计，其工作电压小于1500V，典型值为500V-900V，可承受几瓦连续或脉冲高功率激光。
[0009]所述的第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关4包括第三双折射晶体13、带电极的第二电光晶体14、第四双折射晶体15和第二光纤准直器2，重复频率ΙΗζ-ΙΟΟΚΗζ固定或可调；上升时间小于10ns，典型值为5-8ns，第二电光晶体长高比经过设计，其工作电压小于1500V，典型值为500V-900V，可承受几瓦连续或脉冲高功率激光。
[0010]优选的，两电源电压根据电光晶体的长厚比可以相同，也可以不同，频率相同。
[0011]优选的，低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调Q开关两侧由第一单纤准直器尾纤I输入和第三单纤准直器尾纤2输出。
[0012]优选的，所述的第一单纤准直器和第二单纤准直器的尾纤可以是普通单纤、多模光纤、双包层光纤、保偏光纤。
[0013]优选的，低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调Q开关能够承受几瓦连续或脉冲高功率激光，重复频率ΙΗζ-ΙΟΟΚΗζ固定或可调；打开和关闭时间对称且都很短，开关时间小于10ns，典型值为5_8ns，脉宽在5ns_100ms很宽的范围内任意连续可调或固定。
[0014]为方便论述，此处用一套升压电源和一套退压电源，用延时电路控制两电源的信号延迟时间为例阐述【具体实施方式】。
[0015]由于采用了上述方案，本实用新型提供的高消光比的低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调Q开关间都比较短，典型时间5ns-8ns，消光比高>28dB，脉宽5ns-100ms可调，开关的频率在IHz-1OOkHz可调，半波电压在小于1500V，典型值为500V-900V，大大降低了高电压对产品的电磁影响和热效应，提高了产品的可靠性，降低了成本，同时小尺寸光纤在线式封装结构，大大提升了产品灵活性和应用范围。在结构和性能上都有很大的优越性，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】
[0016]图1是一种低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调Q开关的结构示意图。
[0017]图2是第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关的结构示意图。
[0018]图3是第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关的结构示意图。
[0019]图4是本实用新型的电源信号与透射光功率关系示意图
【具体实施方式】
[0020]如图1所示，低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调Q开关由第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关3和第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关4串联在一起；第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关3的正电极和负电极分别与退压控制电源7的正负电极相连；第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关4的正电极和负电极，分别与升压控制电源8的正负极相连；升压控制电源与退压控制电源由延迟电路板9控制信号延迟时间。
[0021]具体实施时，将第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关3和一个第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关4固定在固定壳体6内，两个调Q开关的正负极引线从壳体内引出，分别与两控制电源的正负极连接。
[0022]如图2所示，一束光从入射光纤I进入低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调Q开关，在tl时间内，第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关上加有半波电压，处于第一 Q开关处于关闭状态，此时第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关一直处于零电压状态，处于导通状态，但两者串联，一关全关，整个低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调Q开关处于关闭状态，消光比最高，参与形成的谐振腔内损耗最大。
[0023]在t2时间的开始瞬间，第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关的半波电压瞬间退去，光路打开，光可以从第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关入射到第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关内，此时第二低电压退压透射式光纤在线电光调Q开关仍处于零电压状态，光路仍处于打开状态，使得整个低电压透射式脉宽可调光纤在线电光调Q开关完全导通，在光纤激光器系统中参与形成的谐振腔损耗最小，从而能够形成谐振荡，产生激光输出。
[0024]在t3时间内，第一低电压退压透射式光纤在线电光调Q