一种低电压升压透射式光纤在线电光调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、科学研宄等领域，尤其是一种低电压升压透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、科学研宄等领域，在脉冲光纤激光器中调Q方式除了被动调Q外，主动调Q技术主要是声光调Q，其脉宽较宽，峰值功率不高，且重复频率调节范围有限。而传统的电光调Q主要应用于固体或气体激光器中，体积大、重复频率低、对偏振敏感，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，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、驱动电压低并能获得很高的消光比的低电压升压反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:一种低电压升压反射式光纤在线电光调Q开关，所述的低电压升压反射式光纤在线电光调Q开关由第一单纤准直器、第一偏振元件组件、半波片、电光晶体组件、第二偏振元件组件、第二单纤准直器和控制电源组成。第一偏振元件组件置于第一单纤准直器的右侧，半波片置于第一偏振元件组件的右侦U，第二偏振元件置于第二单纤准直器的左侧，电光晶体置于半波片与第二偏振元件组件之间。升压控制电源与电光组件相连接。
[0005]所述的第一单纤准直器，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]所述的第二单纤准直器包括第二正透镜15、第二单纤毛细管16、第二光纤17、第二固定器18 ;第二光纤17置于第二单纤毛细管16的内部，第二正透镜15置于第二单纤毛细管16的左侧，第二固定器18套在第二单纤毛细管16及第二正透镜15的外部并固定，第二光纤18的端面位于第二正透镜15的后焦面上。
[0007]所述的第一偏振元件组件包括第一偏振元件5和第三固定器7。第一偏振元件5靠左置于第三固定器7内并固定。半波片(6)贴近偏振元件(5)右侧置入第二固定器(7)内固定。
[0008]所述的第二偏振元件组件包括第二偏振元件13和第四固定器14。第二偏振元件13置于第四固定器14内并固定。
[0009]所述的电光晶体组件包括电光晶体(12)、第一导电电极(8)、第二导电电极(9)、固定板和第一电极引脚(10)、第二电极引脚(11);第一导电电极(8)置于电光晶体(12)上侦U，与电光晶体(12)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(9)置于电光晶体(12)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
(8)与第一电极引脚(10)连接，第二导电电极(9)与第二电极引脚(11)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(10)、第二电极引脚(11)连接。
[0010]优选的，所述的单纤I可以是单模光纤、多模光纤、双包层光纤、保偏光纤。
[0011]优选的，所述的第一、第二偏振元件能起偏及检偏，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。
[0012]优选的，所述的半波片，可以是石英晶体波片、云母波片或方解石波片。从结构上，所述的半波片，可以是多级波片、零级波片或组合波片。
[0013]优选的，所述的第一电极8、第二电极9，可以是薄金属片，也可以是导电镀层。
[0014]优选的，所述的第一偏振元件5、第二偏振元件12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。
[0015]优选的，所述的电光晶体7左右两侧端面研磨抛光，并镀有增透膜。
[0016]优选的，所述的电光晶体7，可以是KDP类，LiNb03，PPLN，LiTa03，GaAs，BGO电光晶体。晶体端面可承受平均几瓦高功率脉冲激光，晶体厚度长度比能使驱动电压低于1500V可调，典型值为500V-900V。
[0017]优选的，所述的升压控制电源18，其重复频率O-1OOKHz固定或可调；电压下降时间小于I μ S，典型值为30ns-40ns，上升时间小于100ns，典型值为5_8ns，脉宽Ins-1 μ s固定或可调，工作电压小于1500V可调，典型值为500V-900V可调。
[0018]本实用新型描述的一种低电压升压透射式光纤在线电光调Q开关的开关时间极短，脉宽窄，消光比比较高，且脉宽可调，使用更灵活方便；开关的频率OHz-1OOkHz连续可调；半波电压典型值为500V-900V，大大降低了高电压对产品的电磁影响和热效应；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；双折射晶体的引入，巧妙解决了偏振依赖的问题。
【附图说明】
[0019]图1是低电压升压透射式光纤在线电光调Q开关结构示意图。
[0020]图2是低电压升压透射式光纤在线电光调Q开关电源结构简图。
【具体实施方式】
[0021]如图1所示，第一单纤准直器由第一单模光纤1、用以固定第一单模光纤I且便于耦合对准的第一单纤毛细管2、具有准直作用的第一正透镜3、第一固定圆管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第一单模光纤I固定在第一单纤毛细管2的内部，然后将第一单模光纤I的端面按一定角度研磨抛光用以抑制反射光，并加以镀增透膜可以得到优化的性能；第一单模光纤I的端面与第一正透镜3的距离通过调试后应位于第一正透镜3的后焦面上以达到良好准直效果。
[0022]第二单纤准直器由第二单模光纤17、用以固定第二单模光纤17且便于耦合对准的第二单纤毛细管16、具有准直作用的第二正透镜15、起固定保护作用的第二固定圆管18及起固定作用的材料(如胶粘剂)组成；用起固定作用的材料(如胶粘剂)将第二单模光纤17固定在第二单纤毛细管16的内部，且第二单模光纤16的端面按一定角度研磨抛光以抑制反射光，并加以镀增透膜可以得到优化的性能；第二单模光纤17的端面与第二正透镜15的距离通过调试后应位于第二正透镜15的后焦面上以达到良好准直效果。
[0023]为使耦合效率更高，第一单纤准直器和第二单纤准直器的光斑束腰大小应相同或接近；第一单纤准直器、第二单纤准直器的光斑束腰大小=单模光纤远场发散角X正透镜焦距。
[0024]第一偏振元件组件由第一偏振元件5、半波片6、第三固定圆管7和用起固定作用的材料(如胶粘剂)组成。用起固定作用的材料(如胶粘剂)将偏振元件5靠左固定在第三固定圆管7的内部，然后用起固定作用的材料(如胶粘剂)将半波片6贴近偏振元件右侧固定在第二固定圆管7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。
[0025]第二偏振元件组件由第二偏振元件13、第四固定圆管14和用起固定作用的材料(如胶粘剂)组成。第二偏振元件13与第一偏振元件5为同一种晶体，其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，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。在放置时，第二偏振元件13与第一偏振元件5反向成轴对称放置。利用起固定作用的材料(如胶粘剂)将其固定。
[0026]电光晶体组件由电光晶体12、第一导电电极8、第二导电电极9、固定板、电源正极导线引脚10、负极导线引脚11和起固定作用的材料(如胶粘剂、焊锡)组成。具体实施时，先将电光晶体与第一、第二导电电极分别与电光晶体上下面紧密贴合，利用起固定作用的材料(如胶粘剂)将三者一起固定到起辅助支撑作用的板块上，然后将第一、第二导电电极外侧利用焊接材料分别与驱动电源的正电极引线和负电极引线焊接到一起。
[0027]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第一偏振元件后，入射光与晶轴成一定角度，则被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。第二偏振元件与第一偏振元件刚好反置，若从第一偏振元件出射的ο光和e光相对于第二偏振元件的晶轴偏振态不变，依然是ο光、e光，则第二偏振元件可以将接收到的两束偏振态相互垂直正交的线偏振