一种带功率监控的高功率光隔离器的制作方法

1.本实用新型涉及高功率激光器件领域，特别涉及一种带功率监控的高功率光隔离器。


背景技术：

2.光隔离器是一种只允许光沿一个方向传输，而对返回的光起到隔离作用的光无源器件。其工作原理是基于法拉第旋转的非互易性，其作用是对光的方向进行限制，使光只能单方向传输，通过光纤回波反射的光能够被光隔离器很好的隔离，提高光波传输效率。在光通信系统中光隔离器用来消除后向传输光所产生的附加噪声，在高功率激光系统中，光隔离器能有效消除系统间的自耦合和自激励效应，有效提高激光器的功率输出、模式、频率的稳定性，是高质量光学系统和光通信系统中非常重要的无源器件之一。
3.市场上的光纤激光器基本没有在最终输出端，即隔离器端进行功率反馈功能，现有的光纤激光器反馈的是激光器内部输出的功率值。在实际应用中，后段还有准直器和隔离器等无源器件的损耗，所以该种反馈形式并不能准确的反馈最后输出的功率值，这样就给带功率监控的高功率光隔离器带来市场。在输出隔离器内部加上功率监测，加以反馈，从反馈的信号中就能够实时的掌握激光器最终输出的功率值，很好的方便使用者使用；若将激光器外部的光功率反馈回光纤激光器内部控制模块中，作为激光器输出功率稳定的一个反馈信号，就能更准确的控制激光器最终输出的功率是一个稳定值。这样对一些精度要求高的工艺提供了方便。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于通过功率监控及能量吸收模块功能模块，实现对终端输出功率的有效监控。
5.为实现上述目的，本实用新型提供一种带功率监控的高功率光隔离器，在该光隔离器的纵向轴线上，依次排列的下列元件：
6.一对光纤准直器，其一尾纤为光束输入端，另一尾纤为光束输出端；
7.第一分束/合束器，由双折射晶体制成，将一束光分束为两束线偏振光或将两束线偏振光合束成一束光；
8.偏振分束器，由两个等边直角棱镜组成，将p光透射s光反射；
9.偏振态转换器，由一组法拉第旋转器和一λ/2波片组成，将两束线偏光的偏振方向分别进行旋转；
10.第二分束/合束器，由双折射晶体制成，将一束光分束为两束线偏振光或将两束线偏振光合束成一束光；
11.其特征在于：第一分束/合束器和偏振分束器之间设有λ/2波片a，偏振态转换器和第二分束/合束器之间设有λ/2波片b，能使o光与e光有效地相互转换。
12.其特征在于：偏振分束器径向一侧放置光电二极管，另一侧放置光阱。
13.所述的带功率监控的高功率光隔离器，其特征在于：所述的第一分束/合束器和第二分束/合束器的晶体光轴方向平行。
14.所述的带功率监控的高功率光隔离器，其特征在于：所述的偏振态转换器，能够使沿反向传输的线偏振光偏振方向顺时针旋转π/2，而沿正向传输的线偏振光偏振方向不变。
15.本实用新型提出了带功率监控的高功率光隔离器，与常规光隔离器相比，该光隔离器内包含功率监控及能量吸收模块，实现对终端输出功率的有效监控。
附图说明
16.图1为本实用新型光隔离器的结构示意图；
17.图2为本实用新型光隔离器正向传输光路示意图；
18.图3为本实用新型光隔离器反向传输光路示意图；
19.图4为本实用新型输出型光隔离器的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图及具体的实施方式对本实用新型做进一步的说明。
21.如图1所示，本实用新型光隔离器包括输入端光纤准直器1、第一分束/合束器2、λ/2波片a 3、偏振分束器4、偏振态转换器5、λ/2波片b 6、第二分束/合束器7、输出端光纤准直器8、光电二极管 9、光阱10、扩束镜组11。
22.图2为本实用新型光隔离器正向传输光路示意图，输入光纤准直器1出射的光经过第一分束/合束器2后被分成两束偏振态相互垂直的线偏振光o光与e光，其中e光通过λ/2波片a 3后发生偏振态转换为o光，两束o光的绝大部分能量透射经过偏振分束器4后到达偏振态转换器5，仅有小部分能量经过偏振分束器4反射至光电二极管9，偏振态转换器5使得透射的两束偏振光偏振方向不发生改变，随后其中一束o光直接通过第二分束/合束器7，另一束o光经过λ/2波片b 6后转换为e光后通过第二分束/合束器7，两束o光经过第二分束/合束器7合束成一束光经输出端光纤准直器8耦合输出。
23.反向传输光经过输出端光纤准直器8后进入第二分束/合束器7（图3），
24.被分成两束偏振态相互垂直的o光与e光，e光通过λ/2波片b 6转换为o光，与另一束o光同时进入偏振态转换器5，偏振态转换器5使得透射o光的偏振态方向逆时针旋转π/2，因此两束o光同时转换为e光经过偏振分束器4反射后至光阱10吸收，从而几乎没有反向光线进入第一分束/合束器2，达到反向光被隔离的效果。
25.本实用新型所述的带功率监控的高功率光隔离器为在线型，它也可以是输出型（图4）、自由空间型等任意形式。
26.以上仅仅是对本实用新型实施例的说明，而不是对保护范围的限定，任何非实质性的改动，如改变偏振分束器及偏振态转换器的组合等，都应该落在本实用新型专利的权利要求保护范围之内。


技术特征：
1.一种带功率监控的高功率光隔离器，在该光隔离器的纵向轴线上，依次排列的下列元件：一对光纤准直器，其一尾纤为光束输入端，另一尾纤为光束输出端；第一分束/合束器，由双折射晶体制成，将一束光分束为两束线偏振光或将两束线偏振光合束成一束光；偏振分束器，由两个等边直角棱镜组成，将p光透射s光反射；偏振态转换器，由一组法拉第旋转器和一λ/2波片组成，将两束线偏光的偏振方向分别进行旋转；第二分束/合束器，由双折射晶体制成，将一束光分束为两束线偏振光或将两束线偏振光合束成一束光；其特征在于：第一分束/合束器和偏振分束器之间设有λ/2波片a，偏振态转换器和第二分束/合束器之间设有λ/2波片b，能使o光与e光有效地相互转换，偏振分束器径向一侧放置光电二极管，另一侧放置光阱。2.如权利要求1所述的带功率监控的高功率光隔离器，其特征在于：所述的第一分束/合束器和第二分束/合束器的晶体光轴方向平行。3.如权利要求1所述的带功率监控的高功率光隔离器，其特征在于：所述的偏振态转换器，能够使沿反向传输的线偏振光偏振方向顺时针旋转π/2，而沿正向传输的线偏振光偏振方向不变。

技术总结
本实用新型公开了一种带功率监控的高功率光隔离器，沿正向光入射光轴上依次包含下列元件：输入端光纤准直器、第一分束/合束器、偏振分束器、偏振态转换器、第二分束/合束器及输出端光纤准直器。第一分束/合束器和偏振分束器之间设有λ/2波片a，偏振态转换器和第二分束/合束器之间设有λ/2波片b，偏振分束器径向一侧放置光电二极管，另一侧放置光阱。其中，偏振态转换器是由一组法拉第旋转器及λ/2波片c组成，作用是使沿正向传输的线偏振光偏振方向顺时针旋转π/2，而沿反向传输的线偏振光偏振方向不变。与常规高功率光隔离器相比，该高功率光隔离内包含功率监控及能量吸收模块，实现对终端输出功率的有效监控。对终端输出功率的有效监控。对终端输出功率的有效监控。


技术研发人员：吴季 陈江旭 林立良 王城强 陈伟 陈秋华
受保护的技术使用者：福建福晶科技股份有限公司
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/8/2