光学隔离系统及光学隔离器技术方案

一种光学隔离系统，用于隔离激光器的反射激光，包括用于透射P偏振光的偏振分光镜、第一半波片、90度相位延迟镜及光束吸收器。第一半波片可与P偏振光的光路垂直，使P偏振光的偏振方向旋转45度。90度相位延迟镜用于以45度入射角接收来自第一半波片的P偏振光，并将来自第一半波片的P偏振光形成圆偏振光。圆偏振光可以45度入射角入射90度相位延迟镜，90度相位延迟镜可将圆偏振光转换为线偏振光，第一半波片可将线偏振光转换成S偏振光。偏振分光镜以45度反射出。S偏振光可入射到光束吸收器内，S偏振光被光束吸收器吸收掉。避免了反射光进入激光谐振腔将其烧毁，从而保护了激光器。还提供一种光学隔离器。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种光学隔离系统，用于隔离激光器的反射激光，包括用于透射P偏振光的偏振分光镜、第一半波片、90度相位延迟镜及光束吸收器。第一半波片可与P偏振光的光路垂直，使P偏振光的偏振方向旋转45度。90度相位延迟镜用于以45度入射角接收来自第一半波片的P偏振光，并将来自第一半波片的P偏振光形成圆偏振光。圆偏振光可以45度入射角入射90度相位延迟镜，90度相位延迟镜可将圆偏振光转换为线偏振光，第一半波片可将线偏振光转换成S偏振光。偏振分光镜以45度反射出。S偏振光可入射到光束吸收器内，S偏振光被光束吸收器吸收掉。避免了反射光进入激光谐振腔将其烧毁，从而保护了激光器。还提供一种光学隔离器。【专利说明】光学隔离系统及光学隔离器
本技术涉及一种光学元件，特别是涉及一种光学隔离系统及光学隔离器。
技术介绍
在工业生产方面，激光加工方式是利用激光束与物质相互作用特性对材料进行加工的一种方式。激光加工方式主要有激光切割、激光焊接、激光打孔、激光器标记、激光表面处理、零件快速成型等多种应用工艺，并已经广泛应用于汽车、电子、航空航天、冶金、机械制造等工业领域。对实现生产自动化、提高产品质量和劳动生产率、减少材料消耗、降低环境污染等起到越来越重要的作用。在采用激光器进行加工时，当高能的激光束照射到那些对激光波段吸收率较低的材料或表面光洁度较高的材料时，工件会反射大量的激光能量，部分反射光会沿着原光路返回到激光器振荡腔，由于激光光束的能量密度很高，会产生大量的热量，导致激光器输出功率下降，从而致使激光器的使用寿命下降，严重时会烧毁激光器。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够保护激光器，延长激光器的使用寿命光学隔离系统。一种光学隔离系统，用于隔离激光器的反射激光，包括:偏振分光镜，用于接收偏振方向与入射面垂直的P偏振光，所述偏振分光镜可使所述P偏振光透射；第一半波片，设于所述偏振分光镜的一侧，所述第一半波片可与所述P偏振光的光路垂直，使所述P偏振光的偏振方向旋转45度；90度相位延迟镜，设于所述第一半波片远离所述偏振分光镜的一侧，所述90度相位延迟镜与所述第一半波片呈45度夹角，所述90度相位延迟镜用于以45度入射角接收来自所述第一半波片的P偏振光，并将所述来自第一半波片的P偏振光形成圆偏振光，所述圆偏振光用于对工件进行加工，所述工件可反射所述圆偏振光，所述圆偏振光可以45度入射角入射所述90度相位延迟镜，所述90度相位延迟镜可将所述圆偏振光转换为线偏振光，所述线偏振光经所述90度相位延迟镜反射到所述第一半波片上，所述第一半波片可将所述线偏振光转换成S偏振光,所述偏振分光镜可接收所述S偏振光,并以45度反射出；光束吸收器，设于所述偏振分光镜的一侧，所述S偏振光可入射到所述光束吸收器内，所述光束吸收器用于接收所述S偏振光。在其中一个实施例中，所述光束吸收器包括:吸收壳，为圆柱形腔体；及圆锥体，收容于所述吸收壳的底部内，所述圆锥体的直径与所述吸收壳的直径相等，所述S偏振光可进入所述吸收壳内，在所述吸收壳的内壁与圆锥体的外侧壁之间发生反射，并被吸收。在其中一个实施例中，还包括偏振模块，所述偏振模块位于所述偏振分光镜远离所述第一半波片的一侧，所述偏振模块可设于所述激光器的出光口处，所述偏振模块用于接收所述激光器发出的入射激光，并将所述入射激光转换为所述P偏振光，所述偏振模块包括:双折射晶体，可与所述激光器的出光口相对设置，所述入射激光可从所述双折射晶体的一侧射入，经所述双折射晶体分解为第一 P偏振光及S偏振光；第二半波片，设于所述双折射晶体的一侧，且所述第二半波片与所述入射激光同轴，所述第二半波片的主截面与所述S偏振光的振动面之间的夹角为45度，所述第二半波片使所述S偏振光转换为第二 P偏振光；合束整形透镜组，设于所述第二半波片远离所述双折射晶体的一侧，所述第一 P偏振光及所述第二 P偏振光从所述合束整形透镜组的一侧射入，所述合束整形透镜组使所述第一 P偏振光及所述第二 P偏振光整形成一束所述P偏振光；其中，所述双折射晶体、所述合束整形透镜组的光轴位于同一直线上。在其中一个实施例中，所述合束整形透镜组包括平凸透镜及平凹透镜，所述平凸透镜的焦点与所述平凹透镜的焦点重合，且所述平凸透镜与平凹透镜重合的焦点位于所述平凸透镜及所述平凹透镜之间。在其中一个实施例中，所述平凸透镜的焦距为100mm，厚度为3mm，所述平凹透镜的焦距为20mm，厚度为3mm，所述平凸透镜与所述平凹透镜之间的距离为117mm。在其中一个实施例中，还包括前置半波片，所述前置半波片位于所述偏振分光镜远离所述第一半波片的一侧，所述前置半波片可位于所述激光器的出光口处，所述前置半波片用于接收所述激光器发出的入射线偏振光，并可将所述入射线偏振光旋转成所述P偏振光。在其中一个实施例中，还包括零度相位延迟镜，所述零度相位延迟镜与所述90度相位延迟镜相对平行设置，所述零度相位延迟镜可将所述圆偏振光以45度反射角反射出，经所述零度相位延迟镜反射的圆偏振光的传播方向与所述P偏振光的传播方向平行。还提供一种光学隔离器。一种光学隔离器，包括:上述的光学隔离系统；偏振分光镜座，为中空柱体，所述偏振分光镜及所述第一半波片收容于所述偏振分光镜座内，所述偏振分光镜座的外侧壁上开设有通孔，所述通孔与所述偏振分光镜相对，所述S偏振光刻从所述通孔出射，所述偏振分光镜座的外侧壁上设有第一进水管及第一出水管，所述第一进水管及所述第一出水管用于循环冷却水，使所述偏振分光镜座冷却；90度相位延迟镜座，为实体，所述90度相位延迟镜座靠近所述偏振分光镜座的一侧铣有入射光腔，所述90度相位延迟镜座的另一侧铣有反射光腔，所述入射光腔与所述反射光腔垂直连通，所述90度相位延迟镜设于所述入射光腔与所述反射光腔的交点处，所述90度相位延迟镜座上设有第二进水管及第二出水管，所述第二进水管及所述第二出水管用于循环冷却水，使所述90度相位延迟镜座冷却；光束吸收器安装座，用于放置所述光束吸收器，且所述光束吸收器安装座与所述光束吸收器固定连接，所述光束吸收器安装座设于所述通孔处，所述光束吸收器安装座上设有第三进水管及第三出水管，所述第三进水管及所述第三出水管用于循环冷却水，使所述光束吸收器安装座冷却。在其中一个实施例中，还包括半波片压环，所述半波片压环位于所述偏振分光镜座与所述90度相位延迟镜座之间，所述半波片压环压持所述第一半波片。在其中一个实施例中，还包括偏振分光镜压盖，所述偏振分光镜压盖包括盖体及设于所述盖体上的凸台，所述盖体及所述凸台上均开设有通光孔，所述凸台的横截面与所述偏振分光镜的横街面相同，所述凸台可收容于所述偏振分光镜座内，所述凸台压持所述偏振分光镜，所述压盖与所述偏振分光镜座的一侧固定连接。在其中一个实施例中，所述90度相位延迟镜座靠近所述偏振分光镜座的一侧铣有所述入射光腔及反射光腔，所述入射光腔与所述反射光腔垂直，所述90度相位延迟镜设于所述入射光腔与所述反射光腔的交点处。在其中一个实施例中，所述90度相位延迟镜座铣有出射光腔，所述出射光腔与所述反射光腔垂直导通，所述出射光腔与所述入射光腔平行，所述入射光腔、反射光腔、出射光腔共同构成一个Z形的导通光腔，所述零度相位延迟镜设于所述反射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖磊，龚成万，赵建涛，杨锦彬，宁艳华，高云峰，
申请(专利权)人：深圳市大族激光科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：