本发明专利技术公开了一种用于光纤激光器的可级联大功率的光隔离器，该光隔离器包括有光调节组件(1)、磁体组件(2)、内固紧组件(3)、基座(4)和端盖(5)；基座(4)内安装有光调节组件(1)、磁体组件(2)、内固紧组件(3)，端盖(5)安装在基座(4)的一端；磁体组件(2)安装在内固紧组件(3)的套筒(32)内，光调节组件(1)的磁致旋光晶体(18)设置在磁体组件(2)的中心部位，补偿晶体(17)安装在内固紧组件(3)的固定座(34)上。本发明专利技术光隔离器采用复合磁场、外置晶体补偿、内置磁致旋光晶体的可级联式结构，实现了大功率、长寿命、小型化的结构设计，使得本发明专利技术光隔离器具有退偏度低，隔离度高的性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光隔离器，更特别地说，是指一种用于光纤激光器的可级联大功 率的光隔离器。
技术介绍
光隔离器是一种只允许单向光通过的光无源器件，其工作原理是基于法拉第效应 的非互易性，将正向入射光及反向入射光的偏振态向同一方向旋转同一角度，能有效地防 止光路中由于各种原因产生的后向传输光对光源以及光路系统造成各种不良影响，提高整 体系统工作的稳定性。一般的光隔尚器由三个基本部分构成：起偏器或偏振分束器，由偏振 片或双折射晶体构成，以得到偏振光；法拉第旋转器，实现光束的偏振态旋转；检偏器或偏 振合束器，将符合偏振条件的光线耦合输出。参考2003年7月第8卷第3期《西安邮电学 院学报》公开的"光隔离器的结构类型研宄" 一文。 现有的光隔离器主要用于激光加工系统与光通信系统，以保护激光器本身并且降 低系统噪声：如在分布反馈式（DFB)激光器中，减小光路回波引起的啁啾现象；在掺铒光纤 放大器（EDFA)中，能够降低光路噪声，保护前端光源，实现放大器工作的稳定性。目前，随着大功率光纤激光及其应用的广泛开展，大功率隔离器件的需求逐步提 高，要求光隔离器向高功率、低成本、小体积的方向发展。但是国内光隔离器的设计主要集 中在百瓦以下的中低功率范围内，高于100W工作时，隔离度较低，温度热效应明显，影响光 隔离器内部磁场工作的稳定性及磁致旋光晶体的退偏特性，使其达不到预期的旋光角度， 且体积较大，结构复杂，无法实现大功率条件下的长时间运转。
技术实现思路
为了实现光隔离器的大功率、长寿命、小体积，本专利技术设计了一种基于高磁场强 度、并结合外置晶体补偿的光隔离器。该光隔离器将补偿晶体外置加入到级联式结构的五 段式磁环结构中，有利于降低退偏度，提高光隔离器的隔离度。本专利技术光隔离器为级联方式 布置，使得体积小，更佳适用于百瓦级及以上功率的光纤激光器应用。 本专利技术是一种用于光纤激光器的可级联大功率的光隔离器，该光隔离器包括有光 调节组件（1)、磁体组件（2)、内固紧组件（3)、基座（4)和端盖（5); 基座⑷的一端设有外接头（4A)，基座⑷另一端的开口端（4G)通过内螺纹 (4G1)与端盖（5)的外螺纹（5A1)螺纹连接。基座⑷的外圆柱体（4F)上设有底板（4C)， 基座⑷的内部设有AB沉头腔（4E)、AA沉头腔（4D)和A空腔（4B)。A空腔（4B)用于安 装A光纤准直器（13)，且A光纤准直器（13)上的入纤（11)伸出外接头（4A)。AA沉头腔 (4D)用于安装A偏振片（15)。AB沉头腔（4E)中安装有固定座（34)、内定位圆环（33)、套 筒（32)、A内端盖（31)。 端盖（5)的一端设有螺纹接头（5A)，端盖（5)的另一端设有外接头（5C)，所述螺 纹接头（5A)与所述外接头（5C)之间是圆环挡板（5D)。端盖（5)的中部设有沉头腔（5B) 和B空腔（5E)。所述B空腔（5E)用于安装B光纤准直器（14)，且B光纤准直器（14)上的 尾纤（12)伸出外接头（5C)。沉头腔（5B)用于安装B偏振片（16)。 内固紧组件（3)包括有内端盖（31)、套筒（32)、内定位圆环（33)和固定座（34)。 内端盖（31)的中部设有A通孔（31C)，内端盖（31)的圆盘（31A)上设有A凸圆台（31B)， 该A凸圆台（31B)上设有外螺纹。套筒（32)的中部为B通孔（32A)，套筒（32)的一端设有 挡环（32B)，该挡环（32B)上设有外螺纹，套筒（32)的另一端设有内凹腔（32C)，该内凹腔 (32C)上设有内螺纹。内端盖（31)的A凸圆台（31B)置于套筒（32)的内凹腔（32C)中，且 为螺纹连接。内定位圆环（33)的中部设有C通孔（33A)，内定位圆环（33)的圆盘（33C)的 一端面板上设有凸圆环（33B)，内定位圆环（33)的圆盘（33C)的另一端面板上设有B凸圆 台（33D)，B凸圆台（33D)上设有外螺纹。内定位圆环（33)的B凸圆台（33D)置于套筒（32) 的挡环（32B)内，且为螺纹连接。固定座（34)的中部设有D通孔（34A)，固定座（34)的圆 盘（34E)的一端面板上设有C内凹腔（34B)和D内凹腔（34C)，固定座（34)的圆盘（34E) 的另一端面板上设有凹槽（34D)。C内凹腔（34B)内安装有定位板（19)，D内凹腔（34C)内 安装有补偿晶体（17)，凹槽（34D)内安装有内定位圆环（33)的凸圆环（33B)。 磁体组件⑵包括有中部设有BA通孔（21A)的第一磁环（21)、中部设有BB通孔 (22A)的第二磁环（22)、中部设有BC通孔（23A)的第三磁环（23)、中部设有BD通孔（24A) 的第四磁环（24)和中部设有BE通孔（25A)的第五磁环（25)，所述第二磁环（22)与所述第 三磁环（23)的结构相同，所述第四磁环（24)与所述第五磁环（25)的结构相同。 光调节组件（1)包括有A光纤准直器（13)、B光纤准直器（14)、A偏振片（15)、B 偏振片（16)、补偿晶体（17)、磁致旋光晶体（18)和定位板（19);其中，A光纤准直器（13) 与B光纤准直器（14)的结构相同，A偏振片（15)与B偏振片（16)的结构相同。所述A光 纤准直器（13)上的光纤为光隔离器的入纤（11)，所述B光纤准直器（14)上的光纤为光隔 离器的尾纤（12)。从入纤（11)至尾纤（12)顺次排列的是A光纤准直器（13)、A偏振片 (15)、定位板（19)、补偿晶体（17)、磁致旋光晶体（18)、B偏振片（16)和B光纤准直器（14)。 定位板（19)的中部设有通孔（19A)，定位板（19)的一面板上设有A凹槽（19B)和B凹槽 (19C)〇 磁体组件（2)、内固紧组件（3)和光调节组件（1)中的补偿晶体（17)、磁致旋光晶 体（18)和定位板（19)进行装配后构成级联单元（10)。由两个级联单元（10)串联得到的 二级联光隔离器。由三个级联单元（10)串联得到的三级联光隔离器。 本专利技术设计的光隔离器有益效果在于： 一是设计了复合磁场，复合磁场由轴向磁场与径向磁场以及斜向磁场的五段式磁 体构成，可生成均匀性较好的强磁场，降低磁场不均匀和热效应引起的退偏，实现缩短磁致 旋光晶体长度，提高光隔离器在大功率条件下的隔离度。 二是采用外置晶体补偿与磁致旋光晶体进行组合，在磁体结构前端加入与磁致旋 光晶体相反热特性的补偿晶体，通过补偿晶体与磁致旋光晶体的晶向匹配，并补偿基于磁 致旋光晶体的热致退偏效应，从而提高光隔离器在一定隔离度及插入损耗要求下的允许入 射的最大功率值。 三是设计了可级联式的结构，具有可拆卸的级联式结构的光隔离器应用范围更加 广泛，且可满足不同磁致旋光晶体材料下对隔离度的要求。 在本专利技术设计的光隔离器结果中，缩短了磁致旋光晶体和磁体的长度，同时级联 式结构散热性能好，大大降低了热致退偏效应和磁致退偏效应，提高了光隔离器的工作稳 定性，并可根据磁致旋光晶体材料和光隔离器的具体要求选择可级联数目，装卸方便，适用 范围广。【附图说明】 图1是本专利技术设计的用于光纤激光器的可级联大功率的光隔离器的外部结构图。 图IA是图1的左视图。 图IB是A-A剖视放大图。 图IC是本专利技术设本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于光纤激光器的可级联大功率的光隔离器，其特征在于：所述的光隔离器包括有光调节组件(1)、磁体组件(2)、内固紧组件(3)、基座(4)和端盖(5)；基座(4)的一端设有外接头(4A)，基座(4)另一端的开口端(4G)通过内螺纹(4G1)与端盖(5)的外螺纹(5A1)螺纹连接；基座(4)的外圆柱体(4F)上设有底板(4C)，基座(4)的内部设有AB沉头腔(4E)、AA沉头腔(4D)和A空腔(4B)；A空腔(4B)用于安装A光纤准直器(13)，且A光纤准直器(13)上的入纤(11)伸出外接头(4A)；AA沉头腔(4D)用于安装A偏振片(15)；AB沉头腔(4E)中安装有固定座(34)、内定位圆环(33)、套筒(32)、A内端盖(31)；端盖(5)的一端设有螺纹接头(5A)，端盖(5)的另一端设有外接头(5C)，所述螺纹接头(5A)与所述外接头(5C)之间是圆环挡板(5D)；端盖(5)的中部设有沉头腔(5B)和B空腔(5E)；所述B空腔(5E)用于安装B光纤准直器(14)，且B光纤准直器(14)上的尾纤(12)伸出外接头(5C)；沉头腔(5B)用于安装B偏振片(16)；内固紧组件(3)包括有内端盖(31)、套筒(32)、内定位圆环(33)和固定座(34)；内端盖(31)的中部设有A通孔(31C)，内端盖(31)的圆盘(31A)上设有A凸圆台(31B)，该A凸圆台31B上设有外螺纹；套筒(32)的中部为B通孔(32A)，套筒32的一端设有挡环32B，该挡环32B上设有外螺纹，套筒(32)的另一端设有内凹腔(32C)，该内凹腔32C上设有内螺纹；内端盖31的A凸圆台31B置于套筒32的内凹腔32C中，且为螺纹连接；内定位圆环(33)的中部设有C通孔(33A)，内定位圆环(33)的圆盘(33C)的一端面板上设有凸圆环(33B)，内定位圆环(33)的圆盘(33C)的另一端面板上设有B凸圆台(33D)，B凸圆台33D上设有外螺纹；内定位圆环33的B凸圆台33D置于套筒32的挡环32B内，且为螺纹连接；固定座(34)的中部设有D通孔(34A)，固定座(34)的圆盘(34E)的一端面板上设有C内凹腔(34B)和D内凹腔(34C)，固定座(34)的圆盘(34E)的另一端面板上设有凹槽(34D)；C内凹腔(34B)内安装有定位板(19)，D内凹腔(34C)内安装有补偿晶体(17)，凹槽(34D)内安装有内定位圆环(33)的凸圆环(33B)；磁体组件(2)包括有中部设有BA通孔(21A)的第一磁环(21)、中部设有BB通孔(22A)的第二磁环(22)、中部设有BC通孔(23A)的第三磁环(23)、中部设有BD通孔(24A)的第四磁环(24)和中部设有BE通孔(25A)的第五磁环(25)，所述第二磁环(22)与所述第三磁环(23)的结构相同，所述第四磁环(24)与所述第五磁环(25)的结构相同；光调节组件(1)包括有A光纤准直器(13)、B光纤准直器(14)、A偏振片(15)、B偏振片(16)、补偿晶体(17)、磁致旋光晶体(18)和定位板(19)；其中，A光纤准直器(13)与B光纤准直器(14)的结构相同，A偏振片(15)与B偏振片(16)的结构相同；所述A光纤准直器(13)上的光纤为光隔离器的入纤(11)，所述B光纤准直器(14)上的光纤为光隔离器的尾纤(12)；从入纤(11)至尾纤(12)顺次排列的是A光纤准直器(13)、A偏振片(15)、定位板(19)、补偿晶体(17)、磁致旋光晶体(18)、B偏振片(16)和B光纤准直器(14)；定位板(19)的中部设有通孔(19A)，定位板(19)的一面板上设有A凹槽(19B)和B凹槽(19C)；磁体组件(2)、内固紧组件(3)和光调节组件(1)中的补偿晶体(17)、磁致旋光晶体(18)和定位板(19)进行装配后构成级联单元(10)。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡姝玲，王欢欢，肖泽宇，牛燕雄，李军，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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