一种高消光比的光纤耦合激光器制造技术

本实用新型专利技术涉及激光技术领域，公开了一种高消光比的光纤耦合激光器，包括依次设置的激光器、耦合光学系统和保偏光纤，还包括一双折射晶体；该双折射晶体置于耦合光学系统的光学元件之间，或置于耦合光学系统与保偏光纤之间；激光器发出的激光经耦合光学系统与双折射晶体之后，分为偏振方向相互垂直的两束偏振光，且两光束之间的间距大于保偏光纤的纤芯直径；其中一束偏振光耦合进入保偏光纤。采用高双折射率晶体将激光分成偏振方向相互垂直的两束偏振光，并仅将其中一束偏振光耦合到保偏光纤中，以避免激光在保偏光纤中传输时发生偏振态模式耦合现象，从而实现高消光比、低噪声的光纤耦合产品。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光
，尤其涉及一种高消光比的光纤耦合激光器。
技术介绍
保偏光纤耦合激光器由于对线偏振光具有较强的保持能力，因此不仅在光通信和光传感中占据着越来越重要的地位，而且在工业、电力、军事、航空航天、生物医学等方面也发挥着越来越重要的作用。保偏光纤是利用应力或形变来实现两个本征偏振模间的高双折射，通过这种人为的高双折射效应可以有效的克服光纤中应力、形变、扭曲温度、电磁场和光纤内部的成分缺陷或形状缺陷等引起的各种微扰对光纤中光波信号的相位和偏振态的影响，从而实现对光·波偏振态的保持功能。但光纤内部光信号的偏振态对外界的干扰非常敏感，而且在产品组装过程中要达到入射激光偏振方向与光纤应力轴严格对称的难度非常大。当外界的干扰强度不断增加且入射激光偏振方向不与光纤应力轴严格对称时，保偏光纤内部的光信号将会发生偏振态模式耦合现象，即在保偏光纤中一种偏振态的能量将会耦合进另外一种偏振态中去。这种偏振耦合现象在各种系统中将表现为消光比下降、噪声增大等现象，严重影响信号精确度。
技术实现思路
针对上述问题，本技术提出一种高消光比的光纤耦合激光器，具有高消光比、低噪声等优点。为达到上述目的，本技术的技术方案为一种高消光比的光纤耦合激光器，包括依次设置的激光器、耦合光学系统和保偏光纤，还包括一双折射晶体；所述双折射晶体置于耦合光学系统的光学元件之间，或置于耦合光学系统与保偏光纤之间；激光器发出的激光经稱合光学系统与双折射晶体之后，分为偏振方向相互垂直的两束偏振光，且两光束之间的间距大于保偏光纤的纤芯直径；其中一束偏振光耦合进入保偏光纤。进一步的，所述保偏光纤稱合端由一光纤固定插针固定。进一步的，所述耦合光学系统为一耦合透镜，所述双折射晶体置于耦合透镜与保偏光纤之间。进一步的，所述耦合光学系统包括一准直透镜和一耦合透镜，所述双折射晶体置于准直透镜与耦合透镜之间。进一步的，所述激光器为半导体激光器或固体激光器。进一步的，所述双折射晶体为YVO4晶体、a -BBO晶体或冰洲石等高双折射率晶体。进一步的，所述双折射晶体和耦合光学系统各光学元件的通光面均镀有增透膜。进一步的，所述保偏光纤的光纤端面为0°或斜8°等回波损耗较低的耦合角度。本技术的有益效果为使用了高双折射率晶体将激光分成偏振方向相互垂直的两束偏振光，并且使两偏振光束间距远大于保偏光纤的纤芯直径，调节保偏光纤的位置仅将其中一束偏振光耦合到保偏光纤中，以避免激光在保偏光纤中传输时发生偏振态模式耦合现象，从而有效提高了光纤耦合产品的消光比和噪声性能。附图说明图I为本技术实施例一结构示意图；图2为本技术实施例二结构示意图；图3为本技术实施例三结构示意图。附图标记1、半导体激光器；101、激光器芯片；102、散热底座；2、稱合光学系统；201、准直透镜；202、聚焦透镜；3、双折射晶体；4、光纤固定插针；5、保偏光纤；6、固体激光器。 具体实施方式以下结合附图和具体实施方式，对本技术做进一步说明。本技术采用高双折射率晶体将激光分成偏振方向相互垂直的两束偏振光，通过设计高双折射率晶体的厚度，使得经过双折射晶体之后的两偏振光束之间间距远大于保偏光纤的纤芯直径，调整保偏光纤的位置仅将其中一束偏振光耦合到保偏光纤中，以避免激光在保偏光纤中传输时发生偏振态模式稱合现象，从而有效提高光纤稱合产品的消光比和噪声性能，实现低噪声的高消光比光纤耦合激光器。具体的，本技术的高消光比光纤耦合激光器，包括依次设置的激光器、耦合光学系统2和保偏光纤5，还包括一双折射晶体3;该双折射晶体3置于耦合光学系统2的光学元件之间，或置于耦合光学系统2与保偏光纤5之间；激光器发出的激光经I禹合光学系统2与双折射晶体3之后,分为偏振方向相互垂直的两束偏振光，且两光束之间的间距大于保偏光纤5的纤芯直径；其中一束偏振光I禹合进入保偏光纤5。具体的，如图I所示的实施例一，该实施例中的激光器采用半导体激光器1，将635nm的半导体激光器芯片101置于一散热底座102上，半导体激光器I发出的光经耦合光学系统2后进入双折射晶体3，该实施例中双折射晶体3采用YVO4晶体，晶体厚度采用0.5mm,置于稱合光学系统2与保偏光纤5之间,其中保偏光纤5的稱合端由一光纤固定插针4固定。635nm的激光束经YVO4晶体之后分成偏振方向相互垂直的两偏振光束,且两偏振光束之间间距约为52. 9iim,远大于635nm保偏光纤5的纤芯直径(4、y m)。通过调节保偏光纤5的位置,仅将其中一束偏振光稱合到保偏光纤5中,便可避免激光在保偏光纤中传输时发生偏振态模式耦合现象，从而提高光纤耦合激光器的消光比和噪声性能。其中，耦合光学系统2采用的是单透镜，采用端面耦合的方式；光纤固定插针4可以是陶瓷或玻璃材料等。如图2所示是本技术的实施例二，与实施例一不同的是，该实施例的耦合光学系统2采用双透镜准直透镜201和聚焦透镜202，双折射晶体3置于准直透镜201与聚焦透镜202之间；而半导体激光器I采用的是405nm的激光器芯片101，双折射晶体3采用的是a -BBO晶体，晶体厚度采用0. 5mm,405nm的激光束经准直透镜201之后进入a -BBO晶体，经a-BBO晶体分成偏振方向相互垂直的两偏振光束，且两偏振光束之间间距约为44. I V- m,远大于405nm保偏光纤5的纤芯直径(3. I 4. I u m),调节聚焦透镜202和保偏光纤5的位置，将其中一束偏振光聚焦并耦合到保偏光纤5中。通过聚焦透镜202会聚耦合，可以实现更高的耦合效率。如图3所示为本技术的实施例三，与实施例一不同的是，该实施例中激光器采用的是固体激光器6，该实施例中的固体激光器6激光波长为532nm，双折射晶体3采用的是a -BBO晶体，晶体厚度为0. 5mm, 532nm的激光束经耦合光学系统2之后进入a -BBO晶体，经a -BBO晶体后分成偏振方向相互垂直的两偏振光束，且两偏振光束之间间距约为44. I ii m,远大于532nm保偏光纤5的纤芯直径(3. 5 4. 5 y m)。通过调节保偏光纤5的位置，仅将其中一束偏振光稱合到保偏光纤5中,便可避免激光在保偏光纤5中传输时发生偏振态模式耦合现象，从而提高光纤耦合激光器的消光比和噪声性能。本技术的光纤耦合激光器因耦合到光纤中的只有一种偏振态模式的激光，从 而避免了光在光纤传输中发生偏振态模式稱合现象，因此可有效提高光纤稱合产品的消光比和噪声性能。尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本技术，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本技术的精神和范围内，在形式上和细节上对本技术做出的各种变化，均为本技术的保护范围。权利要求1.一种高消光比的光纤稱合激光器，包括依次设置的激光器、稱合光学系统和保偏光纤，其特征在于还包括一双折射晶体；所述双折射晶体置于耦合光学系统的光学元件之间，或置于耦合光学系统与保偏光纤之间；激光器发出的激光经耦合光学系统与双折射晶体之后，分为偏振方向相互垂直的两束偏振光，且两光束之间的间距大于保偏光纤的纤芯直径；其中一束偏振光稱合进入保偏光纤。2.如权利要求I所述一种高消光比的光纤耦合激光器，其特征在于所述保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高消光比的光纤耦合激光器，包括依次设置的激光器、耦合光学系统和保偏光纤，其特征在于：还包括一双折射晶体；所述双折射晶体置于耦合光学系统的光学元件之间，或置于耦合光学系统与保偏光纤之间；激光器发出的激光经耦合光学系统与双折射晶体之后，分为偏振方向相互垂直的两束偏振光，且两光束之间的间距大于保偏光纤的纤芯直径；其中一束偏振光耦合进入保偏光纤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王珍玉，张哨峰，李大汕，沈渊，吕超，
申请(专利权)人：上海高意激光技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：