一種用于光纖激光器的可級聯(lián)大功率的光隔離器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光隔離器，更特別地說，是指一種用于光纖激光器的可級聯(lián)大功 率的光隔離器。
【背景技術】
[0002] 光隔離器是一種只允許單向光通過的光無源器件，其工作原理是基于法拉第效應 的非互易性，將正向入射光及反向入射光的偏振態(tài)向同一方向旋轉同一角度，能有效地防 止光路中由于各種原因產生的后向傳輸光對光源以及光路系統(tǒng)造成各種不良影響，提高整 體系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。一般的光隔尚器由三個基本部分構成：起偏器或偏振分束器，由偏振 片或雙折射晶體構成，以得到偏振光；法拉第旋轉器，實現(xiàn)光束的偏振態(tài)旋轉；檢偏器或偏 振合束器，將符合偏振條件的光線耦合輸出。參考2003年7月第8卷第3期《西安郵電學 院學報》公開的"光隔離器的結構類型研宄" 一文。
[0003] 現(xiàn)有的光隔離器主要用于激光加工系統(tǒng)與光通信系統(tǒng)，以保護激光器本身并且降 低系統(tǒng)噪聲：如在分布反饋式（DFB)激光器中，減小光路回波引起的啁啾現(xiàn)象；在摻鉺光纖 放大器（EDFA)中，能夠降低光路噪聲，保護前端光源，實現(xiàn)放大器工作的穩(wěn)定性。
[0004]目前，隨著大功率光纖激光及其應用的廣泛開展，大功率隔離器件的需求逐步提 高，要求光隔離器向高功率、低成本、小體積的方向發(fā)展。但是國內光隔離器的設計主要集 中在百瓦以下的中低功率范圍內，高于100W工作時，隔離度較低，溫度熱效應明顯，影響光 隔離器內部磁場工作的穩(wěn)定性及磁致旋光晶體的退偏特性，使其達不到預期的旋光角度， 且體積較大，結構復雜，無法實現(xiàn)大功率條件下的長時間運轉。

【發(fā)明內容】

[0005] 為了實現(xiàn)光隔離器的大功率、長壽命、小體積，本發(fā)明設計了一種基于高磁場強 度、并結合外置晶體補償?shù)墓飧綦x器。該光隔離器將補償晶體外置加入到級聯(lián)式結構的五 段式磁環(huán)結構中，有利于降低退偏度，提高光隔離器的隔離度。本發(fā)明光隔離器為級聯(lián)方式 布置，使得體積小，更佳適用于百瓦級及以上功率的光纖激光器應用。
[0006] 本發(fā)明是一種用于光纖激光器的可級聯(lián)大功率的光隔離器，該光隔離器包括有光 調節(jié)組件（1)、磁體組件（2)、內固緊組件（3)、基座（4)和端蓋（5);
[0007] 基座⑷的一端設有外接頭（4A)，基座⑷另一端的開口端（4G)通過內螺紋 (4G1)與端蓋（5)的外螺紋（5A1)螺紋連接?；鹊耐鈭A柱體（4F)上設有底板（4C)， 基座⑷的內部設有AB沉頭腔（4E)、AA沉頭腔（4D)和A空腔（4B)。A空腔（4B)用于安 裝A光纖準直器（13)，且A光纖準直器（13)上的入纖（11)伸出外接頭（4A)。AA沉頭腔 (4D)用于安裝A偏振片（15)。AB沉頭腔（4E)中安裝有固定座（34)、內定位圓環(huán)（33)、套 筒（32)、A內端蓋（31)。
[0008] 端蓋（5)的一端設有螺紋接頭（5A)，端蓋（5)的另一端設有外接頭（5C)，所述螺 紋接頭（5A)與所述外接頭（5C)之間是圓環(huán)擋板（5D)。端蓋（5)的中部設有沉頭腔（5B) 和B空腔（5E)。所述B空腔（5E)用于安裝B光纖準直器（14)，且B光纖準直器（14)上的 尾纖（12)伸出外接頭（5C)。沉頭腔（5B)用于安裝B偏振片（16)。
[0009] 內固緊組件（3)包括有內端蓋（31)、套筒（32)、內定位圓環(huán)（33)和固定座（34)。 內端蓋（31)的中部設有A通孔（31C)，內端蓋（31)的圓盤（31A)上設有A凸圓臺（31B)， 該A凸圓臺（31B)上設有外螺紋。套筒（32)的中部為B通孔（32A)，套筒（32)的一端設有 擋環(huán)（32B)，該擋環(huán)（32B)上設有外螺紋，套筒（32)的另一端設有內凹腔（32C)，該內凹腔 (32C)上設有內螺紋。內端蓋（31)的A凸圓臺（31B)置于套筒（32)的內凹腔（32C)中，且 為螺紋連接。內定位圓環(huán)（33)的中部設有C通孔（33A)，內定位圓環(huán)（33)的圓盤（33C)的 一端面板上設有凸圓環(huán)（33B)，內定位圓環(huán)（33)的圓盤（33C)的另一端面板上設有B凸圓 臺（33D)，B凸圓臺（33D)上設有外螺紋。內定位圓環(huán)（33)的B凸圓臺（33D)置于套筒（32) 的擋環(huán)（32B)內，且為螺紋連接。固定座（34)的中部設有D通孔（34A)，固定座（34)的圓 盤（34E)的一端面板上設有C內凹腔（34B)和D內凹腔（34C)，固定座（34)的圓盤（34E) 的另一端面板上設有凹槽（34D)。C內凹腔（34B)內安裝有定位板（19)，D內凹腔（34C)內 安裝有補償晶體（17)，凹槽（34D)內安裝有內定位圓環(huán)（33)的凸圓環(huán)（33B)。
[0010] 磁體組件⑵包括有中部設有BA通孔（21A)的第一磁環(huán)（21)、中部設有BB通孔 (22A)的第二磁環(huán)（22)、中部設有BC通孔（23A)的第三磁環(huán)（23)、中部設有BD通孔（24A) 的第四磁環(huán)（24)和中部設有BE通孔（25A)的第五磁環(huán)（25)，所述第二磁環(huán)（22)與所述第 三磁環(huán)（23)的結構相同，所述第四磁環(huán)（24)與所述第五磁環(huán)（25)的結構相同。
[0011] 光調節(jié)組件（1)包括有A光纖準直器（13)、B光纖準直器（14)、A偏振片（15)、B 偏振片（16)、補償晶體（17)、磁致旋光晶體（18)和定位板（19);其中，A光纖準直器（13) 與B光纖準直器（14)的結構相同，A偏振片（15)與B偏振片（16)的結構相同。所述A光 纖準直器（13)上的光纖為光隔離器的入纖（11)，所述B光纖準直器（14)上的光纖為光隔 離器的尾纖（12)。從入纖（11)至尾纖（12)順次排列的是A光纖準直器（13)、A偏振片 (15)、定位板（19)、補償晶體（17)、磁致旋光晶體（18)、B偏振片（16)和B光纖準直器（14)。 定位板（19)的中部設有通孔（19A)，定位板（19)的一面板上設有A凹槽（19B)和B凹槽 (19C)〇
[0012] 磁體組件（2)、內固緊組件（3)和光調節(jié)組件（1)中的補償晶體（17)、磁致旋光晶 體（18)和定位板（19)進行裝配后構成級聯(lián)單元（10)。由兩個級聯(lián)單元（10)串聯(lián)得到的 二級聯(lián)光隔離器。由三個級聯(lián)單元（10)串聯(lián)得到的三級聯(lián)光隔離器。
[0013] 本發(fā)明設計的光隔離器有益效果在于：
[0014] 一是設計了復合磁場，復合磁場由軸向磁場與徑向磁場以及斜向磁場的五段式磁 體構成，可生成均勻性較好的強磁場，降低磁場不均勻和熱效應引起的退偏，實現(xiàn)縮短磁致 旋光晶體長度，提高光隔離器在大功率條件下的隔離度。
[0015] 二是采用外置晶體補償與磁致旋光晶體進行組合，在磁體結構前端加入與磁致旋 光晶體相反熱特性的補償晶體，通過補償晶體與磁致旋光晶體的晶向匹配，并補償基于磁 致旋光晶體的熱致退偏效應，從而提高光隔離器在一定隔離度及插入損耗要求下的允許入 射的最大功率值。
[0016] 三是設計了可級聯(lián)式的結構，具有可拆卸的級聯(lián)式結構的光隔離器應用范圍更加 廣泛，且可滿足不同磁致旋光晶體材料下對隔離度的要求。
[0017] 在本發(fā)明設計的光隔離器結果中，縮短了磁致旋光晶體和磁體的長度，同時級聯(lián) 式結構散熱性能好，大大降低了熱致退偏效應和磁致退偏效應，提高了光隔離器的工作穩(wěn) 定性，并可根據(jù)磁致旋光晶體材料和光隔離器的具體要求選擇可級聯(lián)數(shù)目，裝卸方便，適用 范圍廣。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明設計的用于光纖激光器的可級聯(lián)大功率的光隔離器的外部結構圖。
[0019] 圖IA是圖1的左視圖。
[0020] 圖IB是A-A剖視放大圖。
[0021] 圖IC是本發(fā)明設計的用于光纖激光器的可級聯(lián)大功率的光隔離器的分解圖。
[0022] 圖2是本發(fā)明設計的基座的結構圖。
[0023] 圖2A是本發(fā)明設計的基座的剖視圖。
[0024] 圖3是本發(fā)明設計的端蓋的剖視圖。
[0025] 圖4A是本發(fā)明設計的內固緊組件中內端蓋的結構圖。
[0026] 圖4B是本發(fā)明設計的內固緊組件中套筒的結構圖。
[0027] 圖4C是本發(fā)明設計的內固緊組件中定位圓環(huán)的結