CN218102018U - 一种可监控回返光的光隔离器和激光器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学器件领域，提供了一种可监控回返光的光隔离器和激光器，其中，所述可监控回返光的光隔离器，包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第一光纤准直器、第一分光组件、偏振分光棱镜、法拉第旋光组件、第一半波片、第二分光组件、第二光纤准直器，及设于所述偏振分光棱镜反射光的出射光轴上的光电探测器，可有效的隔离回返光及监控回返光的大小，进而保护激光器不被回返光烧损。

Description

一种可监控回返光的光隔离器和激光器

技术领域

本实用新型涉及光学器件领域，尤其涉及一种可监控回返光的光隔离器和激光器。

背景技术

在光纤激光器等应用中，光隔离器让正向光通过，而阻止反回光，通常被使用在光路中用来避免光路中的返回光对激光***造成干扰和损伤，提高激光器光路***的稳定性。

现有光隔离器对正常的沿激光输出方向反射回来的激光(回返光)具有有效的隔离作用，但是实际应用中，光隔离器在长时间工作后，部分回返光会造成光隔离器的隔离度下降，存在回返光突然进入高功率激光***的情况，这会破坏高功率激光器的正常工作，或损坏高功率激光器。此外，激光器在加工应用中，根据加工材料的不同或者加工工艺不同，会影响光隔离器接收到的回返光的功率大小，因此，实时监测回返光的功率大小，也有助于调整激光器的实际加工工艺及判断光隔离器是否损坏。

实用新型内容

基于此，本实用新型的目的在于提供一种可监控回返光的光隔离器和激光器，旨在有效的监控激光器在加工应用中的回返光的功率大小。

本实用新型实施例解决其技术问题采用以下技术方案：

一种可监控回返光的光隔离器，包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第一光纤准直器、第一分光组件、偏振分光棱镜、法拉第旋光组件、第一半波片、第二分光组件、第二光纤准直器，及设于所述偏振分光棱镜反射光的出射光轴上的光电探测器。

进一步地，还包括：第三分光组件，所述第三分光组件及光电探测器依次设于偏振分光棱镜反射光的出射光轴上。

进一步地，所述第一分光组件包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第一分光件和第二半波片，所述第一分光件用于将入射的激光分解成第一光束P光和第一光束S光，所述第一光束S光射入所述第二半波片被转变成第二光束P光，并同所述第一光束P光依次射入所述偏振分光棱镜、法拉第旋光组件、第一半波片、第二分光组件；

所述第二分光组件包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第三半波片和第二分光件，所述第一光束P光射入所述第三半波片被转变成第二光束S光，并同所述第二光束P光射入所述第二分光件，以合束成激光射出。

进一步地，还包括：第三光纤准直器，所述第三分光组件、第三光纤准直器及光电探测器依次设于偏振分光棱镜反射光的出射光轴上。

进一步地，还包括：一体成型的盒体，所述第一光纤准直器、第一分光组件、偏振分光棱镜、法拉第旋光组件、第一半波片、第二分光组件、第二光纤准直器、第三分光组件及第三光纤准直器固定于所述盒体内。

进一步地，所述偏振分光棱镜内部设置有分光介质膜，所述分光介质膜与激光正向光路的入射光轴成45°；所述所述旋光组件包括磁铁管，及设置在磁铁管内部的旋光晶体，所述旋光晶体设于激光正向光路的入射光轴上。

进一步地，所述第二半波片贴合于所述第一分光件的表面，所述第三半波片贴合于所述第二分光件的表面，所述第四半波片贴合于所述第三分光件的表面；所述第一分光件、第二分光件和第三分光件为双折射晶体。

进一步地，还包括：红光指示光源、反射镜片，沿激光正向光路的入射光轴上，所述反射镜片设于所述第二分光组件和第二光纤准直器的中间，所述红光指示光源发射的红光入射所述反射镜片被反射射入所述第二光纤准直器。

此外，本实用新型还提供一种激光器，包括上述可监控回返光的光隔离器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的一种可监控回返光的光隔离器，包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第一光纤准直器、第一分光组件、偏振分光棱镜、法拉第旋光组件、第一半波片、第二分光组件、第二光纤准直器，及设于所述偏振分光棱镜反射光的出射光轴上的光电探测器，可有效的隔离回返光及监控回返光的大小，进而保护激光器不被回返光烧损。

此外，本实用新型实施例还提供了一种激光器，包括上述的可监控回返光的光隔离器。由于本实施提供的一种激光器包括上述可监控回返光的光隔离器，故本实施例所述的激光器包括所述可监控回返光的光隔离器具有的有益效果，在此不再赘述。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的光隔离器的结构示意图；

图2是本实用新型一实施例提供的光隔离器的具体结构示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的光隔离器的激光正向传输过程示意图；

图4是本实用新型一实施例提供的光隔离器的回返光传输过程示意图。

图5是本实用新型另一实施例提供的光隔离器的具体结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。需要说的是，当元件被表述为“设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。在本说明书中，所述“第一”、“第二”等字样并不对数据和执行次序进行限定，仅是对功能和作用基本相同项或相似项进行区分，在本实用新型实施例中不作限制。为了便于结构位置限制，本实用新型以激光从第一入射端光纤准直器射入到出射端光纤准直器射出的光轴为正向光路，且以射入/射出方向为参考进行部件的位置限定。例如，图1中射入第一光纤准直器1。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本实用新型实施例提供了一种可监控回返光的光隔离器，如图1所示，包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第一光纤准直器1、第一分光组件2、偏振分光棱镜3、法拉第旋光组件4、第一半波片5、第二分光组件6、第二光纤准直器7，及设于所述偏振分光棱镜3反射光的出射光轴上的光电探测器8。本实施例，通过在所述偏振分光棱镜3反射光的出射光轴上的光电探测器8，在隔离回返光时，可有效的监控回返光的大小，当回返光的功率超过所述光电探测器的阈值时，控制所述激光器停止出光，进而保护激光器不被回返光烧损，或者调整激光器的加工工艺参数，以达到更好的激光加工效果。

进一步地，为了使所述偏振分光棱镜3发射的S光被准确的接收，如图2所示，所述可监控回返光的光隔离器还包括，第三分光组件(未标示)，所述第三分光组件及光电探测器8依次设于偏振分光棱镜反射光的出射光轴上。

具体地，所述第一分光组件2包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第一分光件21和第二半波片22。为了更好的了解所述第一分光件21和第二半波片22的位置关系，请参考图3，所述第一分光件21用于将入射的激光L1分解成第一光束P光和第一光束S光，所述第一光束S光射入所述第二半波片22被转变成第二光束P光，并同所述第一光束P光依次射入所述偏振分光棱镜3、法拉第旋光组件4、第一半波片5、第二分光组件6，被所述第二分光组件6合束成激光L1后耦合射入所述第二光纤准直器7。

进一步地，所述第二分光组件6包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第三半波片62和第二分光件61。如图3所示，所述第一光束P光射入所述第三半波片62被转变成第二光束S光，并同所述第二光束P光射入所述第二分光件61，以合束成激光L1进一步的射入所述第二光纤准直器7。

进一步地，如图2所示，本实施例中，所述所述第三分光组件(未标示)包括：沿所述偏振分光棱镜反射光的出射光轴上依次设置的第四半波片92及第三分光件91。具体地，如图4所示，所述第二分光组件6将沿着激光正向光路的入射光轴的反方向射入的回返光L2分解并转变成第三光束P光和第四光束P光，随后依次射入所述第一半波片5和法拉第旋光组件4后，所述第三光束P光被转变成第四光束S光，所述第四光束P光被转变成第五光束S光，所述第四光束S光和第五光束S光射入所述偏振分光棱镜3后被反射，随后所述第五光束S光射入所述第四半波片92被转变成第五光束P光后，并与所述第四光束S光出射入所述第三分光件91内，以合束成回返光L2。当然也可如图2和图4所示，本实施例中，所述第四光束S光射入所述第四半波片92被转变成第五光束P光后，并与所述第五光束S光射入所述第三分光件91内，以合束成回返光L2。

为了便于经过所述第三分光组件(为标示)合束成的回返光L2进入所述光电探测器8，本实施例中所述可监控回返光的光隔离器还包括：如图2所示，第三光纤准直器10，所述第三分光组件(为标示)、第三光纤准直器10及光电探测器8依次设于所述偏振分光棱镜3反射光的出射光轴上。

其中，所述偏振分光棱镜23内部设有分光介质膜(未标示)，平行于入射面的P光可以透射，垂振动方向直于入射面的S光会被反射。因此，具体地，所述第四光束S光和第五光束S光射入所述偏振分光棱镜23后是被所述分光介质膜所反射。

由于光隔离器应用于激光器中，且所述隔离器包括：第一分光组件1、偏振分光棱镜3、法拉第旋光组件4等这些光学镜片，若是这些镜片被外界的粉尘污染，会严重阻碍激光的光路走向，甚至烧损镜片，因此，本实施例所述的可控回返光的光隔离器还包括：一体成型的盒体(未图示)，所述第一光纤准直器1、第一分光组件2、偏振分光棱镜3、法拉第旋光组件4、第一半波片5、第二分光组件6、第二光纤准直器7、第三分光组件(为标记)及第三光纤准直器10等通过硅胶固定于所述盒体内。其中，由于所述盒体(未图示)采用具有高导热性的铝合金材料或紫铜材料制成，且所述盒体(未图示)为一体成型，因此，可保证所述光隔离器产生的热量被快速导出，提高所述光隔离器的散热性能。

进一步地，在另一实施例中提供的所述可监控回返光的光隔离器还可以集成红光指示光。具体地，如图5所示，所述可监控回返光的光隔离器包括：红光指示光源12、反射镜片11，沿激光正向光路的入射光轴上，所述反射镜片11设于所述第二分光组件6和第二光纤准直器7的中间，所述红光指示光源12发射的红光入射所述反射镜片11被发射，与输入的激光L1一同射入所述第二光纤准直器7。其中，所述反射镜片11上镀有激光高透射膜层和可见光反射膜层。本实施例将所述红光指示光源12、反射镜片11设于所述第二分光组件6的激光出射端，避免了红光可见光依次经过第一光纤准直器1、第一分光组件2、偏振分光棱镜3、法拉第旋光组件4、第一半波片5、第二分光组件6而产生的损耗，可为激光加工提供更明亮可靠的红光可见光。

需要说明的是，图3和图4中“|”代表P光，“·”代表S光。本实施例中，所述第二半波片22贴合于所述第一分光件21的表面，所述第三半波片62贴合于所述第二分光件27的表面，所述第四半波片92贴合于所述第三分光件91的表面；所述第一分光件21、第二分光件61、第三分光件91均为双折射晶体；所述法拉第旋光组件4包括磁铁管(未图示)，及设置在磁铁管内部的旋光晶体(未图示)，所述旋光晶体设于激光正向光路的入射光轴上。

此外，本实施例还提供了一种激光器，包括实施例中所述的可监控回返光的光隔离器。

综上，本实用新型实施例提供了一种可监控回返光的光隔离器，包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第一光纤准直器1、第一分光组件2、偏振分光棱镜3、法拉第旋光组件4、第一半波片5、第二分光组件6、第二光纤准直器7，及设于所述偏振分光棱镜3反射光的出射光轴上的光电探测器8，可有效的隔离回返光及监控回返光的大小，进而保护激光器不被回返光烧损。

此外，本实用新型实施例还提供了一种激光器，包括上述的可监控回返光的光隔离器。由于本实施提供的一种激光器包括上述可监控回返光的光隔离器，故本实施例所述的激光器包括所述可监控回返光的光隔离器具有的有益效果，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；在本实用新型的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本实用新型的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种可监控回返光的光隔离器，其特征在于，包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第一光纤准直器、第一分光组件、偏振分光棱镜、法拉第旋光组件、第一半波片、第二分光组件、第二光纤准直器，

及设于所述偏振分光棱镜反射光的出射光轴上的光电探测器。

2.如权利要求1所述的可监控回返光的光隔离器，其特征在于，还包括：第三分光组件，所述第三分光组件及光电探测器依次设于偏振分光棱镜反射光的出射光轴上。

3.如权利要求2所述的可监控回返光的光隔离器，其特征在于，

所述第一分光组件包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第一分光件和第二半波片，所述第一分光件用于将入射的激光分解成第一光束P光和第一光束S光，所述第一光束S光射入所述第二半波片被转变成第二光束P光，并同所述第一光束P光依次射入所述偏振分光棱镜、法拉第旋光组件、第一半波片、第二分光组件；

所述第二分光组件包括：沿激光正向光路的入射光轴上依次设置的第三半波片和第二分光件，所述第一光束P光射入所述第三半波片被转变成第二光束S光，并同所述第二光束P光射入所述第二分光件，以合束成激光射出。

4.如权利要求3所述的可监控回返光的光隔离器，其特征在于，所述第三分光组件包括：沿所述偏振分光棱镜反射光的出射光轴上依次设置的第四半波片及第三分光件，其中，所述第二分光组件将沿着激光正向光路的入射光轴的反方向射入的回返激光分解并转变成第三光束P光和第四光束P光，随后依次射入所述第一半波片和法拉第旋光组件后，所述第三光束P光被转变成第四光束S光，所述第四光束P光被转变成第五光束S光，所述第四光束S光和第五光束S光射入所述偏振分光棱镜后被反射，随后所述第五光束S光射入所述第四半波片被转变成第五光束P光后，并与所述第四光束S光出射入所述第三分光件内，或者，所述第四光束S光射入所述第四半波片被转变成第五光束P光后，并与所述第五光束S光射入所述第三分光件内。

5.如权利要求2所述的可监控回返光的光隔离器，其特征在于，还包括：第三光纤准直器，所述第三分光组件、第三光纤准直器及光电探测器依次设于偏振分光棱镜反射光的出射光轴上。

6.如权利要求5所述的可监控回返光的光隔离器，其特征在于，还包括：一体成型的盒体，所述第一光纤准直器、第一分光组件、偏振分光棱镜、法拉第旋光组件、第一半波片、第二分光组件、第二光纤准直器、第三分光组件及第三光纤准直器固定于所述盒体内。

7.如权利要求1所述的可监控回返光的光隔离器，其特征在于，所述偏振分光棱镜内部设置有分光介质膜，所述分光介质膜与激光正向光路的入射光轴成45°；所述旋光组件包括磁铁管，及设置在磁铁管内部的旋光晶体，所述旋光晶体设于激光正向光路的入射光轴上。

8.如权利要求4所述的可监控回返光的光隔离器，其特征在于，

所述第二半波片贴合于所述第一分光件的表面，所述第三半波片贴合于所述第二分光件的表面，所述第四半波片贴合于所述第三分光件的表面；

所述第一分光件、第二分光件和第三分光件为双折射晶体。

9.如权利要求1-8任一项所述的可监控回返光的光隔离器，其特征在于，还包括：红光指示光源、反射镜片，沿激光正向光路的入射光轴上，所述反射镜片设于所述第二分光组件和第二光纤准直器的中间，所述红光指示光源发射的红光入射所述反射镜片被反射射入所述第二光纤准直器。

10.一种激光器，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一项所述的可监控回返光的光隔离器。

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