一種低電壓退壓反射式光纖在線電光調(diào)q開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖傳感、光纖通信、激光加工、醫(yī)療、軍事、科學(xué)研究等領(lǐng)域，尤其是一種低電壓退壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代光纖傳感、光纖通信、激光加工、醫(yī)療、軍事、科學(xué)研究等領(lǐng)域，電光調(diào)Q開關(guān)是一種關(guān)鍵元器件。電光調(diào)Q是利用晶體的電光效應(yīng)，在加有一階躍迀電壓情況下入射光偏振態(tài)發(fā)生改變，調(diào)節(jié)激光器諧振腔的損耗，控制光能累積、釋放。將一般輸出的連續(xù)或脈沖激光能量壓縮到寬度極窄的脈沖中發(fā)射，大大提高光源的峰值功率。但是目前常規(guī)的電光調(diào)Q開關(guān)體積大、頻率低，且半波電壓比較高，需要3000V-4000V的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)，對(duì)其他電子線路易造成干擾。沒有光纖化，造成在需要光纖的場合使用不便且可靠性低；同時(shí)，由于傳統(tǒng)的電光調(diào)Q器件的偏振敏感特性，很難應(yīng)用于光纖場合。本發(fā)明揭示的結(jié)構(gòu)，將解決上述問題，使電光調(diào)Q光纖化、集成化，比聲光調(diào)Q器件成本更低、功率更高、大重復(fù)頻率可調(diào)、脈寬更窄從而峰值功率更高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供結(jié)構(gòu)簡單、體積小、頻率高、驅(qū)動(dòng)電壓低并能獲得很高的消光比的低電壓退壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開關(guān)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種低電壓退壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開關(guān)，所述的低電壓退壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開關(guān)由單纖準(zhǔn)直器、偏振元件、電光晶體組件、反射鏡組件和控制電源組成。
[0005]所述的單纖準(zhǔn)直器包括單光纖1、單纖毛細(xì)管2、第一固定器4和正透鏡3 ;單光纖I置于單纖毛細(xì)管2的內(nèi)部，正透鏡3置于單纖毛細(xì)管2的右側(cè)，第一固定器4套在單纖毛細(xì)管2及正透鏡3的外部并固定，光纖I的端面位于正透鏡3的后焦面上。
[0006]所述的偏振元件組件，其特征是偏振元件組件包括偏振元件5和第二固定器6，偏振元件5置于第二固定器6內(nèi)并固定。
[0007]所述的電光晶體組件，其特征是包括電光晶體11、第一導(dǎo)電電極7、第二導(dǎo)電電極8、固定板和第一電極引腳9、第二電極引腳10 ;第一導(dǎo)電電極7置于電光晶體11上側(cè)，與電光晶體11上表面緊密貼合并一起絕緣固定到固定板上；第二導(dǎo)電電極8置于電光晶體11下側(cè)，與電光晶體下表面緊密貼合并絕緣固定到固定板上；第一導(dǎo)電電極7與第一電極引腳9連接，第二導(dǎo)電電極8與第二電極引腳10連接；控制電源的正極引腳和負(fù)極引腳分別與第一電極引腳9、第二電極引腳10連接。
[0008]所述的反射鏡組件，其特征是反射鏡組件包括反射鏡12和第三固定器13，反射鏡12靠左置于第三固定器13內(nèi)并固定；
[0009]優(yōu)選的，所述的單纖I可以是單纖、多模光纖、雙包層光纖、保偏光纖。
[0010]優(yōu)選的，所述的偏振元件5能起偏及檢偏，可以是鍍偏振膜元件、二向色性偏振元件、雙折射晶體、納米光柵。
[0011]優(yōu)選的，所述的偏振元件5的內(nèi)徑與第二固定器6的外徑相匹配，且偏振元件5左右兩側(cè)端面研磨拋光成一定角度，且兩端面平行，并鍍有增透膜。
[0012]優(yōu)選的，所述的電光晶體11種類是KDP類晶體或LiNb03，PPLN，LiTa03，AsGa，BGO晶體，晶體左右兩側(cè)端面研磨拋光，并鍍有增透膜，晶體厚度0.5mm-5mm，端面寬度不限，可承受平均幾瓦高功率脈沖激光，其厚度長度比能使工作電壓低于1000V，典型值為200V-500Vo
[0013]優(yōu)選的，所述的反射鏡12，可以是多層介質(zhì)膜高反鏡、金屬膜高反鏡，或是截止膜或帶通膜，以達(dá)到特殊的濾模選模目的。
[0014]優(yōu)選的，所述的第一電極7、第二電極8，可以是薄金屬片，也可以是鍍層。
[0015]優(yōu)選的，所述的控制電源是退壓式電源，電源自帶信號(hào)可與外部輸入信號(hào)切換，輸出波形近方波，電壓下降時(shí)間小于10ns，典型值為5-8ns，上升時(shí)間小于40ns，典型值為30ns_40ns，其重復(fù)頻率0Hz-100KHz固定或可調(diào)；脈寬Ins-1 μ s固定或可調(diào)，工作電壓小于1000V，典型值為200V-500V連續(xù)可調(diào)。
[0016]由于采用了上述方案，本發(fā)明提供的低電壓退壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開關(guān)能將一般輸出的連續(xù)或脈沖激光能量壓縮到寬度極窄的脈沖中發(fā)射，從而使光源的峰值功率可以提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。本發(fā)明采用的反射式結(jié)構(gòu)使用的工作電壓是四分之電壓，以及本發(fā)明的電光晶體的特殊設(shè)計(jì)，使本發(fā)明的電光調(diào)Q開關(guān)工作電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通電光調(diào)Q開關(guān)的工作電壓；外加小型化與光纖化的封裝、高且可調(diào)的調(diào)制頻率，窄且可調(diào)的脈寬，以及高的消光比，從而使本發(fā)明提供的低電壓退壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開關(guān)在結(jié)構(gòu)和性能上都有很大的優(yōu)越性，作為高功率激光器的核心器件廣泛應(yīng)用于光纖傳感、光纖通信、激光加工、醫(yī)療、軍事、科學(xué)研究等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0017]圖1是一種低電壓退壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是一種低電壓退壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開關(guān)電源結(jié)構(gòu)簡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1所示，單纖準(zhǔn)直器由單纖1、用以固定單纖I且便于耦合對(duì)準(zhǔn)的單纖毛細(xì)管2、具有準(zhǔn)直作用的正透鏡3、第一固定器4及起固定作用的材料(如膠粘劑)組成；通過起固定作用的材料將單纖I固定在單纖毛細(xì)管2的內(nèi)部，然后將單纖I的端面按一定角度研磨拋光用以抑制反射光，并鍍增透膜可以得到優(yōu)化的性能；單纖I的端面與正透鏡3的距離通過調(diào)試后應(yīng)位于正透鏡3的后焦面上以達(dá)到良好準(zhǔn)直效果。
[0020]用起固定作用的材料(如膠粘劑)將偏振元件5固定在第二固定器6的內(nèi)部。偏振元件左右兩側(cè)端面研磨拋光成一定角度，且兩端面平行，并鍍有增透膜，用以減少透射損耗并避免反射光沿原路返回，從而得到更優(yōu)化的性能。
[0021]偏振元件具有雙折射效應(yīng)，一束自然光經(jīng)單纖準(zhǔn)直器準(zhǔn)直入射到偏振元件后，分解成偏振態(tài)相互垂直的兩束線偏振光:o光和e光；ο光為尋常光，符合折射定律，e光為非常光，不遵循折射定律。當(dāng)兩束線偏光:0光和e光沿原路反向入射偏振元件后，能夠復(fù)合成一束自然光出射。但是如果反向入射的O光變e光，e光變?chǔ)瞎猓瑒t兩束光不能復(fù)合成一束光，而是彼此分離并偏離原光路。
[0022]具體實(shí)施時(shí)，將反射鏡12靠左置入固定器13，并用起固定作用的材料(如膠粘劑)將反射鏡固定在固定器內(nèi)。
[0023]電光晶體組件由電光晶體11、第一導(dǎo)電電極7、第二導(dǎo)電電極8、固定板、電源正極導(dǎo)線引腳9、負(fù)極導(dǎo)線引腳10和起固定作用的材料(如膠粘劑、焊錫)組成。
[0024]電光晶體是一種具有電光效應(yīng)的晶體，電光晶體在沒有外加電壓時(shí)，光的偏振態(tài)不會(huì)發(fā)生改變，經(jīng)偏振元件后出射的ο光e光經(jīng)電光晶體后出射光仍然是ο光和e光，經(jīng)反射鏡反射后，ο光和e光沿原路返回，再次經(jīng)過電光晶體后，兩偏振光的偏振方向依舊沒變，使得ο光和e光沿各自光路原路返回，經(jīng)偏振元件后，ο光和e光復(fù)合成一束光出射，經(jīng)單纖準(zhǔn)直器接收并輸出，此時(shí)腔內(nèi)損耗最小。