非互易性相移器及激光器制造技术

本发明专利技术提供一种非互易性相移器及激光器，涉及激光器技术领域。该非互易性相移器包括相移器本体和驱动组件，相移器本体包括罩壳和若干个光学元件，罩壳内形成容置腔，若干个光学元件的局部或全部容置于容置腔内，光学元件包括调制波片，调制波片仅存在绕自身几何轴线的周向转动自由度，且调制波片的局部裸露于容置腔之外；驱动组件的驱动端与调制波片裸露于容置腔之外的部位连接，用于驱动调制波片进行周向转动。该激光器包括上述非互易性相移器。该非互易性相移器组装、调试便捷度高、精度高，且耦合损耗低、稳定性高，能够确保激光器的组装效率及正常运行，从而确保激光器的广泛应用。从而确保激光器的广泛应用。从而确保激光器的广泛应用。

【技术实现步骤摘要】
非互易性相移器及激光器


[0001]本专利技术涉及激光器
，具体而言，涉及一种非互易性相移器及激光器。

技术介绍

[0002]全保偏飞秒光纤激光具有环境稳定性好、抗干扰能力强、体积小和可靠性高等一系列优点，是一种理想的飞秒激光源，已广泛应用于精密计量、眼科手术、医疗成像、微纳加工等领域，故开展高性能全保偏飞秒激光研发具有十分重要的意义。
[0003]锁模是产生超短脉冲的主要手段，实现方式包括主动锁模和被动锁模。与主动锁模相比，被动锁模技术可以产生更短的脉冲，这主要是因为由已经非常短的脉冲驱动的可饱和吸收体可以比任何电子调制器更快地调制谐振腔的损耗：循环脉冲越短，所获得的损耗调制越快。目前激光器中的被动锁模技术包括可饱和吸收体(saturable absorber，SA)、非线性偏振旋转(nonlinear polarization rotation，NPR)和非线性放大环形镜(NALM)，其中，受可饱和材料本身损伤阈值低输出能量随时间衰减等缺点限制，SA锁模激光的可靠性需进一步提高；对于NPR锁模激光来说，锁模机理决定其不能实现全保偏结构输出；NALM光纤锁模激光器具有“8”字形和“9”字形两种腔结构，能够实现全保偏结构输出，但锁模脉冲的实现需要在腔内相向传输的两路光积累一定的非线性相移差，受限于腔形结构，NALM光纤锁模激光器一般都存在自启动难和重复频率较低的应用瓶颈，而非互易性移相器的出现和应用解决了这一难题。在光腔中加入非互易性相移器，为环路中相向传输的两路光引入初始相移差，使初始状态下的透射曲线数值和斜率均不为零，且相移差在(0，π/2)区间单调递增，将更容易实现稳定锁模；同时，非互易性相移器引入的初始相移差使得锁模不完全依赖谐振腔内循环传输所积累的非线性相移差，从而有效提高了激光器重复频率的设计上限，实现结构更加紧凑的飞秒脉冲激光输出。
[0004]然而现有非互易性相移器中的各光学元件均为分立元件，组装时，需要将这些分立元件一一安装于激光腔体内，组装、调试难度高、精度低，耦合损耗较高且稳定性较差，从而影响激光器的组装效率及正常运行，限制了飞秒光纤激光的应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的包括提供一种非互易性相移器及激光器，以解决现有非互易性相移器组装、调试难度高、精度低，耦合损耗较高且稳定性较差，从而影响激光器的组装效率及正常运行的技术问题。
[0006]为解决上述问题，本专利技术提供一种非互易性相移器，包括相移器本体和驱动组件，所述相移器本体包括罩壳和若干个光学元件，所述罩壳内形成容置腔，所述若干个光学元件的局部或全部容置于所述容置腔内，所述光学元件包括调制波片，所述调制波片仅存在绕自身几何轴线的周向转动自由度，且所述调制波片的局部裸露于所述容置腔之外；所述驱动组件的驱动端与所述调制波片裸露于所述容置腔之外的部位连接，用于驱动所述调制波片进行周向转动。
[0007]可选地，所述调制波片包括转动套筒和共轴固设于所述转动套筒内的镜片，所述转动套筒周向转动连接于所述容置腔内，且所述转动套筒的局部周向外缘裸露于所述容置腔之外；所述驱动组件的驱动端与所述转动套筒裸露于所述容置腔之外的部位连接，用于驱动所述转动套筒进行周向转动。
[0008]可选地，所述罩壳设有调节口，所述转动套筒的局部周向外缘经所述调节口裸露并向外凸出，且所述转动套筒与所述调节口相应筒段的外壁设有传动齿；所述驱动组件包括步进电机和设于所述步进电机的输出轴的主动齿轮，所述主动齿轮的主动齿与所述传动齿啮合配合。
[0009]可选地，所述步进电机的控制精度配置为小于1
°
，所述主动齿轮与所述转动套筒的传动齿的传动比配置为1:1
‑
1:5，所述转动套筒的传动齿的齿顶圆直径配置为5mm
‑
15mm。
[0010]可选地，所述罩壳的外壁设有调节槽，所述调节口位于所述调节槽的槽底，且所述转动套筒凸出所述调节口的部位位于所述调节槽内。
[0011]可选地，所述容置腔内设有限制所述转动套筒的轴向活动自由度和径向活动自由度的波片限位结构。
[0012]可选地，所述容置腔包括内容置腔和外容置腔，其中，所述外容置腔被配置为由所述罩壳的第一区域向内凹陷形成，所述外容置腔的周向轮廓呈优弧形且所述外容置腔的开口处作为所述调节口，所述调制波片同轴嵌设于所述外容置腔内，且所述外容置腔轴向两端的腔壁均设有与所述镜片的入射面及出射面相对应的通光孔；所述罩壳的第一区域以外的区域为第二区域，所述第二区域与所述第一区域之间围成所述内容置腔，且所述内容置腔与所述外容置腔通过所述通光孔连通。
[0013]可选地，所述非互易性相移器还包括与驱动组件连接的控制器，所述控制器包括感应模块、执行模块和存储模块，所述感应模块被配置为采集所述相移器本体所处的环境温度参数，所述执行模块被配置为根据所述感应模块采集的环境温度参数设置驱动组件的旋转角度，所述存储模块被配置为记载所述调制波片的初始角度和当前角度。
[0014]可选地，所述若干个光学元件包括依次沿所述容置腔的轴向布置的第一保偏光纤、第一准直器、第一偏光分束器、第一旋光器、调制波片、第二旋光器、第二偏光分束器、第二准直器和第二保偏光纤，所述第一保偏光纤和所述第二保偏光纤分别自所述容置腔内伸出所述罩壳的两端。
[0015]可选地，所述第一准直器与所述第二准直器的轴向距离小于等于80mm，所述调制波片与所述第一旋光器及所述第二旋光器的轴向距离范围为3mm
‑
5mm。
[0016]本专利技术还提供了一种激光器，还包括波分复用器、增益光纤和光纤耦合器，所述非互易性相移器中的相移器本体、所述波分复用器、所述增益光纤和所述光纤耦合器依次序首尾连接形成环形腔，且所述波分复用器的输入端口连接泵浦源，所述光纤耦合器包括异于闭环连接的两个端口，所述两个端口的其中一者连接隔离器、另一者连接全反镜。
[0017]本专利技术提供的非互易性相移器，其各光学元件按照设定顺序及间隔沿光路传播方向依次排布，其中，调制波片以外的光学元件固定安装于容置腔，调制波片的轴向位置也固定不变，从而确保各光学元件之间的相对位置精确度，相应确保各光学元件之间的光路传播稳定性，并有效降低耦合损耗，并且还可以对相移器本体进行批量生产。此外，罩壳作为载体承载各光学元件以形成一个整体部件，在能够保护隔离各光学元件以减少外界因素对
光学元件运行造成的不良影响，从而确保非互易性相移器的使用精确度及稳定性的基础上，还可以对该整体部件进行整体搬运，且搬运过程中各光学元件的相对位置不变，能够确保相移器本体的正常运行，组装时仅需对位于两端的光学元件进行连接，无需确定各光学元件的相对位置，从而有效提高非互易性相移器及激光器的使用便捷度及其组装效率，相应确保激光器的广泛应用。
[0018]另外，调制波片中镜片的快轴与入射镜片的偏振光偏振方向的夹角角度直接决定两束偏振光的非互易相移差，本申请中将调制波片转动安装于容置腔并设置用于驱动调制波片周向转本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非互易性相移器，其特征在于，包括相移器本体和驱动组件，所述相移器本体包括罩壳和若干个光学元件，所述罩壳内形成容置腔，所述若干个光学元件的局部或全部容置于所述容置腔内，所述光学元件包括调制波片，所述调制波片仅存在绕自身几何轴线的周向转动自由度，且所述调制波片的局部裸露于所述容置腔之外；所述驱动组件的驱动端与所述调制波片裸露于所述容置腔之外的部位连接，用于驱动所述调制波片进行周向转动。2.根据权利要求1所述的非互易性相移器，其特征在于，所述调制波片包括转动套筒和共轴固设于所述转动套筒内的镜片，所述转动套筒周向转动连接于所述容置腔内，且所述转动套筒的局部周向外缘裸露于所述容置腔之外；所述驱动组件的驱动端与所述转动套筒裸露于所述容置腔之外的部位连接，用于驱动所述转动套筒进行周向转动。3.根据权利要求2所述的非互易性相移器，其特征在于，所述罩壳设有调节口，所述转动套筒的局部周向外缘经所述调节口裸露并向外凸出，且所述转动套筒与所述调节口相应筒段的外壁设有传动齿；所述驱动组件包括步进电机和设于所述步进电机的输出轴的主动齿轮，所述主动齿轮的主动齿与所述传动齿啮合配合。4.根据权利要求3所述的非互易性相移器，其特征在于，所述步进电机的控制精度配置为小于1
°
，所述主动齿轮与所述转动套筒的传动齿的传动比配置为1:1
‑
1:5，所述转动套筒的传动齿的齿顶圆直径配置为5mm
‑
15mm。5.根据权利要求3所述的非互易性相移器，其特征在于，所述罩壳的外壁设有调节槽，所述调节口位于所述调节槽的槽底，且所述转动套筒凸出所述调节口的部位位于所述调节槽内。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的非互易性相移器，其特征在于，所述容置腔内设有限制所述转动套筒的轴向活动自由度和径向活动自由度的波片限位结构。7.根据权利要求3
‑
5中任一项所述的非互易性相移器，其特征在于，所述容置腔包括内容置腔和外容...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉恩才，戴逸翔，刘璐，李留柱，
申请(专利权)人：密尔医疗科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：