可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件及光隔離器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及激光器領(lǐng)域，尤其涉及一種可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件及光隔離器。
【背景技術(shù)】
[0002]隔離器是大規(guī)模適用于高功率激光器的輸出端的光學(xué)器件，其有效避免了激光束加工表面返回光束對激光器的影響。在隔離器設(shè)計(jì)中，通常通過強(qiáng)磁鐵與法拉第器件組合產(chǎn)生特定的轉(zhuǎn)角使得光束反向傳播時(shí)損耗較大，即高隔離度。這里主要利用了法拉第器件在特定磁場下能使得光束的光矢量方向發(fā)生一定的角度旋轉(zhuǎn)。通常使用以下公式表征這種特性:Θ = VBL，其中V為維爾德常數(shù)，B為磁感強(qiáng)度，L為法拉第晶體長度，Θ為長度L的法拉第晶體在磁感強(qiáng)度B下的光矢量所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)角度。隔離器的隔離度指標(biāo)需要法拉第轉(zhuǎn)角準(zhǔn)確才能達(dá)到較高的隔離度。
[0003]但現(xiàn)有隔離器中最常規(guī)的磁鐵結(jié)構(gòu)是通過多塊相同的磁環(huán)徑向固定，再根據(jù)磁場的強(qiáng)度設(shè)計(jì)合適的法拉第器件長度實(shí)現(xiàn)一定的轉(zhuǎn)角，如圖1A、1B所示。這種磁鐵旋光組件200結(jié)構(gòu)簡單，是常規(guī)法拉第器件普遍通用的結(jié)構(gòu)。但是此種結(jié)構(gòu)磁場完全受限于磁鐵牌號(hào)，因此在使用此種的磁場方案時(shí)，需要較長的法拉第器件以滿足旋光角度要求。而且即使調(diào)整磁環(huán)之間的間距，磁場變化緩慢。因此，磁鐵和法拉第器件210批次差別，可能導(dǎo)致法拉第轉(zhuǎn)角差異，最終導(dǎo)致隔離度不能達(dá)到預(yù)期要求。
[0004]后來有廠商設(shè)計(jì)了海爾貝克陣列磁塊陣列提升磁場，通過調(diào)增磁塊的間距保證磁場和法拉第器件配合達(dá)到理想的旋光角度，最終實(shí)現(xiàn)在特定的波長的隔離度達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。如圖2A、圖2B所示，此種磁鐵旋光組件300結(jié)構(gòu)由三種磁力線方向不一的方形磁鐵、導(dǎo)磁鐵和法拉第晶體組成，通過機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)整上下兩組磁鐵的距離使得法拉第器件310所在位置的磁場明顯發(fā)生變化。
[0005]所述磁鐵旋光組件的磁場強(qiáng)度較大，而且易于加工。但是此種結(jié)構(gòu)會(huì)由于法拉第晶體的厚度使得上下兩個(gè)磁鐵組件間距增大，此時(shí)法拉第晶體前后部分不能被磁鐵所包圍，磁場減弱。為了保證同樣的旋光角度，會(huì)通過法拉第器件長度增加來達(dá)成，使得成本大幅上升。
[0006]綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件及其光隔離器，目的在于實(shí)現(xiàn)磁場強(qiáng)度的調(diào)整，節(jié)約成本。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件，包括:至少一組磁環(huán)陣列，所述磁環(huán)陣列包括第一磁環(huán)、第二磁環(huán)及第三磁環(huán)，所述磁環(huán)陣列中的所述第一磁環(huán)、所述第二磁環(huán)和所述第三磁環(huán)軸向疊放并固定，至少一個(gè)法拉第器件設(shè)置在所述磁環(huán)陣列的中心孔中并固定；
[0009]所述第一磁環(huán)的第一磁力線方向是從中心指向外側(cè)的徑向方向，所述第二磁環(huán)的第二磁力線方向是從左至右沿著軸向指向，所述第三磁環(huán)的第三磁力線方向是從外側(cè)指向中心的徑向方向，并通過調(diào)節(jié)所述第一磁環(huán)、所述第二磁環(huán)和所述第三磁環(huán)之間的軸向距離或上下距離實(shí)現(xiàn)磁場調(diào)整。
[0010]根據(jù)本發(fā)明所述的磁鐵旋光組件，所述磁鐵旋光組件還包括機(jī)械調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，所述機(jī)械調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)所述第一磁環(huán)、所述第二磁環(huán)和所述第三磁環(huán)之間的軸向距離；或者所述機(jī)械調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)所述磁環(huán)陣列沿著直徑分離得到的兩組磁鐵旋光組件之間的上下距離。
[0011]根據(jù)本發(fā)明所述的磁鐵旋光組件，所述兩組磁鐵旋光組件的所述第一磁環(huán)與所述第三磁環(huán)的半環(huán)包括兩片磁鐵片，所述第二磁環(huán)包括兩個(gè)分開的半環(huán)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明所述的磁鐵旋光組件，所述磁環(huán)陣列為海爾貝克磁環(huán)陣列。
[0013]根據(jù)本發(fā)明所述的磁鐵旋光組件，所述第一磁環(huán)與所述第三磁環(huán)包括至少一片磁鐵片；和/或
[0014]所述第一磁環(huán)與所述第三磁環(huán)的所述磁鐵片為傘形。
[0015]根據(jù)本發(fā)明所述的磁鐵旋光組件，所述法拉第器件包括單一的旋光晶體或多個(gè)旋光器件，所述光束單次或多次通過所述法拉第器件后實(shí)現(xiàn)預(yù)設(shè)的旋轉(zhuǎn)角度。
[0016]根據(jù)本發(fā)明所述的磁鐵旋光組件，所述法拉第器件與所述磁環(huán)陣列的所述中心孔形狀相匹配；和/或
[0017]所述中心孔的形狀包括圓形或方形。
[0018]根據(jù)本發(fā)明所述的磁鐵旋光組件，所述磁環(huán)陣列與外部的導(dǎo)磁體固定。
[0019]根據(jù)本發(fā)明所述的磁鐵旋光組件，所述第一磁環(huán)、所述第三磁環(huán)的所述磁鐵片粘接固定，所述磁環(huán)陣列與所述導(dǎo)磁體粘接固定。
[0020]本發(fā)明還提供一種包括如上述所述磁鐵旋光組件的光隔離器。
[0021]本發(fā)明通過本發(fā)明通過設(shè)計(jì)三個(gè)不同特性的磁鐵旋光組件形成海爾貝克磁環(huán)陣列以實(shí)現(xiàn)更高的磁場強(qiáng)度，通過調(diào)節(jié)磁鐵的軸向距離或者上下距離實(shí)現(xiàn)磁場的調(diào)整，節(jié)約成本，保證理想的旋光角度。
【附圖說明】
[0022]圖1A和圖1B是現(xiàn)有技術(shù)的磁鐵旋光組件的示意圖；
[0023]圖2A和圖2B是現(xiàn)有技術(shù)的海爾貝克磁鐵旋光組件的示意圖；
[0024]圖3A是本發(fā)明可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0025]圖3B是本發(fā)明可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件的結(jié)構(gòu)示意圖之二 ；
[0026]圖4A是本發(fā)明可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件的第一磁環(huán)的示意圖；
[0027]圖4B是本發(fā)明可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件的第二磁環(huán)的示意圖；
[0028]圖4C是本發(fā)明可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件的第三磁環(huán)的示意圖；
[0029]圖5A是本發(fā)明可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件優(yōu)選實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0030]圖5B是本發(fā)明可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件優(yōu)選實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖之二。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0032]結(jié)合圖示說明，如圖3A、圖3B所示，本發(fā)明提供一種可調(diào)磁場的磁鐵旋光組件100，包括:至少一組磁環(huán)陣列，所述磁環(huán)陣列包括第一磁環(huán)10、第二磁環(huán)20及第三磁環(huán)30，所述磁環(huán)陣列中的所述第一磁環(huán)10、所述第二磁環(huán)20和所述第三磁環(huán)30軸向疊放并固定，至少一個(gè)法拉第器件50設(shè)置在所述磁環(huán)陣列的中心孔60中并固定；圖4A?4C中虛線箭頭為磁鐵中磁力線方向。第一磁環(huán)10的磁力線方向是從中心指向外側(cè)的徑向方向，所述第二磁環(huán)20的磁力線方向是從左至右沿著軸向指向，所述第三磁環(huán)30的磁力線方向是從外側(cè)指向中心的徑向方向，并通過調(diào)節(jié)所述第一磁環(huán)10、所述第二磁環(huán)20和所述第三磁環(huán)30之間的軸向距離或上下距離實(shí)現(xiàn)磁場調(diào)整。
[0033]進(jìn)一步地，所述磁鐵旋光組件100還包括機(jī)械調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)(圖中未示)，所述機(jī)械調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)所述第一磁環(huán)10、所述第二磁環(huán)20和所述第三磁