一種低電壓升壓反射式光纖在線電光調(diào)q開(kāi)關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及光纖傳感、光纖通信、激光加工、醫(yī)療、軍事、科學(xué)研宄等領(lǐng)域，尤其是一種低電壓升壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開(kāi)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)研宄等領(lǐng)域，電光調(diào)Q開(kāi)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(kāi)關(guān)體積大、頻率低，且半波電壓比較高，需要幾千伏的高壓脈沖驅(qū)動(dòng)，對(duì)其他電子線路易造成干擾。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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升壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開(kāi)關(guān)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種低電壓升壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開(kāi)關(guān)，所述的低電壓升壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開(kāi)關(guān)由單纖準(zhǔn)直器、偏振元件、四分之一波片、電光晶體組件、反射鏡組件和升壓控制電源組成。
[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，包括偏振元件5和第二固定器7，偏振元件5靠左置于第二固定器7內(nèi)并固定。
[0007]所述的四分之一波片6貼近偏振元件5右側(cè)置入第二固定器7內(nèi)固定。
[0008]所述的電光晶體組件，包括電光晶體12、第一導(dǎo)電電極8、第二導(dǎo)電電極9、固定板和第一電極引腳10、第二電極引腳11 ;第一導(dǎo)電電極8置于電光晶體12上側(cè)，與電光晶體12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9置于電光晶體12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8與第一電極引腳10連接，第二導(dǎo)電電極9與第二電極引腳11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10、第二電極引腳11連接。
[0009]所述的反射鏡組件，包括反射鏡13和第三固定器14，反射鏡13靠左置于第三固定器14內(nèi)并固定；
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]優(yōu)選的，所述的電光晶體12左右兩側(cè)端面研磨拋光，并鍍有增透膜。
[0014]優(yōu)選的，所述的電光晶體12種類(lèi)是KDP類(lèi)晶體或LiNb03，PPLN，LiTa03，AsGa，BGO電光晶體，晶體厚度0.5_-5_，可承受平均幾瓦高功率脈沖激光，其厚度長(zhǎng)度比能使工作的四分之電壓低于1000V，典型值為200V-500V。
[0015]優(yōu)選的，所述的反射鏡13，可以是多層介質(zhì)膜高反鏡、金屬膜高反鏡，它們的反射面都是平面度高的平面，且表面光潔度優(yōu)良。特別的，高反鏡還可以是截止膜或帶通膜，以達(dá)到特殊的濾模選模目的。
[0016]優(yōu)選的，所述的第一電極8、第二電極9，可以是薄導(dǎo)電金屬片，也可以是導(dǎo)電鍍層O
[0017]優(yōu)選的，所述的四分之一波片，可以是石英晶體波片、云母波片及方解石波片。從結(jié)構(gòu)上，所述的四分之一波片，可以是多級(jí)波片、零級(jí)波片和組合波片。
[0018]優(yōu)選的，所述的控制電源是升壓式電源，自帶信號(hào)與外部信號(hào)可切換，輸出波形近方波，上升電壓時(shí)間小于10ns，典型值為5_8ns，下降時(shí)間小于40ns，典型值為30ns_40ns ；其重復(fù)頻率O-1OOKHz固定或可調(diào)；脈寬lns-1 ys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)。
[0019]由于采用了上述方案，本實(shí)用新型提供的低電壓升壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開(kāi)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)。光纖化結(jié)構(gòu)、小型化封裝尺寸、低的驅(qū)動(dòng)電壓、較高的調(diào)制頻率，可調(diào)的脈寬，以及高的消光比，在結(jié)構(gòu)和性能上都有很大的優(yōu)越性，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)研宄等領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是低電壓升壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是低電壓升壓反射式光纖在線電光調(diào)Q開(kāi)關(guān)電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]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(guò)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，并加以鍍?cè)鐾改た梢缘玫絻?yōu)化的性能；單纖I的端面與正透鏡3的距離通過(guò)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；
[0023]用起固定作用的材料(如膠粘劑)將偏振元件5靠左固定在第二固定器7的內(nèi)部，然后用起固定作用的材料(如膠粘劑)將四分之一波片6貼近偏振元件右側(cè)固定。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。
[0024]具體實(shí)施時(shí)，將反射鏡13靠左置入固定器14，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)或一側(cè)。
[0025]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:0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ο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。四分之一波片是一種偏振元件制成的波片，能夠?qū)⑾鄳?yīng)波長(zhǎng)的線偏振光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)45°。如果此線偏光從另一側(cè)入射四分之一波片，其偏振方向繼續(xù)向相同方向旋轉(zhuǎn)45°。
[0026]電光晶體組件由電光晶體12、第一導(dǎo)電電極8、第二導(dǎo)電電極9、固定板、電源正極導(dǎo)線引腳10、負(fù)極導(dǎo)線引腳11和起固定作用的材料(如膠粘劑、焊錫)組成。
[0027]電光晶體是一種具有電光效應(yīng)的晶體，電光晶體在沒(méi)有外加電壓時(shí)，光的偏振態(tài)不會(huì)發(fā)生改變。一束自然光經(jīng)偏振元件后分解成偏振態(tài)相互垂直的的兩束線偏光ο光和e光出射，經(jīng)四分之一波片后，兩束線偏光的偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)45°，經(jīng)電光晶體后，偏振態(tài)不變，ο光和e光保持45°偏轉(zhuǎn)出射，經(jīng)反射鏡反射后，兩束偏振光沿原路返回，再次經(jīng)過(guò)電光晶體后，兩偏振光的偏振方向保持不變，再次入射到四分之一波片后，兩束偏振光繼續(xù)旋轉(zhuǎn)45°，與第一次入射四分之一波片的兩束偏振光ο光和e光相比，偏振態(tài)各自偏轉(zhuǎn)90°，即ο光變e光，e光變?chǔ)瞎?。此時(shí)兩束偏振光入射到偏振兀件時(shí)，e光和ο光彼此背離，且偏離原光路，無(wú)法被光纖準(zhǔn)直器接收，從而產(chǎn)生光抑制。此特別的，當(dāng)偏振元件光軸與電光晶體等效光軸成某一確定角度時(shí)，單纖準(zhǔn)直器接收光能最少，此時(shí)消光比最高，腔內(nèi)損耗最大。
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