
本發明涉及光學技術領域,尤其是一種磁鐵旋光組件及光隔離器。
背景技術:隔離器是大規模適用于高功率激光器的輸出端的光學器件,其有效避免了激光束加工表面返回光束對激光器的影響。在隔離器設計中,通常通過強磁鐵與法拉第器件組合產生特定的轉角使得光束反向傳播時損耗較大,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生一定的角度旋轉。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,B為磁感強度,L為法拉第晶體長度,θ為長度L的法拉第晶體在磁感強度B下的光矢量所產生的旋轉角度。隔離器的隔離度指標需要法拉第轉角準確才能達到較高的隔離度。發明人在研究中發現,現有技術中光隔離器使用的磁鐵旋光組件,如圖1所示,磁鐵旋光組件是由多個依次疊放的磁環組成,磁鐵旋光組件中部設有法拉第器件。該組合體積大,磁場強度偏弱,需要較長的法拉第器件才能達到需要的旋光角度,成本很高。在調整法拉第器件的磁力時,僅通過在軸線方向調節多個磁環之間的間距來調整法拉第器件內部的磁力,使用該調節方式,磁力調節范圍有限,且調節必然造成需要延長法拉第器件的長度,以使法拉第器件位于磁力調整范圍內。由此,能夠看出現有技術中,磁鐵旋光組件的磁力調節范圍有限,且耗材較為嚴重。
技術實現要素:本發明通過提供一種磁鐵旋光組件,第一磁環磁力線方向由軸心指向徑向方向,第二磁環的磁力線方向沿著軸線方向,第三磁環的磁力線方向由徑向指向軸心方向的結構增強旋光器件位置的磁場強度,調節第一磁環和/或第三磁環的外徑大小實現所述磁環陣列磁場的調節,實現了磁鐵旋光組件徑向調節磁力。解決現有技術中磁鐵旋光組件的磁力偏弱,磁場調節范圍有限,且耗材較為嚴重的問題。本發明采用的一個技術方案是:提供一種磁鐵旋光組件,包括至少一組磁環陣列,所述磁環陣列包括:第一磁環,其包括至少兩片扇形磁片,所述第一磁環的磁力線方向由軸心指向徑向方向,且所述第一磁環構造成在自然狀態下內部具有徑向分離的趨勢;第二磁環,所述第二磁環的磁力線方向沿著軸線方向;第三磁環,其包括至少兩片扇形磁片,所述第三磁環的磁力線方向由徑向指向軸心方向,且所述第三磁環構造成在自然狀態下內部具有徑向分離的趨勢;所述第一磁環、第二磁環和第三磁環依次同軸疊放并加以約束,通過調節第一磁環和/或第三磁環的外徑大小實現所述磁環陣列磁場的調節。進一步地,所述磁鐵旋光組件還包括殼體,所述磁環陣列約束在殼體內部,所述殼體在所述第一磁環和/或第三磁環的對應位置上設有徑向調節裝置,所述徑向調節裝置用于調節第一磁環和/或第三磁環的外徑大小。更進一步地,所述第一磁環、第二磁環和第三磁環依次同軸疊放形成中心孔,所述中心孔內設有至少一個法拉第器件。更進一步地,所述磁鐵旋光組件還包括溫度補償裝置,所述溫度補償裝置通過調整所述磁環陣列磁場大小,抵消由于溫度變化造成的法拉第器件的磁場變化。更進一步地,所述溫度補償裝置包括:軸向調節裝置,所述軸向調節裝置設置在所述殼體的端部,所述軸向調節裝置用于調節所述第一磁環、所述第二磁環和所述第三磁環之間的距離。更進一步地,所述軸向調節裝置包括:旋進堵頭,所述旋進堵頭上設有外螺紋,所述殼體端部設有與所述旋進堵頭配合的螺紋孔,通過調節伸入殼體內部旋轉堵頭的長度,調節所述第一磁環、所述第二磁環和所述第三磁環之間的距離。更進一步地,所述軸向調節裝置還包括:旋進手柄,所述旋進手柄設置在所述旋進堵頭上,所述旋進手柄用于調節伸入所述殼體內部所述旋轉堵頭的長度。更進一步地,所述殼體上設有溫度刻度條,當溫度變化時,將所述旋進手柄調整到指向所述溫度刻度條中對應于當前溫度環境的溫度刻度位置,即抵消由于溫度變化造成所述法拉第器件的磁場變化。更進一步地,所述第一磁環、第二磁環和第三磁環均由釹鐵硼制成。本發明采用的另一個技術方案是:提供一種光隔離器,所述光隔離器包括上述所述的磁鐵旋光組件。本發明的有益效果為:本發明中第一磁環磁力線方向由軸心指向徑向方向,第二磁環的磁力線方向沿著軸線方向,第三磁環的磁力線方向由徑向指向軸心方向的結構增強旋光器件位置的磁場強度,其中,第一磁環與第三磁環均有至少兩個扇形磁片組成,使第一磁環和/或第三磁環的外徑可變,通過調節第一磁環和/或第三磁環的外徑及可調節磁力的變化。通過調節第一磁環和/或第三磁環的外徑大小實現了磁鐵旋光組件徑向調節磁力,在不增大損耗的情況下,增大了磁鐵旋光組件磁力變化范圍。附圖說明圖1為現有技術中光隔離器普遍使用的磁鐵旋光組件示意圖;圖2為本發明磁環陣列整體結構示意圖;圖3為本發明第一磁環磁力線方向示意圖;圖4為本發明第二磁環磁力線方向示意圖;圖5為本發明第三磁環磁力線方向示意圖;圖6為本發明磁鐵旋光組件第一種實施方式縱向面剖視圖;圖7為本發明磁鐵旋光組件第二種實施方式縱向面剖視圖;圖8為本發明磁鐵旋光組件第三種實施方式縱向面剖視圖;圖9為本發明磁鐵旋光組件第三種實施方式整體結構示意圖。附圖標記說明:1、磁環陣列;11、第一磁環;111、第一扇形磁片;12、第二磁環;13、第三磁環;131、第二扇形磁片;14、中心孔;2、殼體;21、溫度補償裝置;211、旋進堵頭;212、六角接頭;213、旋進手柄;214、六角接口;22、旋進孔;2...