一种光纤端面的加工装置和加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种光纤端面的加工装置和加工方法，包括可调谐激光器以及依次设置在可调谐激光器出光光路上的空间滤波器、脉冲发生器、方向调节器、第一透镜和光纤；可调谐激光器用于产生连续输出的激光；空间滤波器用于滤除激光中的高阶横模光，保留激光中的基横模光；脉冲发生器用于将连续输出的激光调整为不连续输出的激光脉冲，并使激光脉冲的脉宽为预设脉宽；方向调节器用于调节激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲；第一透镜用于将激光脉冲聚焦到光纤的端面，以采用具有预设光斑轨迹的激光脉冲对光纤的端面进行加工，从而可以将光纤端面加工成各种面型的端面，如凹球面和凹椭球面等面型的端面。

Processing device and processing method of optical fiber end face

The invention provides a device for processing optical fiber and processing methods, including tunable lasers and tunable lasers are arranged on a light path of the spatial filter, pulse generator, regulator, the direction of the first lens and optical fiber; tunable laser is used to produce continuous laser output; spatial filter for filtering of laser Takahashi Yokomoko, keep the fundamental transverse mode laser in the laser; pulse generator for continuous adjustment of output laser pulse output is not continuous, and the pulse width of the laser pulse as the preset pulse width; direction adjuster for adjusting the transmission direction of the laser pulse, in order to obtain the laser pulse with preset spot trajectory; the first lens for laser pulse is focused into the fiber end surface, the laser pulse with the preset trajectory of the beam optical fiber end face Thus, the end face of the optical fiber can be processed into the end faces of various surface types, such as concave spherical surface and concave ellipsoid surface.

【技术实现步骤摘要】
一种光纤端面的加工装置和加工方法
本专利技术涉及光纤
，更具体地说，涉及一种光纤端面的加工装置和加工方法。
技术介绍
近年来，拥有高精细度和小的模式体积的光学谐振腔由于具有尺寸微小、可调谐、可直接光纤耦合和集成度高等优点，已经成为了增强光和物质相互作用的有力工具。现有技术中通过把光纤端面加工成凹面，然后将两个凹面的光纤端面组合，来构成一个微米尺寸的光学谐振腔。由于这种光学谐振腔的尺寸比传统的光学谐振腔的尺寸至少小两个数量级，因此，其具有非常广阔的应用前景。但是，现有的加工方法只能将光纤端面加工成特定形状的凹面，从而限制了光纤凹面构成的微型光学谐振腔即光纤微腔的应用范围。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种光纤端面的加工装置和加工方法，以将光纤端面加工成不同曲率半径的凹球面或凹椭球面，以扩大光纤微腔的应用范围。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种光纤端面的加工装置，包括可调谐激光器以及依次设置在所述可调谐激光器出光光路上的空间滤波器、脉冲发生器、方向调节器、第一透镜和光纤；所述可调谐激光器用于产生连续输出的激光；所述空间滤波器用于滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光；所述脉冲发生器用于将所述连续输出的激光调整为不连续输出的激光脉冲，并使所述激光脉冲的脉宽为预设脉宽；所述方向调节器用于调节所述激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲；所述第一透镜用于将所述激光脉冲聚焦到所述光纤的端面，以采用具有所述预设光斑轨迹的激光脉冲对所述光纤的端面进行加工。优选的，所述空间滤波器包括依次设置在所述可调谐激光器出光光路上的第二透镜和具有通孔的遮光板；所述第二透镜用于将所述激光聚焦到所述遮光板的通孔中，以通过所述通孔滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光。优选的，所述脉冲发生器为快门；所述方向调节器为摆镜；所述快门按照第一预设频率开关，以将所述连续输出的激光转换为所述不连续输出的激光脉冲；所述摆镜按照预设摆动方向和第二预设频率摆动，以调节所述激光脉冲的传输方向，并获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲。优选的，还包括：与所述快门和摆镜连接的控制器；所述控制器用于根据所述第一预设频率控制所述快门的开关，根据所述预设摆动方向和第二预设频率控制所述摆镜的摆动；所述第一预设频率与所述第二预设频率相等。优选的，还包括：设置在所述可调谐激光器和所述空间滤波器之间的分束镜；所述分束镜用于将部分所述激光反射至所述空间滤波器，将其他部分所述激光透射至功率计；所述功率计用于对所述可调谐激光器的功率进行测量。优选的，还包括：光学系统，所述光学系统用于调控所述光纤的空间位置。优选的，所述光学系统包括调整台、第一显微镜、电控翻转镜和第二显微镜；所述调整台用于夹持和固定所述光纤，以及，调整所述光纤在第一方向和第二方向上的位置，所述第二方向与所述第一方向垂直；所述第一显微镜和所述电控翻转镜用于观察所述光纤在所述第二方向上的位置；所述第二显微镜用于观察所述光纤在所述第一方向上的位置。优选的，应用于如上任一项所述的加工装置，包括：利用可调谐激光器产生连续输出的激光；利用空间滤波器滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光；利用脉冲发生器将所述连续输出的激光转换为不连续输出的激光脉冲，并使所述激光脉冲的脉宽为预设脉宽；利用方向调节器调节所述激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲；利用第一透镜将所述激光脉冲聚焦到所述光纤的端面，以采用具有所述光斑轨迹的激光脉冲对所述光纤的端面进行加工。优选的，当所述加工装置还包括分束镜和功率计时，还包括：利用所述分束镜将部分所述激光反射至所述空间滤波器，将其他部分所述激光透射至所述功率计；利用所述功率计对所述激光器的功率进行测量。优选的，当所述加工装置还包括光学系统时，还包括：利用所述光学系统调控所述光纤的空间位置。优选的，当所述光学系统包括调整台、第一显微镜、电控翻转镜和第二显微镜时，利用光学系统调控所述光纤的空间位置包括：利用所述调整台夹持和固定所述光纤；利用所述第一显微镜和所述电控翻转镜观察所述光纤在第二方向上的位置，利用所述第二显微镜观察所述光纤在第一方向上的位置；利用所述调整台调整所述光纤在所述第一方向和所述第二方向上的位置，所述第二方向与所述第一方向垂直。与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点：本专利技术所提供的光纤端面的加工装置和加工方法，通过脉冲发生器将连续输出的激光调整为不连续输出的激光脉冲，并使激光脉冲的脉宽为预设脉宽，通过方向调节器调节激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲，激光脉冲经过第一透镜聚焦后，在光纤端面形成点、线、圆或椭圆等形状的预设光斑轨迹，从而可以将光纤端面加工成各种面型的端面，如凹球面和凹椭球面等面型的端面；并且，通过调节激光的功率、激光脉冲的预设脉宽和预设光斑轨迹以及第一透镜和光纤之间的距离可以将光纤端面加工成不同曲率半径的凹球面或凹椭球面，从而扩大了光纤微腔的应用范围。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种光纤端面的加工装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的另一种光纤端面的加工装置的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的又一种光纤端面的加工装置的结构示意图；图4为单个激光脉冲的光斑在光纤的端面的位置示意图；图5为图4所示的光纤沿轴线的截面示意图；图6为凹球面的曲率半径随单个激光脉冲的功率变化的关系示意图；图7为预设光斑轨迹为直线的光斑在光纤的端面的位置示意图；图8为图7所示的光纤沿轴线的截面示意图；图9为凹椭球面的椭率随激光脉冲间隔变化的关系示意图；图10为本专利技术实施例提供的一种光纤端面的加工方法的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种光纤端面的加工装置，如图1所示，该加工装置包括可调谐激光器10以及依次设置在可调谐激光器10出光光路上的空间滤波器11、脉冲发生器12、方向调节器13、第一透镜14和光纤15。其中，可调谐激光器10用于产生连续输出的激光。可选地，该可调谐激光器10为功率可调的二氧化碳激光器，当然，本专利技术并不仅限于此，在其他实施例中，可调谐激光器10还可以为其他类型的激光器。进一步可选地，本实施例中的可调谐激光器10为型号为Firestar-V40型号的激光器，其波长为10.6μm，该激光器具有较大的功率、较好的光束质量以及稳定性。如图1所示，本实施例中的空间滤波器11包括依次设置在可调谐激光器10出光光路上的第二透镜110和具有通孔111a的遮光板111。其中，第二透镜110用于将激光聚焦到遮光板111的通孔中，以通过通孔111a滤除激光中的高阶横模光，保本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤端面的加工装置，其特征在于，包括可调谐激光器以及依次设置在所述可调谐激光器出光光路上的空间滤波器、脉冲发生器、方向调节器、第一透镜和光纤；所述可调谐激光器用于产生连续输出的激光；所述空间滤波器用于滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光；所述脉冲发生器用于将所述连续输出的激光调整为不连续输出的激光脉冲，并使所述激光脉冲的脉宽为预设脉宽；所述方向调节器用于调节所述激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲；所述第一透镜用于将所述激光脉冲聚焦到所述光纤的端面，以采用具有所述预设光斑轨迹的激光脉冲对所述光纤的端面进行加工。

【技术特征摘要】
1.一种光纤端面的加工装置，其特征在于，包括可调谐激光器以及依次设置在所述可调谐激光器出光光路上的空间滤波器、脉冲发生器、方向调节器、第一透镜和光纤；所述可调谐激光器用于产生连续输出的激光；所述空间滤波器用于滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光；所述脉冲发生器用于将所述连续输出的激光调整为不连续输出的激光脉冲，并使所述激光脉冲的脉宽为预设脉宽；所述方向调节器用于调节所述激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲；所述第一透镜用于将所述激光脉冲聚焦到所述光纤的端面，以采用具有所述预设光斑轨迹的激光脉冲对所述光纤的端面进行加工。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述空间滤波器包括依次设置在所述可调谐激光器出光光路上的第二透镜和具有通孔的遮光板；所述第二透镜用于将所述激光聚焦到所述遮光板的通孔中，以通过所述通孔滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脉冲发生器为快门；所述方向调节器为摆镜；所述快门按照第一预设频率开关，以将所述连续输出的激光转换为所述不连续输出的激光脉冲；所述摆镜按照预设摆动方向和第二预设频率摆动，以调节所述激光脉冲的传输方向，并获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：与所述快门和摆镜连接的控制器；所述控制器用于根据所述第一预设频率控制所述快门的开关，根据所述预设摆动方向和第二预设频率控制所述摆镜的摆动；所述第一预设频率与所述第二预设频率相等。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：设置在所述可调谐激光器和所述空间滤波器之间的分束镜；所述分束镜用于将部分所述激光反射至所述空间滤波器，将其他部分所述激光透射至功率计；所述功率计用于对所述可调谐激光器的功率进行测量。6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：周坤，崔金明，黄运锋，李传锋，郭光灿，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34