高功率激光光纤耦合端子制造技术

本实用新型专利技术属于激光光纤耦合装置，具体涉及一种高功率激光光纤耦合端子。其结构包括套在纤芯外部的芯棒，芯棒外设有带内罗纹的套箍，在芯棒的光纤耦合端面设有一凹台，使得光纤纤芯与芯棒之间在位于光纤耦合端面的一段距离内没有物理接触。本实用新型专利技术可以与相应的光学机构方便地构成激光光纤耦合装置，实现高功率激光的光纤耦合，具有耐受功率高、耦合效率高、调解方便、抗干扰和失调能力强、长期工作可靠稳定的优点。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于激光光纤耦合装置，具体涉及一种高功率激光光纤耦合端子。
技术介绍
目前，在激光光纤耦合装置中，采用的端子结构主要有NTT-FC、SC、AT&T-ST、LC、SMA等。各种结构分别适用于不同的应用条件。随着激光技术的发展，目前国内外高功率激光器的激光光纤耦合输出通常采用的是多模光纤SMA结构的耦合端子。由于激光功率较高，在光纤耦合调节过程和实际使用过程中，往往由于机械振动、结构热变形等原因造成聚焦光斑偏离光纤芯径，造成对光纤和耦合装置的破坏，同时也使得高功率光纤耦合的调节费时费力，效率很低。为应对这个问题，通常采用了精密的多维调节机构和稳定机构，但是这种方法增加了调节的工作量和难度，也没有本质上提高光纤端子在抵抗外界扰动时的破坏阈值。
技术实现思路
本技术的目的是为了提高高功率激光光纤耦合装置的稳定性和降低光纤耦合的调节难度，提供一种高功率激光光纤耦合端子。本技术的技术方案如下高功率激光光纤耦合端子包括套在纤芯外部的芯棒，芯棒外设有带内罗纹的套箍，在芯棒的光纤耦合端面设有一凹台，使得光纤纤芯与芯棒之间在位于光纤耦合端面的一段距离内没有物理接触。如上所述的高功率激光光纤耦合端子在凹台内设有由非金属晶体材料制成的环形轴套，该环形轴套的内径与纤芯的芯径尺寸相配合，外径与凹台内径相配合，高度小于凹台的深度。由于在耦合端面上的设计了局部凹台结构，使纤芯与芯棒之间形成了一定的空隙，此空隙的存在，使得聚焦光斑在受到外界影响偏离光纤纤芯时，聚焦光斑不会以很高的功率密度照射到芯棒材料上，而是以发散的光斑在较低的功率密度下照射到芯棒的凹台底部。因此，材料被破坏和烧蚀的可能性大为降低。同时，由于激光照射在芯棒凹台底部，芯棒材料在激光作用下发生的金属溅射对光纤芯径端面的污染也大为减少，起到了保护光纤和保证耦合效率的作用。对于很高的激光功率光纤耦合，可在此基础上增加非金属晶体材料的环形轴套。由于一些非金属晶体材料对于激光具有很高的破坏阈值，同时不会产生溅射污染问题，因此对较高功率的激光光纤耦合是非常适用的。本技术可以与相应的光学机构方便地构成激光光纤耦合装置，实现高功率激光的光纤耦合，具有耐受功率高、耦合效率高、调解方便、抗干扰和失调能力强、长期工作可靠稳定的优点。附图说明图1是本技术的端面空隙结构示意图。图2是本技术的局部剖面图。图中1.芯棒2.具有内罗纹的套箍3.凹台4.非金属晶体材料加工的轴套5.光纤纤芯具体实施方式如图所示，光纤纤芯5直径采用550微米纤芯。芯棒1和具有内罗纹的套箍2采用与SMA905光纤接口标准相应的尺寸，以使该激光光纤耦合端子能够兼容SMA905光纤接口。芯棒1的材料可选用铜或不锈钢或多晶云母陶瓷材料，本实施例选用不锈钢材料。在芯棒1的光纤耦合端加工形成凹台3，此凹台3形状可以为柱面或锥面，本实施例选用柱面凹台。环形轴套4的加工应使其内、外周尺寸与凹台3的柱面与光纤芯径5的外径紧密配合，环形轴套的材料可以选用Al2O3晶体或YAG晶体材料，本实施例采用Al2O3晶体。轴套4与凹台3的柱面之间可使用少量紫外固化光胶进行胶合固定，涂胶的区域要严格控制，不可使胶水渗入凹台底部平面。在固定纤芯5时，应使纤芯5的端面相对芯棒1的光纤耦合端面凹进0.5～1毫米，纤芯5与芯棒1的固定可采用胶合和机械夹紧的方式。装配前，芯棒1、套箍2、轴套4采用分析纯度乙醇中超声清洗30分钟以上。装备完成后，该高功率激光光纤端子配合相应的光学机构可以实现高功率(大于100瓦)、高峰值功率(大于200兆瓦/平方厘米)、高效率(大于90％)和长时间(大于200小时)连续稳定的激光光纤耦合运行。权利要求1.一种高功率激光光纤耦合端子，包括套在纤芯(5)外部的芯棒(1)，芯棒(1)外设有带内罗纹的套箍(2)，其特征在于在芯棒(1)的光纤耦合端面设有一凹台(3)，使得光纤纤芯(5)与芯棒(1)之间在位于光纤耦合端面的一段距离内没有物理接触。2.如权利要求1所述的高功率激光光纤耦合端子，其特征在于所述凹台(3)的形状可以为柱面或锥面。3.如权利要求1或2所述的高功率激光光纤耦合端子，其特征在于芯棒(1)的材料可选用铜或不锈钢或多晶云母陶瓷材料。4.如权利要求1或2所述的高功率激光光纤耦合端子，其特征在于在凹台(3)内设有由非金属晶体材料制成的环形轴套(4)，该环形轴套(4)的内径与纤芯的芯径尺寸相配合，外径与凹台(3)内径相配合，高度小于凹台的深度。5.如权利要求4所述的高功率激光光纤耦合端子，其特征在于所述的环形轴套(4)的材料可以选用Al2O3晶体或YAG晶体。专利摘要本技术属于激光光纤耦合装置，具体涉及一种高功率激光光纤耦合端子。其结构包括套在纤芯外部的芯棒，芯棒外设有带内罗纹的套箍，在芯棒的光纤耦合端面设有一凹台，使得光纤纤芯与芯棒之间在位于光纤耦合端面的一段距离内没有物理接触。本技术可以与相应的光学机构方便地构成激光光纤耦合装置，实现高功率激光的光纤耦合，具有耐受功率高、耦合效率高、调解方便、抗干扰和失调能力强、长期工作可靠稳定的优点。文档编号G02B6/26GK2884228SQ200620018960公开日2007年3月28日 申请日期2006年4月4日 优先权日2006年4月4日专利技术者刘涛, 安振杰, 谈小虎, 何光 申请人:核工业理化工程研究院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高功率激光光纤耦合端子，包括套在纤芯（５）外部的芯棒（１），芯棒（１）外设有带内罗纹的套箍（２），其特征在于：在芯棒（１）的光纤耦合端面设有一凹台（３），使得光纤纤芯（５）与芯棒（１）之间在位于光纤耦合端面的一段距离内没有物理接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘涛，安振杰，谈小虎，何光，
申请(专利权)人：核工业理化工程研究院，
类型：实用新型
国别省市：12[中国|天津]