一种光纤高功率输入输出的准直器制造技术

一种光纤高功率输入输出的准直器，包括光纤头，微透镜，准直器套管，以及光学材料平片，所述光纤头出光端面与光学材料平片粘结在一起。光纤头与光学材料平片的两个端面镀有二氧化硅膜。光纤头出光端面与光学平片之间采用光胶或深化光胶粘结。本实用新型专利技术的优点在于：提高了单模光纤准直器所能承受的激光光强。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是关于一种准直器结构，特别是指一种光纤高功率输入输出的准直器。
技术介绍
在光学和光纤无源器件领域，普通的单模准直器结构见图1，图1中，101为光纤头，102为微透镜，103为玻璃或金属套管。从光纤头单模光纤出射光经微透镜102准直或激光从102会聚进入光纤头101。通常在通讯系统中通过单模光纤光不超过300mW。由于单模光纤纤芯直径较小，对1310nm，1550nm其纤芯直径约为10μm，对1064nm其纤芯直径约为7μm，对可见光波段400-700nm波长单模光纤纤芯在3-5μm。尤其在可见光波段和1.064μm激光通常以较高峰值功率或较高功率连续光通过光纤传输，图1中光纤准直器所能承受连续光和脉冲光光强受到光纤纤芯在表面膜层处的激光损伤阈值的限制，这大大限制光纤准直器和较强激光领域单模光纤的应用。中国专利申请第02154783.1，名称为“高功率光纤耦合”，提出了在单模光纤线出光端再熔接没有光纤纤芯的光纤，如图2所示，其中104为单模光纤线，105为无芯光纤线由于光纤与无芯玻璃处在熔接状态，其破坏阈值增大，而光束在无芯光纤线105中扩束后使整个发光点变大，从而使整个光纤头破坏阈值提高。这个结构存在的问题是无芯光纤线105长度不易控制，若从单模光纤线104光碰到或接近无芯光纤线105侧面，会增加其损耗，同时无芯光纤线105能扩束光出光面积仍有限，所以其提高破坏阈值数量级并不高。也有人提出热扩束光纤(TEC)来提高光纤准直器破坏阈值，但其提高的程度仍然有限。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种提高光纤准直器所能承受激光光强的光纤高功率输入输出的准直器。本技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的一种光纤高功率输入输出的准直器，包括光纤头、微透镜、准直器套管、光学材料平片，所述光纤头出光端面与光学材料平片粘结在一起。光纤头与光学材料平片的两个端面镀有膜层，或两个端面不镀膜。所述光纤头使用光纤线，所述光纤线是单模光纤，或多模光纤，或塑料光纤。所述光纤头采用石英玻璃毛细管，或硼硅酸盐玻璃毛细管。所述光纤头是塑料毛细管，光学材料平片对应是塑料光学平片。光纤头出光端面与光学平片之间采用光胶或深化光胶粘结。所述光纤头采用光纤线与无芯同直径光纤棒或多模光纤熔接，熔接无芯光纤长度保证从光纤发出光不碰到其侧面。本技术一种光纤高功率输入输出的准直器的优点在于提高了单模光纤准直器所能承受的激光光强。附图说明下面参照附图结合实施例对本技术作进一步的描述。图1是现有普通的单模准直器的结构图。图2是现有另一种准直器的光纤结构图。图3是本技术一种光纤高功率输入输出的准直器的结构图。图4以及图5是本技术一种光纤高功率输入输出的准直器的另一实施例的结构图。具体实施方式请参阅图3所示，一种光纤高功率输入输出的准直器包括光纤头201，光学材料平片202，微透镜203，准直器套管204，单模或多模光纤线205，其中标号206为光纤头201与光学材料平片202的自然表面结合面或SiO2(二氧化硅)膜层或其他增透膜，光纤头201与光学材料平片202之间为光胶或深化光胶粘结。在激光领域光学材料内部破坏阈值通常高出光学材料暴露在空气中表面或镀膜光学表面1-3个数量级。本技术正是利用这一特点制作可承受较高破坏阈值的光纤头的准直器。在图3中光纤头201采用石英毛细管，由于光纤亦为石英材料，这样光纤头201抛光时，毛细管光纤端面由于同一种材料易抛成在同一平面上，本技术中光学材料平片202是普通玻璃片，亦通常采用石英玻璃，光纤头201与光学材料平片202之间可采用直接光胶方式粘结；亦可以在光纤头201与光学材料平片202两个端面分别镀上膜层(如二氧化硅膜)再进行光胶；对上述两种粘结光纤头可通过加温方式进行深化光胶处理以使光纤头201与光学材料平片202之间永久性粘结。本技术光纤头201使用毛细管、光学平片、光纤线，其中毛细管可采用石英玻璃毛细管，也可以是其他材料毛细管，如硼硅酸盐玻璃毛细管。光纤头201使用的光纤线可以是单模光纤，可以为多模光纤，也可以为塑料光纤。光学材料平片202可以是石英玻璃片，亦可以是其他光学材料。本技术光纤为塑料光纤时，其对应的毛细管光纤头201可以为塑料毛细管，光学材料平片202对应为塑料光学平片。由于光纤头201与光学材料平片202之间通过光胶或深化光胶处理，这样光纤头201光纤纤芯出端处激光破坏阈值将大大提高，通常提高1-3个数量级；另一方面从光纤头201发出光进入光学材料平片202，如果光纤纤芯数值孔径为NA，光学材料平片202折射率为n，光学材料平片202厚度为d，纤芯直径为d，则到光学材料平片202另一端面处光斑直径近似可表达为 增加d，则可大大增加光斑直径，这样光学材料平片202在空气端面面积可根据所需设计，这样降低了光纤从出射光在光学材料平片202输出端的光强密度，从而可提高了光纤头201或光纤准直器所能接受激光功率峰值功率的数量级，使准直器和光纤头在较高光强领域获得更多应用。本技术单模光纤头与光学平片深化光胶后，其光纤出光点表面与玻璃表面所能承受光功率取决光纤头纤芯抛光表面和与纤芯接触表面的光学质量，为降低对光纤头抛光质量要求，本技术光纤头中光纤亦可采用热扩束光纤(TEC)，采用图1中光纤出光处熔接一段无芯光纤或多模光纤，如图4、图5所示。图4中，301为光纤毛细管，302为光学平片，303为TEC光纤，304为单模或多模光纤，305为与光纤相同直径无芯光纤棒或多模光纤，其长度控制在从304发出不碰到305侧壁以减小插损和保证光束质量。权利要求1.一种光纤高功率输入输出的准直器，包括光纤头、微透镜、准直器套管，其特征在于包括光学材料平片，所述光纤头出光端面与光学材料平片粘结在一起。2.如权利要求1所述的一种光纤高功率输入输出的准直器，其特征在于光纤头与光学材料平片的两个端面镀有膜层。3.如权利要求1所述的一种光纤高功率输入输出的准直器，其特征在于光纤头是单光纤头，或是双光纤头或多光纤头。4.如权利要求1所述的一种光纤高功率输入输出的准直器，其特征在于所述光纤头使用光纤线，所述光纤线是单模光纤，或多模光纤，或塑料光纤。5.如权利1要求所述的一种光纤高功率输入输出的准直器，其特征在于所述光纤头采用石英玻璃毛细管，或硼硅酸盐玻璃毛细管。6.如权利要求1所述的一种光纤高功率输入输出的准直器，其特征在于所述光纤头是塑料毛细管，光学材料平片为塑料光学平片。7.如权利要求1所述的一种光纤高功率输入输出的准直器，其特征在于光纤头出光端面与光学平片之间采用光胶或深化光胶粘结。8.如权利要求1所述的一种光纤高功率输入输出的准直器，其特征在于所述光纤头采用光纤线与无芯同直径光纤棒或多模光纤熔接，熔热无芯光纤长度保证从光纤发出光不碰到其侧面。专利摘要一种光纤高功率输入输出的准直器，包括光纤头，微透镜，准直器套管，以及光学材料平片，所述光纤头出光端面与光学材料平片粘结在一起。光纤头与光学材料平片的两个端面镀有二氧化硅膜。光纤头出光端面与光学平片之间采用光胶或深化光胶粘结。本技术的优点在于提高了单模光纤准直器所能承受的激光光强。文档编号G02B6/255本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤高功率输入输出的准直器，包括光纤头、微透镜、准直器套管，其特征在于：包括光学材料平片，所述光纤头出光端面与光学材料平片粘结在一起。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫民，吴砺，蔡宏铭，王磊，
申请(专利权)人：福州高意通讯有限公司，
类型：实用新型
国别省市：35[中国|福建]