一种透镜耦合准直系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种透镜耦合准直方法，包括耦合角度校准和透镜准直耦合两个过程，在耦合角度校准过程中，采用耦合角度校准单元对入射光纤的出射光路角度进行校准，在透镜准直耦合过程中，使用分光玻璃片将光束分为两路等同的光束，并在分光玻璃片后端使用一个光斑采集模块对该两路等同的光束进行成像，通过调节待耦合透镜位置，观测光斑采集模块上光斑形态，完成光束的准直。该发明专利技术在透镜准直耦合时，不需要前后移动光斑采集模块，就可同时监测光束在不同传播距离时的光斑大小，以确定光斑是否达到最佳准直状态，同时通过监控两个光斑之间距离，可确定光斑为0

【技术实现步骤摘要】
一种透镜耦合准直系统及方法


[0001]本专利技术属于光纤通信
，具体涉及一种透镜耦合准直系统及方法。

技术介绍

[0002]在光器件的封装中，常常需要将发散的光束转换成一束平行准直的光束，以使得光束在器件内部获得更远的传播距离、更高的耦合效率、更低的合波损失。目前进行光束准直一般有两种办法：一种是使用具有渐变折射率的自聚焦准直透镜，另外一种是选用透镜进行耦合准直。然而这两种准直方法在现在的使用中都存在一些不足之处，自聚焦准直透镜存在通用性差的问题，针对不同结构、不同波长需要选择对应的型号，而采用透镜耦合准直的方法中，激光在准直之后，光束的发散角测量难度较高，操作复杂，光束的传输角度测量缺乏参考目标，测试精度差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种透镜耦合准直方法，至少可以解决现有技术中存在的部分缺陷。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种透镜耦合准直方法，包括如下步骤：1)将入射光纤通过光纤夹具固定，采用耦合角度校准单元对入射光纤的出射光路角度进行校准；2)在步骤1)经过校准的入射光纤的出射光路上依次设置分光玻璃片和光斑采集模块；3)将待耦合的透镜放置于入射光纤与分光玻璃片之间的光路上；4)光源一发出两个波长的等能量的光束，依次经过入射光纤、待耦合的透镜和分光玻璃片，经过分光玻璃片后，光束分为两路等同的光束，经光斑采集模块采用两路光束形成两个光斑；5)调节待耦合透镜的位置，使得两个光斑的大小一致且最小，同时使两个光斑的连线水平且两个光斑中心的距离达到设计目标值，固定待耦合透镜与入射光纤相对位置即可。
[0005]进一步的，所述步骤1)中耦合角度校准单元包括光环形器、光源、光功率计和校准玻璃片；入射光纤的出射光路角度校准过程如下：a、将入射光纤的输入端通过光环形器分别与光源二和光功率计连接，校准玻璃片通过角度可调夹具固定安装于入射光纤的出射光路上，其中校准玻璃片上设有高反射膜；b、光源二发出光，光经过环形器入射到入射光纤，从入射光纤的出光面出射，光到达校准玻璃片表面后，被高反膜反射，部分光功率返回到入射光纤中，并经过环形器进入到光功率计，显示能量读数；c、通过角度可调夹具调节校准玻璃片的摆放角度，使得光功率计显示能量达到最
大，此时入射光纤的出射光路调整至最佳角度，再将分光玻璃片替换角度可调夹具上的校准玻璃片即可。
[0006]进一步的，所述分光玻璃片的入射面与侧面呈θ角度，且0
°
＜θ＜90
°
；所述分光玻璃片的出射端部分设有带通滤波片，且该带通滤波片位于分光玻璃片的入射光路上。
[0007]进一步的，所述光斑采集模块为光束质量分析仪。
[0008]进一步的，所述步骤5)中待耦合透镜与入射光纤通过胶粘或激光焊接方式固定。
[0009]另外，本专利技术还提供了一种透镜耦合准直系统，适用于上述的透镜耦合准直方法，包括光源一、入射光纤、待耦合透镜、分光玻璃片和光斑采集模块，所述入射光纤通过光纤夹具固定，所述分光玻璃片通过角度可调夹具固定，所述光源一位于入射光纤的入射端，所述分光玻璃片位于入射光纤的出射光路上，所述待耦合透镜通过透镜位置调节装置移动布置于入射光纤与分光玻璃片之间的光路上，所述光斑采集模块位于分光玻璃片的出射端，用于采集经分光玻璃片分光后的光斑。
[0010]进一步的，所述透镜位置调节装置为透镜夹爪。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：(1)本专利技术提供的这种透镜耦合准直方法通过设计角度校准和透镜耦合两个过程，使得整个系统的准直角度可以控制在0.3
°
以内；并且在透镜准直耦合时，不需要前后移动光斑采集模块，就可以同时监测光束在不同传播距离时的光斑大小，以确定光斑是否达到了最佳准直状态，同时通过监控两个光斑之间的距离，可以确定光斑为0
°
出射，不止简化了耦合的过程，还使光斑的出射角度有了明确的监控指标，提高了光束传输角度测量精度。
[0012](2)通过本专利技术提供的这种透镜耦合准直方法获得的准直光束，可以非常简便地对准直后的发散角进行监控，且可以精确的获得光束准直传播的角度，而且在使用中可以获得非常稳定的传播路径，对之后光束的耦合和合波都有非常显著的改善。
[0013]以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0014]图1是本专利技术中耦合角度校准过程示意图；图2是本专利技术中待耦合透镜准直耦合过程示意图；图3是本专利技术中分光玻璃片侧面结构示意图。
[0015]附图标记说明：1、光源二；2、光环形器；3、入射光纤；4、校准玻璃片；5、角度可调夹具；6、光纤夹具；7、光功率计；8、光源一；9、透镜位置调节装置；10、待耦合透镜；11、分光玻璃片；12、光斑采集模块；13、带通滤波片。
具体实施方式
[0016]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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0017]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的
方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0018]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是抵触连接或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0019]如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种透镜耦合准直系统，适用于上述的透镜耦合准直方法，包括光源一8、入射光纤3、待耦合透镜10、分光玻璃片11和光斑采集模块12，所述入射光纤3通过光纤夹具6固定，所述分光玻璃片11通过角度可调夹具5固定，所述光源一8位于入射光纤3的入射端，所述分光玻璃片11位于入射光纤3的出射光路上，所述待耦合透镜10通过透镜位置调节装置9移动布置于入射光纤3与分光玻璃片11之间的光路上，所述光斑采集模块12位于分光玻璃片11的出射端，用于采集经分光玻璃片11分光后的光斑。
[0020]采用上述透镜耦合准直系统进行透镜耦合准直方法，具体包括耦合角度校准过程和透镜准直耦合过程，其中，耦合角度校准过程用于调节确定入射光纤3与分光玻璃片11的相对位置，以校准入射光纤3的出射光入射到分光玻璃片的光路角度；透镜准直耦合过程用于通过光斑采集模块12上光斑的形态调节确定待耦合透镜10与入射光纤3的相对位置。
[0021]耦合角度校准过程是将入射光纤3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种透镜耦合准直方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将入射光纤通过光纤夹具固定，采用耦合角度校准单元对入射光纤的出射光路角度进行校准；2)在步骤1)经过校准的入射光纤的出射光路上依次设置分光玻璃片和光斑采集模块；3)将待耦合的透镜放置于入射光纤与分光玻璃片之间的光路上；4)光源一发出两个波长的等能量的光束，依次经过入射光纤、待耦合的透镜和分光玻璃片，经过分光玻璃片后，光束分为两路等同的光束，经光斑采集模块采用两路光束形成两个光斑；5)调节待耦合透镜的位置，使得两个光斑的大小一致且最小，同时使两个光斑的连线水平且两个光斑中心的距离达到设计目标值，固定待耦合透镜与入射光纤相对位置即可。2.如权利要求1所述的透镜耦合准直方法，其特征在于：所述步骤1)中耦合角度校准单元包括光环形器、光源、光功率计和校准玻璃片；入射光纤的出射光路角度校准过程如下：a、将入射光纤的输入端通过光环形器分别与光源二和光功率计连接，校准玻璃片通过角度可调夹具固定安装于入射光纤的出射光路上，其中校准玻璃片上设有高反射膜；b、光源而发出光，光经过环形器入射到入射光纤，从入射光纤的出光面出射，光到达校准玻璃片表面后，被高反膜反射，部分光功率返回到入射光纤中，并经过环形器进入到光功率计，显示能量读数；c、通过角度可调夹具调节校准玻璃片...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓天明，李林科，吴天书，杨现文，张健，
申请(专利权)人：武汉联特科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：