光纤耦合系统技术方案

本申请提供一种光纤耦合系统，包括：激光光源，耦合装置，以及光纤，耦合装置包括：第一柱面镜、第二柱面镜以及聚焦透镜，激光光源发出的激光光线依次经过第一柱面镜以及第二柱面镜后进入聚焦透镜。通过设置激光光源、耦合装置以及光纤，使用耦合装置的第一柱面镜、第二柱面镜以及聚焦透镜引导光路，激光光源发出的激光光线依次经过第一柱面镜、第二柱面镜以及聚焦透镜，第一柱面镜和第二柱面镜用于对激光光线在快轴方向进行压缩，在慢轴方向进行中继，使得激光光线在快慢轴两个方向上的光束焦点重合，光线传播过程中没有拓展量稀释，使得进入光纤的光学拓展量最小，获得较高的耦合效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
光纤耦合系统


[0001]本申请涉及投影设备
，具体而言，涉及一种光纤耦合系统。

技术介绍

[0002]在激光投影光机中，现有技术会利用光纤对激光进行传播和整形，激光投影中常用微通道板(MicrochannelPlate，以下简称MCP)激光器来减小投影光机的体积和成本，然而激光器快慢轴方向上的角分布或面分布通常有较大差异，使用旋转对称光学系统耦合光纤时，快慢轴方向无法同时获得可以耦合进光纤的光斑。
[0003]现有技术通常对快慢轴分别进行耦合，但是这种方式在快慢轴方向上的焦点不重合，为获得重合的焦点，两个柱面镜需要间隔较远距离，慢轴方向因发散角大，会产生严重的拓展量稀释，从而无法在光纤入口获得较小光斑。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提出了一种光纤耦合系统，以解决上述技术问题。
[0005]本申请实施例通过以下技术方案来实现上述目的。
[0006]本申请实施例提供一种光纤耦合系统，包括：激光光源，耦合装置，以及光纤，所述耦合装置包括：第一柱面镜、第二柱面镜以及聚焦透镜，所述激光光源发出的激光光线依次经过所述第一柱面镜以及所述第二柱面镜后进入所述聚焦透镜，所述聚焦透镜用于将激光光线耦入至所述光纤中；所述第一柱面镜和所述第二柱面镜用于对所述激光光线在快轴方向进行压缩，在慢轴方向进行中继，使得所述激光光线在快慢轴两个方向上的光束焦点重合。
[0007]在一种实施方式中，所述第一柱面镜包括第一子透镜和第二子透镜，所述第二柱面镜包括第三子透镜和第四子透镜，所述第一子透镜和所述第四子透镜用于对所述激光光线在快轴方向进行压缩，所述第二子透镜和所述第三子透镜用于对所述激光光线在慢轴方向进行中继，所述第一子透镜和所述第三子透镜的入光面为柱面，所述第一柱面镜与所述第二柱面镜的轴向相互垂直。
[0008]在一种实施方式中，所述第一子透镜为正透镜，所述第四子透镜为负透镜。
[0009]在一种实施方式中，所述第一子透镜的焦距为f1，所述第四子透镜的焦距为f2，所述第一子透镜和所述第四子透镜之间的距离为L，所述聚焦透镜的焦距为f3，压缩后的光斑经所述聚焦透镜会聚，所述光纤的口径为d，工作角度为NA，所述第一子透镜和第四子透镜满足如下关系：
[0010][0011][0012]L＝f1‑
f2[0013]其中，x为快轴方向的光斑尺寸，a为快轴方向光斑的发散角。
[0014]在一种实施方式中，所述第二子透镜与所述第三子透镜组成4f系统。
[0015]在一种实施方式中，所述第二子透镜的焦距为f4，所述第三子透镜的焦距为f5，所述光纤的口径为d，工作角度为NA，所述第二子透镜和第三子透镜满足如下关系：
[0016][0017][0018]其中，y为慢轴方向的光斑尺寸，b为慢轴方向光斑的发散角。
[0019]在一种实施方式中，所述第一子透镜和第二子透镜为一体式透镜结构，和/或，所述第三子透镜和第四子透镜为一体式透镜结构。
[0020]在一种实施方式中，所述第一子透镜和第二子透镜为分体式透镜结构，和/或，所述第三子透镜和第四子透镜为分体式透镜结构。
[0021]在一种实施方式中，所述第二子透镜和/或所述第三子透镜中的部分面型为平面。
[0022]在一种实施方式中，所述第一子透镜和/或所述第四子透镜中的部分面型为平面。
[0023]本申请实施例提供的光纤耦合系统通过设置激光光源、耦合装置以及光纤，使用耦合装置的第一柱面镜、第二柱面镜以及聚焦透镜引导光路，激光光源发出的激光光线依次经过第一柱面镜、第二柱面镜以及聚焦透镜，第一柱面镜和第二柱面镜用于对激光光线在快轴方向进行压缩，在慢轴方向进行中继，使得激光光线在快慢轴两个方向上的光束焦点重合，光线传播过程中没有拓展量稀释，使得进入光纤的光学拓展量最小，获得较高的耦合效率。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为激光光线在快轴方向上以及慢轴方向上的激光光斑的面分布以及角分布的示意图。
[0026]图2为本申请提供的一种实施例中的光纤耦合系统的结构示意图。
[0027]图3为本申请提供的另一种实施例中的光纤耦合系统的结构示意图。
[0028]图4为图2中的慢轴方向上的光路示意图。
[0029]图5为图2中的快轴方向上的光路示意图。
[0030]图6为本申请提供的又一种实施例中的光纤耦合系统的结构示意图。
[0031]图7为图6中的慢轴方向上的光路示意图。
[0032]图8为图7中的快轴方向上的光路示意图。
[0033]附图标记：光纤耦合系统1、耦合装置10、第一柱面镜110、第一子透镜111、第二子
透镜112、第二柱面镜120、第三子透镜121、第四子透镜122、聚焦透镜130、光纤20。
具体实施方式
[0034]下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0035]为了使本
的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
[0036]请参照图1，图1中的(a)示出了激光光线的角分布示意图，图1中的(b)示出了激光光线的面分布示意图，图中的竖直方向代表慢轴方向，水平方向代表快轴方向，a2表示快轴方向的发散角，b2表示慢轴方向的发散角，x2表示快轴方向的光斑尺寸，y2表示慢轴方向的光斑尺寸。激光光线在快慢轴方向上的角分布以及面分布通常有较大差异，使用旋转对称光学系统耦合光纤时，快慢轴方向无法同时获得可以耦合进光纤的光斑，现有技术通常对快慢轴分别进行耦合，但是这种方式在快慢轴方向上的焦点不重合，为获得重合的焦点，两个柱面镜需要间隔较远距离，慢轴方向因发散角大，会产生严重的拓展量稀释，从而无法在光纤入口获得较小光斑。
[0037]请参阅图2，本申请提供一种光纤耦合系统1，包括：激光光源(图未示)，耦合装置10，以及光纤20。
[0038]激光光源用于发出激光光线，在本实施例中，激光光源可以使用氩离子激光器、半导体激光器或氦氖激光器等，在此不做限制。
[0039]所述耦合装置10包括：第一柱面镜110、第二柱面镜120以及聚焦透镜130。所述激光光源发出的激光光线依次经过所述第一柱面镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤耦合系统，其特征在于，包括：激光光源，耦合装置，以及光纤，所述耦合装置包括：第一柱面镜、第二柱面镜以及聚焦透镜，所述激光光源发出的激光光线依次经过所述第一柱面镜以及所述第二柱面镜后进入所述聚焦透镜，所述聚焦透镜用于将激光光线耦入至所述光纤中；所述第一柱面镜和所述第二柱面镜用于对所述激光光线在快轴方向进行压缩，在慢轴方向进行中继，使得所述激光光线在快慢轴两个方向上的光束焦点重合。2.如权利要求1所述的光纤耦合系统，其特征在于，所述第一柱面镜包括第一子透镜和第二子透镜，所述第二柱面镜包括第三子透镜和第四子透镜，所述第一子透镜和所述第四子透镜用于对所述激光光线在快轴方向进行压缩，所述第二子透镜和所述第三子透镜用于对所述激光光线在慢轴方向进行中继，所述第一子透镜和所述第三子透镜的入光面为柱面，所述第一柱面镜与所述第二柱面镜的轴向相互垂直。3.如权利要求2所述的光纤耦合系统，其特征在于，所述第一子透镜为正透镜，所述第四子透镜为负透镜。4.如权利要求3所述的光纤耦合系统，其特征在于，所述第一子透镜的焦距为f1，所述第四子透镜的焦距为f2，所述第一子透镜和所述第四子透镜之间的距离为L，所述聚焦透镜的焦距为f3，压缩后的光斑经所述聚焦透镜会聚，所述光纤的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝春艳，孟硕磊，郭祖强，刘宪，李屹，
申请(专利权)人：深圳光峰科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：