一种斜楔形柱面透镜光纤制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于与９８０ｎｍ半导体激光器相耦合的斜楔形柱面透镜光纤。它是将光纤的端头磨成斜楔形，斜楔的顶部烧制成球面透镜，斜楔的倾斜角度θ为６～１０°，最佳为８°。该光纤结构能使激光器与光纤的相位和模场半径相匹配，很好地结合了楔形光纤耦合效率高的特性，其耦合效率高达８０％，同时，这种光纤结构能有效将反射光以与光纤轴线成一定角度的方向射出，很好的保护了ＰＵＭＰ激光器，延长激光器的使用寿命。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种楔形柱面透镜光纤，特别是一种用于与980纳米半导 体激光器耦合的斜楔形柱面透镜光纤。
技术介绍
半导体激光器(LD)由于其物理结构的特殊性，发出的激光光束是一种椭 圆的高斯光束。高斯光束球面波阵面的曲率中心并不在圆心，而是随传播距离Z 的变化而不断变化，光强属于高斯分布，同时，高斯光束在纵向方向发散程度 不一样，平行于X轴方向，发散速度比较缓慢，而在垂直于Y轴方向，光束发散的速度非常快。光纤耦合技术是影响光纤系统的关键技术，光纤微透镜则是光纤耦合的关 键部件。半导体激光器与单模光纤的耦合实质上是模场的匹配问题。半导体激 光器发出的光耦合进入光纤中的光越多，光纤通信传输的距离就越远，中继距 离就越远。因此提高激光器与光纤的耦合效率是增加中继距离的一个非常重要 的手段。由于激光器在垂直与截平面方向有较大的发散光束角，所以，简单的 套筒式耦合无法获得较高的耦合效率，为了减小两者间的耦合损耗，激光器的 模场半径应与光纤的模场半径相互匹配，这可以通过在两者之间使用透镜来实 现。迄今为止，已有用多种不同形状的透镜进行模式匹配的方法，如柱状，半 球，四角锥形半椭圆，共焦透镜法及柱状与自聚焦透镜组合法等。对于楔形柱 状透镜光纤，相当于在平端光纤面上加了一个微透镜柱，起到一个传输因子的 作用。在XZ截面结构与锥形光纤结构一致，在YZ截面结构可与激光器模场半 径相匹配，不仅可以减少相位不匹配带来的耦合损失，而且减少了模场半径不 匹配带来的耦合损失，提高耦合效率。楔形柱面透镜光纤主要用于980nmPUMP激光器对光纤的耦合，针 对细长形光斑激光器具有可达70%以上的高耦合效率。但激光器发出的 光一部分在楔形光纤表面发生反射，反射回来的光沿原路直接打到激光器上， 容易造成激光器的损伤，影响激光器的使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种光耦合效率高、能抗反射、对PUMP激光 器有保护作用的斜楔形柱状透镜光纤。为了实现上述目的，本技术的技术方案是将激光光纤与激光器耦合 的端面磨制成斜楔形，斜楔形的顶部烧制或磨制成球面透镜。斜楔形透镜光纤的端面与光纤垂直面的夹角0为6~10°，最佳为8°，球面透镜的曲率半径R为 4.0-7.5微米，楔面的夹角为50-100°。此外，为避免光纤末端与激光器的碰触，方便设备配套安装，将斜楔打磨 出一让位小倒角，该让位小倒角的平面与光纤轴线的夹角为10-50°。该斜楔形柱状透镜光纤可以是单模光纤、单模保偏光纤的一种。本技术采用上述结构，激光器与光纤的相位和模场半径相匹配，很好 地结合了楔形光纤耦合效率高的特性，耦合效率高达80%，同时将反射出的光 以与光纤轴线成一定角度的方向射出，很好的保护了 PUMP激光器，延长了激 光器的使用寿命。附图说明图1是本技术的斜楔设计示意图图2是本技术的立体结构示意图图3是本技术与PUMP激光器的耦合示意图图4是现有技术楔形光纤与PUMP激光器的耦合示意图附图标记l一斜楔形柱面透镜光纤 2~"PUMP激光器 3—斜楔4一柱面透镜 5—让位小倒角 6—光纤端面7—光纤端面与光纤垂直面的夹角 8—小倒角与光纤轴线的夹角 9一楔形柱面透镜光纤具体实施方式实施例1如图l、图2所示，斜楔形柱状透镜光纤，它包括一根光纤l，光纤的一端 磨成斜楔形3，斜楔的倾斜角度，即光纤端面6与光纤垂直面的夹角7为8。，斜 楔形的顶部烧制成柱面透镜4，柱面透镜的曲率半径R为5微米，将斜楔顶部磨 制出一让位小倒角5，该让位小倒角5的平面与光纤轴线的夹角为30°。图3为本技术与PUMP激光器的耦合示意图，本技术设计的斜楔 形柱面透镜光纤，能使反射光以与光纤轴线成一定角度的偏离方向射出，避免 了图4中现有技术楔形光纤与激光器耦合时反射光沿原路返回，而对激光器造 成损伤，延长了激光器的使用寿命。柱面透镜4的接收角大，可多吸收光，有 利于将光耦合进来，提高了耦合效率。权利要求1、一种楔形柱面透镜光纤，其与激光器耦合的端部制成楔形，楔形端部制成柱面透镜，其特征在于所述的楔形透镜光纤的端面与光纤的垂直面呈夹角，即该光纤为斜楔形柱面透镜光纤。2、 如权利要求1所述的楔形柱面透镜光纤，其特征在于所述的斜楔形透镜 光纤的端面与光纤垂直面的夹角角度为6-10°。3、 如权利要求1所述的楔形柱面透镜光纤，其特征在于所述斜楔的楔面夹 角为50-100。。4、 如权利要求1所述的楔形柱面透镜光纤，其特征在于所述的楔面的一角 制成让位小倒角，该让位小倒角平面与光纤轴线的夹角为10-50°。5、 如权利要求1所述的楔形柱面透镜光纤，其特征在于所述柱面透镜的曲率半径R为4.0-7.5微米。6、 如权利要求1所述的楔形柱面透镜光纤，其特征在于所述光纤可以是单模光纤、单模保偏光纤。专利摘要本技术公开了一种用于与980nm半导体激光器相耦合的斜楔形柱面透镜光纤。它是将光纤的端头磨成斜楔形，斜楔的顶部烧制成球面透镜，斜楔的倾斜角度θ为6～10°，最佳为8°。该光纤结构能使激光器与光纤的相位和模场半径相匹配，很好地结合了楔形光纤耦合效率高的特性，其耦合效率高达80％，同时，这种光纤结构能有效将反射光以与光纤轴线成一定角度的方向射出，很好的保护了PUMP激光器，延长激光器的使用寿命。文档编号G02B6/42GK201408275SQ20082023059公开日2010年2月17日 申请日期2008年12月25日 优先权日2008年12月25日专利技术者培 关 申请人:武汉楚星光纤应用技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种楔形柱面透镜光纤，其与激光器耦合的端部制成楔形，楔形端部制成柱面透镜，其特征在于：所述的楔形透镜光纤的端面与光纤的垂直面呈夹角，即该光纤为斜楔形柱面透镜光纤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：关培，
申请(专利权)人：武汉楚星光纤应用技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：83[]