一种光纤准直器制造技术

本发明专利技术提出了一种光纤准直器，包括相互对接的光纤和石英透镜，其中光纤的表面设有涂覆层，还设有无涂覆层的对接端；石英透镜设有一输入端和一输出端，输入端与光纤的对接端平整熔接为一体，输出端则为一聚焦透镜，通过对聚焦透镜曲率半径的调整，从而实现对光纤准直器各参数的调整。本发明专利技术制作方法简单，结构紧凑，可以适用于大功率的激光输出。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了一种光纤准直器，包括相互对接的光纤和石英透镜，其中光纤的表面设有涂覆层，还设有无涂覆层的对接端；石英透镜设有一输入端和一输出端，输入端与光纤的对接端平整熔接为一体，输出端则为一聚焦透镜，通过对聚焦透镜曲率半径的调整，从而实现对光纤准直器各参数的调整。本专利技术制作方法简单，结构紧凑，可以适用于大功率的激光输出。【专利说明】一种光纤准直器
本专利技术涉及一种光纤准直器，尤其涉及一种应用于高功率光纤激光器的光纤准直器。
技术介绍
光纤准直器是光无源器件中的一个重要的组件，在光通信系统中有着非常普遍的应用，同时也是制作其他多种微型光无源器件的基础，如起偏振器、隔离器、分光器、滤波器、光开关及波分复用器等。目前采用的光纤准直器结构是将光纤置于透镜(常见的透镜有GRIN Iens和C-1ens)的焦平面上，通过空间耦合的方式，实现将光纤端面出射的发散光束变换为平行光束，或者将平行光束会聚焦耦合到光纤中。常用的光纤准直器结构如图1所示，图中101为光纤，102为光纤101与光纤毛细管构成的光纤头，103为光学准直透镜，104为固定光纤头102和准直透镜103的套管，105为光纤头和准直透镜之间的空气隙，106为固定光纤的环氧树脂胶，通过调整光纤头的位置，使其置于光学准直透镜103的焦点处，即可制得光纤准直器。由于采用空间耦合的结构，光纤和透镜间存在空气间隙，因此对制作工艺的要求比较高。在制作过程中容易产生光纤端面和透镜焦平面对不准，以及光纤轴与透镜光轴失配的现象，从而影响准直器的输出耦合效率和光束质量。另外，在激光输出时，特别是大功率激光输出，光纤输出端面往往由于点功率密度过高而产生损伤和形变，限制了这种结构的准直器在激光器，特别是大功率激光器中的应用。因此，开发出一种制作简单、结构紧凑、耦合效率高、可承受大功率激光传输的光纤准直器对于光通信系统性能的提升、大功率光纤激光器的发展至关重要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提供一种制作简单，不仅能够应用于低功率的激光输出，也能应用于大功率激光输出，耦合效率高的新型的光纤准直器。本专利技术所提出的光纤准直器，包括光纤和透镜。其中，光纤的表面设有涂覆层，其一端为无涂覆层的对接端；透镜可以采用石英透镜，该石英透镜呈圆柱状体，且圆柱直径大于光纤直径，透镜一端为输入端，另一端为输出端，所述输入端与光纤的对接端熔接为一整体，且光纤的纤芯与透镜中心在同一轴线上，所述输出端为聚焦透镜。所述石英透镜的表面可以镀一层低反射率膜也可以不镀膜。其输出端的端面需要抛磨平整，该端面可以是锥形面，也可以是平面。所述输出端的聚焦透镜可以是球面透镜，也可以是非球面透镜。所述石英透镜的直径、球面透镜或非球面的曲率半径和长度可以根据实际需求设定。所述石英透镜。其输入端的端面需要抛磨平整，该端面可以是锥形面，也可以是平面。所述输出端的聚焦透镜可以是球面透镜，也可以是非球面透镜，表面可以镀一层增透膜也可以不镀膜。所述石英透镜的直径、球面透镜或非球面的曲率半径和长度可以根据实际需求设定。所述光纤与石英透镜的熔接可以采用高温焊接方式，如激光焊接，也可以采用电弧放电方式熔接。与现有技术相比，本专利技术大大降低了制作工艺的难度，使得光纤准直器的制作工艺简单易行，并且结构紧凑，通过石英透镜和光纤直接熔接的方式，光纤输出端面和透镜之间不存在空气间隙，当传输大功率激光时，光纤端面输出的光束可以直接经过石英透镜扩束，降低了光束的点功率密度，光纤端面与透镜端面不容易产生形变和损伤，保护了光纤与透镜的端面，因此使得光纤准直器不仅仅可以适用于低功率的光纤激光器输出，还可以适用于大功率光纤激光器输出，应用范围广泛。【专利附图】【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的说明，其中: 图1为现有光纤准直器的结构示意图； 图2为本专利技术光纤准直器的结构示意图； 图3为图2的A-A剖视图。【具体实施方式】如图2、图3所示，本专利技术一实施例所提出的光纤准直器，包括位于左侧的输出光纤301和位于右侧的透镜201。本实施例中，输出光纤301采用了双包层光纤，由内而外依次包括纤芯304、包层303、涂覆层302。透镜201采用圆柱形的石英透镜，其一端为输入端，另一端为输出端，且石英透镜的直径大于光纤的直径，石英透镜具体直径大小可以根据需要输出的光斑直径来选择。输入端的端面可以为锥形面，还可以为平面，输出端202可以为球面透镜或非球面透镜，石英透镜的表面可以镀一层低反射率膜，低反射率膜的反射率小于0.3%,镀低反射率膜可以提高光的传输效率，使准直器的光传输效率更高，从而达到的效果更好。对接时，由于涂覆层采用聚合物材料制成，承受不了熔接的高温，因此输出光纤的一端需要剥去涂覆层302，形成无涂覆层的对接端305，并且对接端305的端面要切割平整，便于熔接。相对应的，石英透镜201的输入端也抛磨平整，然后与光纤的对接端直接熔接成一个整体，并且熔接后的整体中光纤纤芯304和石英透镜201中心是对准的，这样光纤输出的高斯光束才能经过石英透镜的变换，对石英透镜输出的光束进行准直。石英透镜的输入端可以是由透镜截面形成的一个光滑平面，但是对于不同的准直器，石英透镜的直径可能会很大，使得纤芯与石英透镜的中心很难对准，制作难度很高，因此，石英透镜的输入端还可以做成一个锥形，减少熔接平面的直径，大大降低制作的难度。在上述对接过程中，将输出光纤与透镜中心对齐地熔接为一个整体，这是本专利技术的一个重点，这样光纤和空气没有直接分界面，不会因光功率太大而损坏光纤和透镜的端面，因此，可以应用在大功率激光输出中，并且，还提高了准直器的输出耦合效率和光束质量，有效地解决了现有技术中光纤与透镜对接时，不容易对准，且光纤周与透镜轴失配的缺点。在本实施例中，该双包层光纤的纤芯直径为25 um,包层直径为250 um,石英透镜的直径为4 mm，其总体长度为15mm。通过调整石英透镜输出端202的曲率半径，可以获得该光纤准直器的束腰光斑直径为0.7 mm，工作距离为150 mm，发散角为2.0 mrad。以上所述仅为本专利技术的实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。【权利要求】1.一种光纤准直器，其特征在于包括:一光纤，其表面设有涂覆层，其一端为无涂覆层的对接端； 一圆柱形透镜，其直径大于所述光纤，所述透镜的输入端与光纤的对接端熔接为一整体，且光纤的纤芯与透镜中心在同一轴线上，所述透镜的输出端为聚焦透镜。2.如权利要求1所述的光纤直准器，其特征在于:所述透镜为输入端的端面为锥形面或平面。3.如权利要求1所述的光纤直准器，其特征在于:所述透镜的输出端为球面透镜或非球面透镜。4.如权利要求1所述的光纤直准器，其特征在于:所述透镜表面镀有反射膜，反射膜的反射比率小于0.3%。5.如权利要求1所述的光纤直准器，其特征在于:所述光纤为双包层光纤，其纤芯直径为25um,包层直径为250um ;所述透镜为石英透镜,其直径为3mm,长度为15mm。【文档编号】G02B6/255GK103454730SQ201310442191【公开日】2013年12月18日 申请日期:201本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤准直器，其特征在于包括：一光纤，其表面设有涂覆层，其一端为无涂覆层的对接端；一圆柱形透镜，其直径大于所述光纤，所述透镜的输入端与光纤的对接端熔接为一整体，且光纤的纤芯与透镜中心在同一轴线上，所述透镜的输出端为聚焦透镜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林庆典，郑家容，叶铭森，董杰，
申请(专利权)人：深圳朗光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：