[實用新型]雙曲率透鏡光纖

有效

• 申請號: 201220107836.8
• 申請日: 2012-03-21
• 公開（公告）號: CN202693842U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 關培
• 申請（專利權）人: 武漢楚星光纖應用技術有限公司
• 主分類號: G02B6/25
• 分類號: G02B6/25;G02B6/42
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 程殿軍

技術領域

?本實用新型涉及一種雙曲率透鏡光纖，特別是指一種用于與980納米半導體激光器耦合的雙曲率透鏡光纖。

背景技術

半導體激光器（LD）由于其物理結構的特殊性，發出的激光光束是一種橢圓的高斯光束。高斯光束球面波陣面的曲率中心并不在圓心，而是隨傳播距離Z的變化而不斷變化，光強屬于高斯分布，同時，高斯光束在縱向方向發散程度不一樣，平行于X軸方向，發散速度比較緩慢，而在平行于Y軸方向，光束發散的速度非?？臁?/p>

光纖耦合技術是影響光纖系統的關鍵技術，光纖微透鏡則是光纖耦合的關鍵部件。半導體激光器與單模光纖的耦合實質上是模場的匹配問題。半導體激光器發出的光耦合進入光纖中的光越多，光纖通信傳輸的距離就越遠，中繼距離就越遠。因此提高激光器與光纖的耦合效率是增加中繼距離的一個非常重要的手段。由于激光器在垂直與截平面方向有較大的發散光束角，所以，簡單的套筒式耦合無法獲得較高的耦合效率，為了減小兩者間的耦合損耗，激光器的模場半徑應與光纖的模場半徑相互匹配，這可以通過在兩者之間使用透鏡來實現。迄今為止，已有用多種不同形狀的透鏡進行模式匹配的方法，如柱狀，半球，四角錐形半橢圓，共焦透鏡法及柱狀與自聚焦透鏡組合法等。對于楔形柱狀透鏡光纖，相當于在平端光纖面上加了一個微透鏡柱，起到一個傳輸因子的作用。在XZ截面結構與錐形光纖結構一致，通過調整曲率半徑與激光器模場半徑相匹配，不僅可以減少相位不匹配帶來的耦合損失，而且減少了模場半徑不匹配帶來的耦合損失，提高耦合效率，YZ截面則維持光纖材料原有模場半徑。

如圖1所示，目前楔形柱狀透鏡光纖6主要用于980nmPUMP（泵浦）激光器5對光纖的耦合，針對細長形光斑激光器具有可達70%以上的耦合效率。激光器發出的光一部分在楔形光纖表面發生反射，反射回來的光沿原路直接打到激光器上，容易造成激光器的損傷，影響激光器的使用壽命。

而且70%耦合效率往往無法滿足高功率PUMP激光器耦合要求，這就對透鏡光纖YZ截面相對激光器模場的匹配提出了新的要求；同時隨著功率的提升從透鏡表面反射回來的激光對激光器使用壽命的影響也加大，透鏡表面的發射也成為了急需解決的問題。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種能提高耦合效率并降低對激光器使用壽命影響的雙曲率透鏡光纖。

為達到上述目的，本實用新型提供一種雙曲率透鏡光纖，其與半導體激光器進行耦合，所述雙曲率透鏡光纖的一端形成有四棱錐結構，該四棱錐結構具有四個端面，每兩個相鄰的端面之間形成有棱條，該四棱錐結構的頂端形成有雙曲率透鏡。

所述棱條及四個端面向光纖相對于所述雙曲率透鏡的另一端方向斜向外延伸，其中相鄰的兩個端面相對于該兩個端面之間的棱條對稱，且該兩個端面的面積均大于另外兩個端面的面積。

所述雙曲率透鏡的球心至所述雙曲率透鏡的頂點的連線與光纖軸線呈一夾角。

所述雙曲率透鏡光纖具有包層，所述雙曲率透鏡光纖遠離所述雙曲率透鏡的一端的包層外涂有涂覆層，該涂覆層靠近所述雙曲率透鏡的一端與該雙曲率透鏡之間間隔有距離。

利用本實用新型的雙曲率透鏡光纖可使耦合效率達到高于85%，且將反射出的光以與光纖軸線成一定角度的方向射出，很好的保護了PUMP激光器，延長了激光器的使用壽命，又避免采用鍍膜方案而帶來的良率不高及工藝不穩定，成本高的問題。

附圖說明

圖1為現有技術楔形光纖與PUMP激光器的耦合示意圖；

圖2為本實用新型雙曲率透鏡光纖立體示意圖；

圖3為本實用新型雙曲率透鏡光纖側面示意圖；

圖4為圖3轉過90度的示意圖；

圖5為本實用新型雙曲率透鏡光纖與PUMP激光器的耦合示意圖。

具體實施方式

為便于對本實用新型的結構及達到的效果有進一步的了解，現結合附圖并舉較佳實施例詳細說明如下。