[實(shí)用新型]一種光纖耦合結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220327130.2
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN202815264U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳龍飛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京大族天成半導(dǎo)體技術(shù)有限公司
• 主分類號: G02B6/32
• 分類號: G02B6/32;G02B6/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型為一種將激光耦合入光纖的裝置，屬于激光應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在需要將激光，特別是半導(dǎo)體激光耦合到光纖的場合，通常有兩種耦合方式。一種是直接耦合，將半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光直接照射到光纖端面，光纖端面經(jīng)過處理，形成球狀或楔狀的透鏡，以增加耦合效率；另一種方式是利用柱面透鏡分別對半導(dǎo)體激光器的光束在快軸和慢軸方向進(jìn)行準(zhǔn)直后，再用一個(gè)耦合透鏡將準(zhǔn)直光聚焦到光纖端面上。第二種耦合方式雖然結(jié)構(gòu)上更復(fù)雜，但是可以獲得更高的耦合效率和更強(qiáng)的適應(yīng)性。

半導(dǎo)體激光器的光纖耦合通常是一個(gè)精密調(diào)節(jié)的過程，其中光學(xué)元件、光纖經(jīng)常會需要微米級的位置調(diào)整。在第二種耦合方式中，所有光學(xué)元件的調(diào)節(jié)，尤其是光纖和耦合透鏡的調(diào)節(jié)都需要極高的精度，通常是三維平動(dòng)加上二維轉(zhuǎn)動(dòng)精密調(diào)節(jié)，如果各個(gè)元件分立并且各自獨(dú)立調(diào)節(jié)，難度和復(fù)雜程度都很高。為了減少調(diào)節(jié)的復(fù)雜性和難度，200820180757.3號專利提供了一種結(jié)構(gòu)，將耦合透鏡和光纖通過高精度的加工件(一個(gè)套筒)連接在一起，作為一個(gè)整體進(jìn)行調(diào)節(jié)后固定，減少了調(diào)節(jié)維度，簡化了調(diào)節(jié)難度。但該專利結(jié)構(gòu)限制了所使用透鏡直徑不能大于光纖插針直徑。在實(shí)際應(yīng)用中，對于直徑大于光纖插針直徑的光束，所需透鏡的直徑必然要大于光纖插針的直徑，這種方法便無能為力了。

發(fā)明內(nèi)容

為了實(shí)現(xiàn)不同直徑的透鏡均可簡單可靠地和光纖同軸安裝的目的，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了由一根光纖插針(1)、一個(gè)透鏡(2)、一個(gè)透鏡座(3)、一個(gè)套筒(4)和一個(gè)限位環(huán)(5)構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，其組成見圖1所示。

帶光纖的光纖連接器的插針(1)(簡稱為“光纖插針”或“插針”)，插入一個(gè)其內(nèi)徑與插針外徑密配合的套筒(4)中。

透鏡座(3)為中間有聯(lián)通孔的加工件，在其一側(cè)的圓孔的內(nèi)徑和透鏡(2)的外徑為密配合，透鏡(5)安裝在孔內(nèi)，另一側(cè)外表面為圓柱形，透鏡(5)與圓柱同軸，圓柱外徑與插針(1)外徑相同，也就是說和套筒(4)的內(nèi)徑為密配合。如圖2所示。

將透鏡座(3)一側(cè)的圓柱插入套筒(4)，調(diào)節(jié)其與光纖插針(1)端面的距離，使光纖插針(1)端面位于透鏡的焦平面上(見圖3)。也可以加工一個(gè)合適長度的限位環(huán)(5)放在套筒中插針(1)和透鏡座(3)之間(圖4)，環(huán)的長度可以正好使光纖插針端面位于透鏡的焦平面上，更方便安裝定位。環(huán)的內(nèi)徑足夠大，使經(jīng)過透鏡聚焦的光可以不受阻礙地照射到光纖插針端面的光纖上。

插針(1)可以是FC型、SMA905型、LC型等標(biāo)準(zhǔn)連接器的插針，利用常規(guī)的光纖連接頭制作工藝將光纖(6)插入插針并研磨、拋光、鍍表面增透膜。

透鏡(2)可以是自聚焦透鏡、球面或非球面透鏡。

套筒(4)可以是圓柱形，也可以是截面呈“C”型的開口套筒(如圖1所示)?？梢愿鶕?jù)不同連接器的插針形式制作不同內(nèi)徑的套筒，也可以利用光纖通信所用的標(biāo)準(zhǔn)件。光纖通信所用標(biāo)準(zhǔn)件由于非常成熟并且大量加工使用，其精度非常高，而且價(jià)格便宜。套筒材料為金屬或陶瓷。

這個(gè)由光纖插針、透鏡、透鏡座、套筒安裝成的組件，能夠保證透鏡和光纖的高精度同軸。將整形、準(zhǔn)直后的半導(dǎo)體激光的光束調(diào)節(jié)到與組件的光軸同軸，則可以將光束高效率地聚焦耦合到光纖中。在耦合調(diào)整時(shí)，這個(gè)組件可以作為一個(gè)整體通過一個(gè)五維調(diào)節(jié)架進(jìn)行調(diào)節(jié)并固定，十分方便簡潔。對不同直徑的透鏡，只要加工不同內(nèi)孔直徑的透鏡座即可。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)爆炸圖。

圖2為透鏡座和透鏡的側(cè)視圖。

圖3為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的一種實(shí)現(xiàn)方案的側(cè)視圖。

圖4為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的一種實(shí)現(xiàn)方案的側(cè)視圖，結(jié)構(gòu)中采用了限位環(huán)。

編號說明：1.光纖插針，2.透鏡，3.透鏡座，4.套筒，5.限位環(huán)，6.光纖。

具體實(shí)施方式

在圖3所示的例子中，采用了在光纖通信行業(yè)廣泛使用的FC型光纖連接器的插針，這種插針的外徑為2.5mm，精度優(yōu)于1μm。光纖芯徑為105μm，包層直徑125μm，數(shù)值孔徑0.15。套筒(4)采用標(biāo)準(zhǔn)FC型光纖適配器所用磷青銅套筒或者氧化鋯陶瓷套筒，這兩種套筒均為截面為C型的開口套筒，精度非常高。光纖插針插入套筒一端。