[發(fā)明專利]光纖準(zhǔn)直器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410126664.2
• 申請(qǐng)日: 2014-03-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103901546A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 辛國(guó)鋒;孫廣偉;皮浩洋;耿健新;封惠忠;蔡海文;瞿榮輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): G02B6/32
• 分類號(hào): G02B6/32;G02B6/255
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖，特別是一種光纖準(zhǔn)直器。

背景技術(shù)

光纖準(zhǔn)直器在傳感、激光焊接、激光熔覆、空間激光通信等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，目前多數(shù)光纖準(zhǔn)直器由光纖、插針、準(zhǔn)直透鏡和機(jī)械外套管構(gòu)成，光纖固定在插針上，而光纖插針和準(zhǔn)直透鏡一般采用膠固定在機(jī)械外套中，當(dāng)溫度變化或在力學(xué)環(huán)境下存在發(fā)散角變化、光束指向變化等缺點(diǎn)，從而直接影響其使用性，當(dāng)光纖準(zhǔn)直器使用在空間環(huán)境真空狀態(tài)時(shí)過(guò)多的膠會(huì)揮發(fā)，直接影響光纖準(zhǔn)直器的端面，增加損耗，在高功率時(shí)還會(huì)直接將準(zhǔn)直器燒毀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有光纖準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)在溫度穩(wěn)定性、力學(xué)穩(wěn)定性、長(zhǎng)期可靠性方面的不足，提供一種光纖準(zhǔn)直器，該光纖準(zhǔn)直器既適用于高功率光纖準(zhǔn)直器，又適用于小發(fā)散角的保偏光纖準(zhǔn)直器，并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝調(diào)操作方便、長(zhǎng)期可靠等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種光纖準(zhǔn)直器，特征在于其構(gòu)成包括同光軸的準(zhǔn)直透鏡、準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)件、光纖插芯固定件、光纖插芯、光纖插芯緊固件、光纖和尾部保護(hù)套，所述的準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)件內(nèi)部是相通的圓柱形，所述的準(zhǔn)直透鏡固定在所述準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)件一端的通孔內(nèi)；所述的光纖插芯插入所述光纖插芯固定件的通孔中，而光纖插芯的光纖一端插入到所述光纖插芯緊固件的通孔內(nèi)，用所述的光纖插芯緊固件壓緊光纖插芯，同時(shí)將所述光纖插芯固定件端面與所述光纖插芯緊固件外表面通過(guò)激光焊接進(jìn)行加固固定；再將所述的光纖插芯固定件插入所述準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)件另一端的通孔內(nèi)，通過(guò)激光焊接將所述準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)件端面與所述光纖插芯固定件進(jìn)行焊接固定；最后將尾部保護(hù)套固定在所述的光纖插芯緊固件上。

所述的準(zhǔn)直透鏡是非球面透鏡或聚焦透鏡。

所述的光纖出光端面為平面或斜面。

所述的準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)件的外圍可以設(shè)有一體的固定法蘭。

所述的光纖插芯緊固件與光纖插芯固定件的外表連接處通過(guò)激光焊接固定。

所述的光纖準(zhǔn)直器的裝調(diào)方法，其特征在于該方法包括下列步驟：

①將所述的準(zhǔn)直透鏡焊接到外部準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)件的通孔中；

②將光纖焊接固定在光纖插芯中；

③所述的光纖插芯插入所述光纖插芯固定件中，光纖一端套入所述光纖插芯緊固件的通孔中；

④所述的光纖插芯緊固件通過(guò)螺紋壓緊光纖插芯一端，并與光纖插芯固定件的外表面通過(guò)激光焊接進(jìn)行固定；

⑤將所述的光纖插芯固定件插入到所述光纖準(zhǔn)直器的通孔內(nèi)；

⑥通過(guò)所述光纖插芯固定件，調(diào)節(jié)光纖端面到準(zhǔn)直透鏡間的距離，并由長(zhǎng)焦距透鏡和光束分析儀觀測(cè)輸出光斑的發(fā)散角，當(dāng)發(fā)散角達(dá)到要求時(shí)，用激光點(diǎn)焊將光纖插芯固定件與準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)件外表面的連接處固定；

⑦最后用低放氣率真空膠將尾纖保護(hù)套與所述的光纖插芯緊固件固定，以保護(hù)準(zhǔn)直器尾部光纖。

關(guān)鍵部件的固定采用激光焊接方式，光纖插芯、光纖插芯固定件作為一體進(jìn)行焦距調(diào)節(jié)，光纖與光纖插芯之間的固定采用金屬化光纖進(jìn)行焊接固定，準(zhǔn)直透鏡采用周圍金屬化，并與熱膨脹系數(shù)接近的金屬材料焊接到一起進(jìn)行固定（光纖固定以及透鏡固定可以采用金屬焊接進(jìn)行焊接固定），光纖保護(hù)軟管通過(guò)低放氣率真空膠與光纖緊固件進(jìn)行固定，該光纖準(zhǔn)直器適合高真空下工作，關(guān)鍵部件采用金屬焊接方式，提高了光纖準(zhǔn)直器的溫度穩(wěn)定性、力學(xué)穩(wěn)定性以及在熱真空下的性能穩(wěn)定性。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.準(zhǔn)直透鏡通過(guò)金屬化進(jìn)行金屬焊接或不采用金屬化時(shí)采用低溫玻璃焊接固定準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)件上，避免了通常采用紫外膠或其它膠固定帶來(lái)的污染，提高了光纖準(zhǔn)直器的工作溫度范圍，增加了溫度穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；

2.光纖與光纖插芯的固定，采用金屬化進(jìn)行金屬焊接固定或不采用金屬化時(shí)采用低溫玻璃焊接進(jìn)行焊接固定，光纖插芯尾部通過(guò)光纖插芯緊固件進(jìn)行機(jī)械壓緊，固定在光纖插芯緊固件上，并采用激光焊接將光纖插芯緊固件加強(qiáng)固定在光纖固定件上，極大提高了光纖準(zhǔn)直器的溫度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；

3.通過(guò)調(diào)節(jié)光纖端面（或透鏡）與透鏡（或光纖端面）的距離使輸出光變?yōu)檩^小發(fā)散角的平行光，并經(jīng)過(guò)激光焊接將光纖插芯固定件固定在準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)件上，在關(guān)鍵部位采用激光焊接，也提高了光纖準(zhǔn)直器溫度和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，減少了膠對(duì)光學(xué)部件和光纖端面的污染；

4.光纖插芯與光纖插芯固定件之間通過(guò)光纖插芯緊固件采用焊接技術(shù)進(jìn)行固定，可以增加光纖輸出端的散熱能力，適合更高功率光纖準(zhǔn)直器。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。