[實用新型]一種大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420848206.5
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN204287551U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳兆宇;金鳳文
• 申請（專利權(quán)）人: 北京鐳寶光電技術(shù)有限公司
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 于國富

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置。

背景技術(shù)

空氣被激光擊穿需有一定的閾值能量密度，超過此閾值后空氣擊穿才會發(fā)生。現(xiàn)有技術(shù)大多是通過透鏡將激光束直接聚焦到光纖芯徑大小，然后直接耦合進(jìn)入光纖中。當(dāng)激光能量過大時，激光束的能量密度超過閾值往往會擊穿空氣，使耦合進(jìn)入光纖的效率大大降低，從而不能夠?qū)崿F(xiàn)大能量的納秒級脈沖激光和光纖之間的耦合。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型一種大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，該激光光纖耦合裝置包括：在激光光束的光軸上，從激光器開始，依次設(shè)置擴(kuò)束系統(tǒng)、二元光學(xué)透鏡，聚焦鏡和光纖。

優(yōu)選地，所述擴(kuò)束系統(tǒng)包括：平凹透鏡和平凸透鏡，且所述平凹透鏡和所述平凸透鏡之間的距離任意調(diào)節(jié)，由激光器發(fā)射的激光光束先經(jīng)過所述平凹透鏡，再穿過所述平凸透鏡。

優(yōu)選地，所述聚焦鏡要在所述光束的光軸方向任意調(diào)節(jié)。

優(yōu)選地，所述擴(kuò)束系統(tǒng)、所述二元光學(xué)透鏡和所述聚焦鏡均鍍有與所述激光器發(fā)射的激光波長相對應(yīng)的增透膜。

更優(yōu)選地，所述激光波長為由所述光纖傳輸?shù)娜魏我环N波長。

優(yōu)選地，所述光纖通過接頭固定在三維可調(diào)的調(diào)整架上。

優(yōu)選地，所述激光器是市售的且能發(fā)射由所述光纖傳輸?shù)娜魏我环N波長的激光器。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型通過在聚焦系統(tǒng)中加入二元光學(xué)透鏡，使激光聚焦后，激光光束焦點附近的能量密度降低，可以在空氣中實現(xiàn)大能量納秒激光和光纖的耦合，本裝置不僅適用于納秒激光脈沖的光纖耦合，也適用于皮秒和飛秒脈沖的光纖耦合。

附圖說明

圖1是實施例中所述大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1表示激光器，2表示平凹透鏡，3表示平凸透鏡，4表示二元光學(xué)鏡片，5表示聚焦鏡，6表示光纖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施方式僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例

參照圖1，本實施例中大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，包括：在激光光束的光軸上，從激光器1開始，依次設(shè)置擴(kuò)束系統(tǒng)、二元光學(xué)透鏡4，聚焦鏡5和光纖6。

本實施例中，所述擴(kuò)束系統(tǒng)包括：平凹透鏡2和平凸透鏡3，且所述平凹透鏡2和所述平凸透鏡3之間的距離可調(diào)節(jié)，由激光器1發(fā)射的激光光束先經(jīng)過所述平凹透鏡2，再穿過所述平凸透鏡3。所述擴(kuò)束系統(tǒng)中的兩個鏡片之間的距離可以調(diào)節(jié)，保證通過擴(kuò)束系統(tǒng)的光束的準(zhǔn)直輸出。所述擴(kuò)束系統(tǒng)將激光器發(fā)射的光束直徑擴(kuò)大，減小光束的發(fā)散角，保證光斑可以充分作用在二元光學(xué)鏡片上。

本實施例中，二元光學(xué)鏡片4利用光的衍射原理，將光束橫場的強度重新分布，形成強度近似于均勻的光場分布。具體為：所述二元光學(xué)鏡片4通過二元光學(xué)的原理，將射入其中的光束進(jìn)行空間分布的整形，使光束橫場分布更加均勻，改變了光斑形狀和聚焦光斑的尺寸，有利于大能量光束的聚焦。

本實施例中，所述聚焦鏡5要在所述光束的光軸方向任意調(diào)節(jié)。所述聚焦鏡5的作用是將光束尺寸聚焦到足夠小，以滿足光纖耦合對光斑尺寸的要求。通過調(diào)節(jié)聚焦鏡5與二元光學(xué)鏡片4距離改變穿過聚焦鏡5而形成的焦點的位置。

本實施例中，所述擴(kuò)束系統(tǒng)、所述二元光學(xué)透鏡4和所述聚焦鏡5均鍍有與所述激光器1發(fā)射的激光波長相對應(yīng)的增透膜，所述激光器發(fā)射出的激光波長為1064nm、532nm、355nm或266nm。

本實施例中，所述光纖6通過接頭固定在三維可調(diào)的調(diào)整架上。通過調(diào)節(jié)三維可調(diào)的調(diào)整架保證光纖和聚焦光斑之間的對準(zhǔn)。

因為在本實用新型中所述激光器1是市售的且能由光纖6傳輸?shù)娜我庖环N波長的激光器，所以本實用新型不存在使用范圍的局限性。

通過采用本實用新型公開的上述技術(shù)方案，得到了如下有益的效果：

本實用新型通過在聚焦系統(tǒng)中加入二元光學(xué)透鏡，使激光聚焦后，激光光束焦點附近的能量密度降低，可以在空氣中實現(xiàn)大能量納秒激光和光纖的耦合，本裝置不僅適用于納秒激光脈沖的光纖耦合，也適用于皮秒和飛秒脈沖的光纖耦合。

以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本實用新型的保護(hù)范圍。