[發明專利]一種高功率光纖激光收發一體端帽

在審

• 申請號: 201810408648.0
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108387974A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 馬閻星;陳子倫;粟榮濤;支冬;吳堅;馬鵬飛;周樸
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G02B6/28
• 分類號: G02B6/28;G01N21/01
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 董惠文

1.一種高功率光纖激光收發一體端帽，其特征在于：包括發射光纖、探測光纖、塊狀石英端帽、光電探測器和信號處理電路；

發射光纖的輸出端與N根探測光纖的輸入端采用弱拉錐方式合為一束光纖束，光纖束熔接塊狀石英端帽；所述光纖束的排列形式是：發射光纖的輸出端的端面與N根探測光纖的輸入端端面在同一平面上形成光纖陣列端面，其中發射光纖位于中心位置，N根探測光纖由內至外呈圓周形式緊密排布在發射光纖的周圍；

每一根探測光纖的另一端均分別耦合一個光電探測器，各光電探測器的輸出端連接信號處理電路，信號處理電路用于實現目標反射光的實時探測。

2.根據權利要求1所述的高功率光纖激光收發一體端帽，其特征在于：發射光纖的輸入端連接光纖激光器的輸出尾纖，塊狀石英端帽后的光路上依次為準直器以及目標；光纖激光器輸出的激光經發射光纖傳輸并經塊狀石英端帽輸出，從塊狀石英端帽輸出的激光經準直器的準直透鏡轉換為平行光束發射到目標；

從目標發出或者反射的光經準直透鏡、塊狀石英端帽并經探測光纖傳輸到光電探測器，光電探測器將光信號轉換為電信號傳輸給信號處理電路，信號處理電路將每一根探測光纖作為一個像素點，并將其在光纖陣列端面中的位置作為成像后圖像的位置，對應的光電探測器輸出的電信號強度作為該像素點的亮度值，最終實現對目標的成像探測。

3.根據權利要求1或2所述的高功率光纖激光收發一體端帽，其特征在于：發射光纖采用20/400雙包層光纖；探測光纖采用6/125單模光纖或105/125多模光纖。

4.根據權利要求1或2所述的高功率光纖激光收發一體端帽，其特征在于：探測光纖其纖芯直徑由公式(1)確定：

其中f為準直器中準直透鏡的焦距，IFOV為準直器的瞬時視場。

5.根據權利要求4所述的高功率光纖激光收發一體端帽，其特征在于：探測光纖的包層越薄，分辨率越好；所述探測光纖的包層直徑d₂盡可能接近其纖芯直徑d₁。

6.根據權利要求4所述的高功率光纖激光收發一體端帽，其特征在于：所述探測光纖的數量N由探測靶面S及單根探測光纖的外徑d₂確定，探測光纖由內至外呈圓周形式緊密排布在發射光纖的周圍，直到所形成的光纖陣列端面剛好大于等于探測靶面S，此時探測光纖2的數量即為N；探測靶面S的直徑D由公式(2)確定，

其中f為準直器的焦距，FOV為準直器的視場。

7.根據權利要求4所述的高功率光纖激光收發一體端帽，其特征在于：所述塊狀石英端帽其激光輸入端面尺寸需大于等于發射光纖與探測光纖弱拉錐形成光纖束其光纖陣列端面尺寸。

8.根據權利要求4所述的高功率光纖激光收發一體端帽，其特征在于：所述塊狀石英端帽的激光輸出端面鍍發射激光與探測光波段的高透膜。

9.根據權利要求4所述的高功率光纖激光收發一體端帽，其特征在于：所述光電探測器其響應波段應包含探測光波長。