[發明專利]一種多點環形光斑熔接光纖端帽的裝置及其方法

在審

• 申請號: 201811046258.X
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN109001862A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 馬修泉
• 申請（專利權）人: 廣東國志激光技術有限公司
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255
• 代理公司: 東莞卓為知識產權代理事務所(普通合伙) 44429
• 代理人: 梁年順

本發明公開了一種多點環形光斑熔接光纖端帽的裝置及其方法，該裝置包括激光發生器、激光分束件、光束準直件和光束匯聚件，所述激光分束件用于對一束激光進行分散成多束激光，所述光束準直件用于對多束激光進行準直變成多束相互平行的激光，所述光束匯聚件用于對多束平行激光進行匯聚并將多束平行激光聚焦在端帽與光纖的熔接端面，所述光束匯聚件設有供光纖穿過的通孔；還包括同步旋轉組件，所述同步旋轉組件用于控制激光分束件和光束準直件進行同步旋轉；與現有技術相比，本發明在移動待熔接的光纖進行熔接時，光纖部分不會遮擋激光傳遞，使環形光斑的光強更均勻，避免激光對光纖造成傷害，既能達到熔接光纖與端帽的效果，同時也保障光纖的質量。

技術領域

本發明涉及光纖激光技術領域，特別是涉及一種多點環形光斑熔接光纖端帽的裝置及其方法。

背景技術

隨著高功率固體激光、光纖激光的發展，以及高功率半導體激光光束質量的不斷改善，高功率傳能光纖的需求將會日益增加。然而，目前常見熔接光纖端帽的方法是采用上火法和放電法，但無論上火法還是放電法均不好控制，容易導致熔接效果不均勻，并且熔接端面直徑小等。傳統電弧加熱的熔接機可熔接的光纖直徑和光纖端帽直徑均受到較大限制, 如藤倉的FSM-100 系列最大能夠熔接直徑為500-1000 微米的光纖，該熔接機的加熱方式是側向輻射加熱，最大能夠處理的光纖/端帽直徑也僅為2 毫米，并且其售價超過100萬人民幣，高昂的價格使得產品難于廣泛地推廣使用。

隨著熔接光纖端帽技術的發展，采用二氧化碳激光器作為加熱熱源，但需要多束激光才形成加熱閉環，因此需要多個二氧化碳激光器，導致成本較高。而且現有的方法及裝置在進行光纖與端帽熔接時，光纖部分會遮擋激光，導致加熱部分光強不均勻，同時也會對光纖造成損害，影響光纖的質量。

發明內容

本發明的目的在于克服以上所述的缺點，提供一種多點環形光斑熔接光纖端帽的裝置及其方法。

為實現上述目的，本發明的具體方案如下：

一種多點環形光斑熔接光纖端帽的裝置，包括激光發生器，所述激光發生器用于產生激光，沿光路徑依次包括有激光分束件、光束準直件和光束匯聚件，所述激光分束件用于對一束激光進行分散成多束激光，所述光束準直件用于對多束激光進行準直變成多束相互平行的激光，所述光束匯聚件用于對多束平行激光進行匯聚并將多束平行激光聚焦在端帽與光纖的熔接端面，所述光束匯聚件設有供光纖穿過的通孔；還包括同步旋轉組件，所述同步旋轉組件用于控制激光分束件和光束準直件進行同步旋轉，使多束激光同時旋轉。

其中，所述激光分束件為第一棱錐體，所述第一棱錐體的錐面背向激光發生器。

其中，所述光束準直件包括第二棱錐體，所述第二棱錐體的截面寬度大于所述第一棱錐體的截面寬度，所述第二棱錐體的錐面朝向激光發生器,。

其中，所述光束匯聚件采用多個對稱分布在光纖兩邊的匯聚反射鏡結構或一個設有通孔的匯聚反射鏡結構。

其中，還包括第一圖像探測器、第二圖像探測器和第三圖像探測器和觀察反射鏡，所述第一圖像探測器和觀察反射鏡配合用于觀察光纖與端帽的中心位置，所述第二圖像探測器用于觀察并判斷光纖與端帽的距離位置，所述第三圖像探測器用于觀察端帽熔接情況。

其中，所述激光發生器采用二氧化碳激光器。

應用上述所述裝置的一種多點環形光斑熔接光纖端帽的方法，包括步驟如下：

步驟一、將激光發生器對準激光分束件，并發射出一束激光；

步驟二、將這一束激光從激光分束件的平面入射，一束激光經過激光分束件透射后形成多束相互交叉的交叉激光，然后多束激光傳遞至光束準直件，經過光束準直件的透射后形成多束相互平行的平行激光；

步驟三、然后多束相互平行的平行激光傳遞至光束匯聚件，進行反射并聚焦在端帽與光纖熔接的端面上，形成多點熔接光斑；