[發明專利]一種萬瓦級可調節的光纖連接器

有效

• 申請號: 201910599385.0
• 申請日: 2019-07-04
• 公開（公告）號: CN110221391B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 李平雪;章曦;董雪巖;楊衛鑫
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 朱鵬

本發明公開了一種萬瓦級可調節的光纖連接器，包括：耦合器外殼；耦合器外殼兩端安裝有光纖連接頭，每個光纖連接頭上安裝有光纖母頭；耦合器外殼內設有兩個耦合鏡片和調節機構；調節機構用于實現：任一耦合鏡片上下運動、上下俯仰、左右運動、左右擺動、前后運動的五維調節；或，一耦合鏡片上下運動、上下俯仰、前后運動的三維調節和另一耦合鏡片左右運動、左右擺動、前后運動的三維調節。本發明通過調節機構可實現鏡片的五維調節，使得激光光束更好的耦合光纖，提高了其耦合效率；通過水冷結構，來實現耦合鏡片的散熱；用于大功率連續激光耦合，器件可以拆卸維護，具有調整方便，溫濕度監測，結構緊湊，使用方便靈活，能耦合20KW的激光。

技術領域

本發明涉及半導體激光器技術領域，具體涉及一種萬瓦級可調節的光纖連接器。

背景技術

由于激光器具備的種種突出特點，因而被很快運用于工業、農業、精密測量和探測、通訊與信息處理、醫療、軍事等各方面，并在許多領域引起了革命性的突破。激光在軍事上除用于通信、夜視、預警、測距等方面外，多種激光武器和激光制導武器也已經投入實用。

隨著激光技術的飛速發展，大功率激光器在工業與國防等領域有著廣泛的應用，是現代激光材料加工、激光再制造、國防安全領域中必不可少的核心組件。在大功率激光器飛速發展的今天，為了讓激光能更加方便、靈活的使用，現在的標準是使用光纖光纜將大功率激光從激光器傳輸到工作設備上，而光纖到光纖的耦合需要大功率光纖連接器來實現。

光纖連接器件的作用是一根光纖中的光最大限度地傳到另一光纖中，或光信號在不同光纖之間的耦合傳遞。廣義上的連接器分為兩種類型：一種為可拆卸型連接器，它被設計成可被連接，必要時又可拆開；另一種為永久型連接器，它被一次型連接使用，不能在拆開后重復使用。連接器的組成部分分為：連接器插頭、光纜跳線、轉換器、變換器、裸光纖連接器。

現有的光纖連接器因為體積和散熱問題，只適合于低功率的光纖到光纖耦合，而無法滿足千萬瓦級激光的耦合的要求，影響大功率激光器的使用和發展。對于大功率下的光纖連接通常采用擴束光纖連接器。

擴束光纖連接器是一種非接觸式光纖連接器，通常會設置兩個透鏡及兩根光纖，光纖端面一般設置在焦點附近，形成兩個明顯的平行光準直器，最終光束將得到顯著放大，并將放大后的平行光束從一個準直器耦合到另一個準直器中，最終形成光路的有效連接。正是因為光纖束的擴大，因此擴束光纖連接器對于光束的對準要求也將相應降低。一般情況下，擴束光纖連接器的損耗分為兩種類型，其一是固定損耗，是由系統自身所用材料、表面處理決定的，包括菲涅耳損耗、球差損耗、吸收損耗等；還有一種損耗是可變損耗，這種情況主要是因為對準誤差所產生的，包括徑向偏移損耗、縱向偏移損耗以及軸向傾角損耗。其中影響最大的是徑向偏移損耗及軸向傾角損耗，雖然擴束光纖連接器的纖芯并不需要直接接觸，但是如果透鏡和光束出現角度偏轉問題仍然會對連接器產生較大的損耗影響。

發明內容

針對上述問題中存在的不足之處，本發明提供一種萬瓦級可調節的光纖連接器。

本發明公開了一種萬瓦級可調節的光纖連接器，包括：耦合器外殼；

所述耦合器外殼兩端安裝有光纖連接頭，每個所述光纖連接頭上安裝有光纖母頭；所述耦合器外殼內設有兩個耦合鏡片和調節機構；

所述調節機構用于實現：

任一所述耦合鏡片上下運動、上下俯仰、左右運動、左右擺動、前后運動的五維調節；或，

一所述耦合鏡片上下運動、上下俯仰、前后運動的三維調節和另一所述耦合鏡片左右運動、左右擺動、前后運動的三維調節。

作為本發明的進一步改進，當所述調節機構用于實現：任一所述耦合鏡片上下運動、上下俯仰、左右運動、左右擺動、前后運動的五維調節；

所述調節機構為一套耦合鏡片調節機構，所述耦合鏡片調節機構包括鏡片固定架、鏡片調整環、導筒、兩個第一微分頭和四個第二微分頭；