[發明專利]可光束截斷的一體化準直光纖端帽及準直光纖端帽陣列

有效

• 申請號: 202011259925.X
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112346178B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 馬閻星;龍金虎;吳堅;馬鵬飛;粟榮濤;李燦;姜曼;周樸;司磊;許曉軍;陳金寶
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26;G02B6/255
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司 43225
• 代理人: 邱軼

1.一種可光束截斷的一體化的準直光纖端帽，其特征在于，所述準直光纖端帽包括：

圓臺段，具有小徑端以及大徑端，所述小徑端為用于與光纖熔接的光纖熔接面；

第一柱形段，具有第一端以及第二端，所述第一端與所述大徑端連接；

第二柱形段，具有第三端以及第四端，所述第三端與所述第二端連接；及

球冠，具有圓面側以及頂點，所述圓面側與所述第四端連接；

所述圓臺段、所述第一柱形段、所述第二柱形段以及所述球冠為一體結構，且所述圓臺段、所述第一柱形段、所述第二柱形段以及所述球冠同軸設置，所述光纖熔接面、所述第二柱形段的側面以及所述球冠的球面均拋光處理，所述圓臺段的側面以及所述第一柱形段的側面均打毛處理；

其中，所述光纖熔接面至所述頂點的長度根據所述第二柱形段的直徑、預設系數、截斷系數、所述光纖的數值孔徑確定；所述球冠的球面的曲率半徑根據所述第二柱形段的直徑、所述準直光纖端帽的折射率、空氣折射率、所述預設系數、截斷系數以及所述光纖的數值孔徑確定；所述第二柱形段的長度根據所述光纖熔接面至所述頂點的長度、所述第二柱形段的直徑以及所述光纖的數值孔徑確定。

2.根據權利要求1所述的可光束截斷的一體化的準直光纖端帽，其特征在于，所述光纖熔接面至所述頂點的長度L由下式確定：

其中，D₂表示所述第二柱形段的直徑，α表示所述預設系數、β表示所述截斷系數、NA表示所述光纖的數值孔徑；

和/或所述球冠的球面的曲率半徑r由下式給出：

其中，D₂表示所述第二柱形段的直徑，n’表示所述準直光纖端帽的折射率，n表示所述空氣折射率，α表示所述預設系數，β表示所述截斷系數，NA表示所述光纖的數值孔徑；

和/或所述第二柱形段的長度L₂由下式給出：

其中，L表示所述光纖熔接面至所述頂點的長度、D₂表示所述第二柱形段的直徑，NA表示所述光纖的數值孔徑。

3.根據權利要求1所述的可光束截斷的一體化的準直光纖端帽，其特征在于，所述球冠的球面鍍有輸出激光波長增透膜。

4.一種可光束截斷的一體化的準直光纖端帽，其特征在于，所述準直光纖端帽包括：

第一圓臺段，具有第一小徑端以及第一大徑端，所述第一小徑端為用于與光纖熔接的光纖熔接面；

第一柱形段，具有第一端以及第二端，所述第一端與所述第一大徑端連接；

第二圓臺段，具有第二小徑端以及第二大徑端，所述第二小徑端與所述第二端連接；

第二柱形段，具有第三端以及第四端，所述第三端與所述第二大徑端連接；

球冠，具有圓面側以及頂點，所述圓面側與所述第四端連接；

所述第一圓臺段、所述第一柱形段、所述第二圓臺段、所述第二柱形段以及所述球冠為一體結構，且所述第一圓臺段、所述第一柱形段、所述第二圓臺段、所述第二柱形段以及所述球冠同軸設置，所述光纖熔接面、所述第二柱形段的側面以及所述球冠的球面均拋光處理，所述第一圓臺段的側面、所述第一柱形段的側面以及所述第二圓臺段的側面均打毛處理；

其中，所述光纖熔接面至所述頂點的長度根據所述第二柱形段的直徑、預設系數、截斷系數、所述光纖的數值孔徑確定；所述球冠的球面的曲率半徑根據所述第二柱形段的直徑、所述準直光纖端帽的折射率、空氣折射率、預設系數、截斷系數以及所述光纖的數值孔徑確定；所述第二柱形段的長度根據所述光纖熔接面至所述頂點的長度、所述第二柱形段的直徑以及所述光纖的數值孔徑確定；所述第一柱形段的直徑與所述第一柱形段的長度之間的關系根據所述光纖的數值孔徑確定。