專利名稱:光纖耦合器的制作方法
本實(shí)用新型是一種用于輸送激光的光纖耦合器。
現(xiàn)有的光纖耦合器(例如日本專利文獻(xiàn)昭59－114510)是由透鏡、透鏡架、金屬座固定夾頭和光纖端頭組成。它的特點(diǎn)是光纖端頭為不剝掉外包層的光纖一個(gè)端點(diǎn)與金屬夾具之間用各種粘結(jié)劑粘結(jié)在一起。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是(1)不能用于高功率激光的傳輸，因?yàn)樵诟吖β始す獾妮椪障拢饫w的外層和粘結(jié)劑將被引起燃燒，導(dǎo)致光纖本身燃燒。
(2)光纖端頭與金屬夾具之間，與整體耦合器軸心之間不容易安裝成同軸。
(3)調(diào)整不靈活，光纖端面與金屬座軸線之間的角度不能調(diào)，因?yàn)樗鼈冎g已用粘結(jié)劑封牢。
本實(shí)用新型的目的是提供一種含有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理的端頭及可以調(diào)正角度的固定夾頭，能夠承受百瓦以上高功率激光輻照的光纖耦合器。
本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)如附圖。
附圖1光纖端頭圖中6－裸光纖，7－銅套，8－與銅套連成一體的外徑大于光纖外包層直徑的銅圈，14－帶有外包層的光纖。
附圖2光纖耦合器Ⅰ1－螺環(huán)，2－透鏡，3－透鏡架，4－前空腔，5－圓形夾頭，9、16－固定孔，10－加工槽，11－金屬座，12－內(nèi)腔道，13－后空腔，15－螺合螺紋，17、19、22、23、25、29－封結(jié)孔，18、20、21、24、26、28－固緊螺孔，27－內(nèi)腔道細(xì)端，30、33－拉緊螺孔，31、32－頂孔，34、38－拉緊孔，35－中心小孔，36、37－頂螺孔。
圖A－A為圖形夾頭的側(cè)視圖。
圖B－B為金屬座11的側(cè)視圖。
圖C－C為圖形夾頭5的側(cè)剖視圖。
圖D－D為圓形夾頭5的側(cè)剖視圖。
附圖3光纖耦合器Ⅱ39－空腔，40－主支架，41、42－固定孔，43－凹孔，44－中心小孔，45－錐度夾緊端，46－螺母，47－彈性夾頭，48－細(xì)腔道。圖A－A為彈性夾頭，47的側(cè)剖視圖。
本實(shí)用新型的光纖耦合器由透鏡、透鏡架、固定夾頭、金屬座和光纖端頭組成。它的特征是光纖端頭由裸光纖和帶有銅圈的銅套組成。如圖1所示。所說的裸光纖是把光纖的外包層剝?nèi)?，並經(jīng)過清潔處理的光纖。所說的帶有銅圈的銅套是用銅絲緊緊地整齊地在裸光纖上包繞一層，當(dāng)包繞到與光纖外包層接觸處時(shí)再重疊地包繞幾層、繞成銅圈的形狀，銅圈外徑要大于光纖外包層的外徑。把這樣繞好的端頭浸在硫酸銅的飽和水溶液中作為負(fù)電極，另外用筒狀的電介銅作為正電極，通電后，即可使得銅套與裸光纖之間的空隙全部填滿電介銅。電介銅鍍層的厚度可在電鍍時(shí)調(diào)節(jié)電流大小和電鍍時(shí)間來控制。
包繞在裸光纖上的銅絲由于電介銅的填充，使得銅套緊緊地套在裸光纖上。它的外經(jīng)錐度小于0.001弧度。由于銅圈的外徑大于光纖外包層的外徑，它可有效地阻止激光輻照到外包層14上，避免引起外包層的燃燒。
鍍好的光纖端頭插入固定夾頭內(nèi)的內(nèi)腔道里。固定夾頭或者做成圓形的，如圖2所示的圓形夾頭，或者做成彈性的，如圖3所示的彈性夾頭。制造材料最好采用金屬如硬鋁或銅。
光纖耦合器Ⅰ如圖2所示，采用的是圓形夾頭。圓形夾頭上有內(nèi)腔道和中心小孔，內(nèi)腔道經(jīng)中心小孔與前空腔相通，當(dāng)光纖端頭插進(jìn)內(nèi)腔道時(shí)，使裸光纖6從中心小孔35中穿出，該中心小孔的直徑與裸光纖的外經(jīng)緊密配合，它小于銅套的外徑。所以該中心小孔也是阻止激光投射到光纖外包層上的一道防線。內(nèi)腔道細(xì)端的內(nèi)徑與光纖端頭銅套的外經(jīng)相配，作為銅套本身就是阻止激光輻照到外包層上的一道防線。
通過圓形夾頭上的六個(gè)固緊螺孔用螺釘把光纖端頭固定于夾頭內(nèi)。並在螺孔上端的六個(gè)封結(jié)孔里注入環(huán)氧樹脂封固。
圓形夾頭通過兩個(gè)拉緊孔用兩螺釘固定于金屬座上的兩拉緊螺孔上。夾頭上的兩個(gè)頂螺孔與金屬座上兩個(gè)頂孔相接觸。此圓形夾頭與金屬座之間就是通過這四個(gè)孔的四個(gè)螺釘進(jìn)行角度調(diào)整，以此實(shí)現(xiàn)了光纖端面與金屬座軸線間的角度調(diào)整。光纖端頭帶有外包層的光纖在金屬座的后空腔內(nèi)自由放置。在透鏡架的前端放置透鏡，用螺環(huán)螺合固定。透鏡架的后端與金屬座以螺紋15相配。這些裝配是在無塵室內(nèi)進(jìn)行，以保證前空腔內(nèi)的清潔。最后通過透鏡架后端的兩個(gè)固定孔向加工槽10注入環(huán)氧樹脂密封。
光纖耦合頭Ⅱ是將固定夾頭做成彈性夾頭，如圖3所示。透鏡架與金屬座連成一體叫做主支架，彈性夾頭與主支架連在一起，彈性夾頭內(nèi)的細(xì)腔道通過開在主支架上的中心小孔與空腔相通。鍍好的光纖端頭插入細(xì)腔道內(nèi)，使裸光纖從中心小孔伸進(jìn)空腔內(nèi)。中心小孔的直徑小于銅套的外徑，與裸光纖的外經(jīng)相配。此處是阻擋激光輻照在外包層上的第一道防線。
彈性夾頭底部的凹孔43增加了夾頭的彈性。此夾頭用螺母46螺合。螺母的夾緊端帶有錐度與彈性夾頭的外錐度相配，螺合時(shí)，可以把彈性夾頭不斷地收緊，使夾頭緊緊地夾住光纖端頭的銅套。然后在螺母的兩側(cè)固定孔內(nèi)注入環(huán)氧樹脂密封。為保證空腔的清潔，仍然是在無塵室內(nèi)裝配透鏡。主支架最好采用金屬材料如硬鋁或銅。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型不怕高功率激光的輻照，能夠用于百瓦以上高功率激光的傳輸。因?yàn)榻?jīng)過前空腔照射到光纖端面上的激光在裸光纖外的光經(jīng)過了三道防線(1)固定夾頭上的中心小孔處，(2)銅套和它與內(nèi)腔道細(xì)端配合；(3)銅圈外徑大于外包層外徑。三道防線完全確保了激光輻射不到能夠引起燃燒的外包層上。上述的元件又都采用金屬材料制成，它完全能夠承受百瓦以上高功率激光的輻照。
2.光纖端頭的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理。用銅套代替了光纖端頭上的一段外包層，銅圈和銅套連成一體，用銅絲一次燒成，中間空隙填滿電介銅，使得銅套牢固地附著在裸光纖上。而且這樣鍍好的光纖端頭容易安裝與固定夾頭同軸。
3.固定夾頭可以調(diào)整角度。實(shí)現(xiàn)光纖端面與金屬座軸線之間的角度能夠調(diào)整。
本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例如圖1、圖2、圖3所示。用于波長(zhǎng)為1.06徽米的脈沖輸出為7千瓦或者連續(xù)輸出2百瓦以上的激光傳輸、激光無明顯損耗，光纖耦合器無損壞。
權(quán)利要求
1.一種用于輸運(yùn)激光的光纖耦合器、它由透鏡，透鏡架、螺環(huán)、金屬座，固定夾頭和光纖端頭組成，其特征在于光纖端頭是由裸光纖和用銅絲包繞在它上面的中間空隙填滿電介銅的帶有外徑大于光纖外包層外徑的銅圈的銅套組成，它裝入能夠調(diào)正角度的固定夾頭中的內(nèi)腔道里，裸光纖穿出內(nèi)徑與它外徑相配合的中心小孔與前空腔相通，內(nèi)腔道細(xì)端的內(nèi)徑與銅套外徑相配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的光纖耦合器，其特征在于固定夾頭或者做成圓形夾頭或者做成彈性夾頭，所說的圓形夾頭除有內(nèi)腔道和中心小孔外，還有六個(gè)固緊螺孔、六個(gè)封接孔，2個(gè)拉緊孔，2個(gè)頂螺孔，所說的彈性夾頭底部有能夠增加彈性的凹孔，有通過中心小孔與空腔相通的細(xì)腔道，它的外徑有錐度與螺母夾緊端的錐度相配。
專利摘要
本實(shí)用新型提供一種用于輸運(yùn)激光的光纖耦合器。它的光纖端頭由裸光纖和用銅絲包繞在它外圓上的中間空隙填滿電介銅的帶有銅圈的銅套組成。固定光纖端頭的夾頭能夠調(diào)正角度。端頭裝入夾頭中，有三道可以阻擋激光輻照到光纖外包層上的防線。有效地防止了激光輻射引起外包層的燃燒。本新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理、同軸性好，角度可調(diào)，能夠用于高功率激光傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B6/26GK87207160SQ87207160
公開日1988年3月9日 申請(qǐng)日期1987年6月10日
發(fā)明者葉碧青, 馬忠林, 王明琪 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan