專利名稱：高功率激光光纖耦合端子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于激光光纖耦合裝置，具體涉及一種高功率激光光纖耦合端子。
背景技術(shù)：
目前，在激光光纖耦合裝置中，采用的端子結(jié)構(gòu)主要有NTT-FC、SC、AT&T-ST、LC、SMA等。各種結(jié)構(gòu)分別適用于不同的應(yīng)用條件。隨著激光技術(shù)的發(fā)展，目前國內(nèi)外高功率激光器的激光光纖耦合輸出通常采用的是多模光纖SMA結(jié)構(gòu)的耦合端子。由于激光功率較高，在光纖耦合調(diào)節(jié)過程和實(shí)際使用過程中，往往由于機(jī)械振動(dòng)、結(jié)構(gòu)熱變形等原因造成聚焦光斑偏離光纖芯徑，造成對(duì)光纖和耦合裝置的破壞，同時(shí)也使得高功率光纖耦合的調(diào)節(jié)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，效率很低。為應(yīng)對(duì)這個(gè)問題，通常采用了精密的多維調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，但是這種方法增加了調(diào)節(jié)的工作量和難度，也沒有本質(zhì)上提高光纖端子在抵抗外界擾動(dòng)時(shí)的破壞閾值。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是為了提高高功率激光光纖耦合裝置的穩(wěn)定性和降低光纖耦合的調(diào)節(jié)難度，提供一種高功率激光光纖耦合端子。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下高功率激光光纖耦合端子包括套在纖芯外部的芯棒，芯棒外設(shè)有帶內(nèi)羅紋的套箍，在芯棒的光纖耦合端面設(shè)有一凹臺(tái)，使得光纖纖芯與芯棒之間在位于光纖耦合端面的一段距離內(nèi)沒有物理接觸。
如上所述的高功率激光光纖耦合端子在凹臺(tái)內(nèi)設(shè)有由非金屬晶體材料制成的環(huán)形軸套，該環(huán)形軸套的內(nèi)徑與纖芯的芯徑尺寸相配合，外徑與凹臺(tái)內(nèi)徑相配合，高度小于凹臺(tái)的深度。
由于在耦合端面上的設(shè)計(jì)了局部凹臺(tái)結(jié)構(gòu)，使纖芯與芯棒之間形成了一定的空隙，此空隙的存在，使得聚焦光斑在受到外界影響偏離光纖纖芯時(shí)，聚焦光斑不會(huì)以很高的功率密度照射到芯棒材料上，而是以發(fā)散的光斑在較低的功率密度下照射到芯棒的凹臺(tái)底部。因此，材料被破壞和燒蝕的可能性大為降低。同時(shí)，由于激光照射在芯棒凹臺(tái)底部，芯棒材料在激光作用下發(fā)生的金屬濺射對(duì)光纖芯徑端面的污染也大為減少，起到了保護(hù)光纖和保證耦合效率的作用。對(duì)于很高的激光功率光纖耦合，可在此基礎(chǔ)上增加非金屬晶體材料的環(huán)形軸套。由于一些非金屬晶體材料對(duì)于激光具有很高的破壞閾值，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生濺射污染問題，因此對(duì)較高功率的激光光纖耦合是非常適用的。本實(shí)用新型可以與相應(yīng)的光學(xué)機(jī)構(gòu)方便地構(gòu)成激光光纖耦合裝置，實(shí)現(xiàn)高功率激光的光纖耦合，具有耐受功率高、耦合效率高、調(diào)解方便、抗干擾和失調(diào)能力強(qiáng)、長期工作可靠穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的端面空隙結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的局部剖面圖。
圖中1.芯棒2.具有內(nèi)羅紋的套箍3.凹臺(tái)4.非金屬晶體材料加工的軸套5.光纖纖芯具體實(shí)施方式
如圖所示，光纖纖芯5直徑采用550微米纖芯。芯棒1和具有內(nèi)羅紋的套箍2采用與SMA905光纖接口標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的尺寸，以使該激光光纖耦合端子能夠兼容SMA905光纖接口。芯棒1的材料可選用銅或不銹鋼或多晶云母陶瓷材料，本實(shí)施例選用不銹鋼材料。在芯棒1的光纖耦合端加工形成凹臺(tái)3，此凹臺(tái)3形狀可以為柱面或錐面，本實(shí)施例選用柱面凹臺(tái)。環(huán)形軸套4的加工應(yīng)使其內(nèi)、外周尺寸與凹臺(tái)3的柱面與光纖芯徑5的外徑緊密配合，環(huán)形軸套的材料可以選用Al2O3晶體或YAG晶體材料，本實(shí)施例采用Al2O3晶體。軸套4與凹臺(tái)3的柱面之間可使用少量紫外固化光膠進(jìn)行膠合固定，涂膠的區(qū)域要嚴(yán)格控制，不可使膠水滲入凹臺(tái)底部平面。在固定纖芯5時(shí)，應(yīng)使纖芯5的端面相對(duì)芯棒1的光纖耦合端面凹進(jìn)0.5～1毫米，纖芯5與芯棒1的固定可采用膠合和機(jī)械夾緊的方式。裝配前，芯棒1、套箍2、軸套4采用分析純度乙醇中超聲清洗30分鐘以上。裝備完成后，該高功率激光光纖端子配合相應(yīng)的光學(xué)機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高功率(大于100瓦)、高峰值功率(大于200兆瓦/平方厘米)、高效率(大于90％)和長時(shí)間(大于200小時(shí))連續(xù)穩(wěn)定的激光光纖耦合運(yùn)行。
權(quán)利要求1.一種高功率激光光纖耦合端子，包括套在纖芯(5)外部的芯棒(1)，芯棒(1)外設(shè)有帶內(nèi)羅紋的套箍(2)，其特征在于在芯棒(1)的光纖耦合端面設(shè)有一凹臺(tái)(3)，使得光纖纖芯(5)與芯棒(1)之間在位于光纖耦合端面的一段距離內(nèi)沒有物理接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的高功率激光光纖耦合端子，其特征在于所述凹臺(tái)(3)的形狀可以為柱面或錐面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高功率激光光纖耦合端子，其特征在于芯棒(1)的材料可選用銅或不銹鋼或多晶云母陶瓷材料。
4.如權(quán)利要求1或2所述的高功率激光光纖耦合端子，其特征在于在凹臺(tái)(3)內(nèi)設(shè)有由非金屬晶體材料制成的環(huán)形軸套(4)，該環(huán)形軸套(4)的內(nèi)徑與纖芯的芯徑尺寸相配合，外徑與凹臺(tái)(3)內(nèi)徑相配合，高度小于凹臺(tái)的深度。
5.如權(quán)利要求4所述的高功率激光光纖耦合端子，其特征在于所述的環(huán)形軸套(4)的材料可以選用Al2O3晶體或YAG晶體。
專利摘要本實(shí)用新型屬于激光光纖耦合裝置，具體涉及一種高功率激光光纖耦合端子。其結(jié)構(gòu)包括套在纖芯外部的芯棒，芯棒外設(shè)有帶內(nèi)羅紋的套箍，在芯棒的光纖耦合端面設(shè)有一凹臺(tái)，使得光纖纖芯與芯棒之間在位于光纖耦合端面的一段距離內(nèi)沒有物理接觸。本實(shí)用新型可以與相應(yīng)的光學(xué)機(jī)構(gòu)方便地構(gòu)成激光光纖耦合裝置，實(shí)現(xiàn)高功率激光的光纖耦合，具有耐受功率高、耦合效率高、調(diào)解方便、抗干擾和失調(diào)能力強(qiáng)、長期工作可靠穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G02B6/26GK2884228SQ200620018960
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月4日
發(fā)明者劉濤, 安振杰, 談小虎, 何光 申請(qǐng)人:核工業(yè)理化工程研究院