一種減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)，所述的端帽結(jié)構(gòu)由端帽柱體部分和端帽錐體部分組成，其特征在于：在端帽錐體部分的錐面表面做出階梯狀紋路，且紋路從端帽側(cè)面觀察呈鋸齒狀。本實(shí)用新型在實(shí)際使用過程中，端帽階梯狀的紋路打破錐體表面與空氣間平滑的界面，使傳播到此界面上的反饋光無法產(chǎn)生全反射，或者使反饋光經(jīng)過錐體表面反射嚴(yán)重偏離，從而達(dá)到減少反饋光耦合進(jìn)入光纖的目的。
【專利說明】一種減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能有效減少反向反饋光進(jìn)入傳輸光纖，屬于高功率激光光纖傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]激光光纖傳輸系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于激光加工工業(yè)領(lǐng)域。激光光束經(jīng)過光纖傳輸后輸出，通過準(zhǔn)直鏡及聚焦系統(tǒng)，作用于工件表面。相較于傳統(tǒng)的空間激光傳輸，光纖傳輸可以實(shí)現(xiàn)可靠的遠(yuǎn)距離柔性傳輸，具有更大的靈活性。激光光纖傳輸系統(tǒng)中激光從傳輸光纖一段輸出。隨著技術(shù)的進(jìn)步，激光輸出功率提高，傳輸光纖輸出端面面積一定的情況下，端面承受的激光功率密度提高。
[0003]在中高功率激光輸出功率下，僅僅是普通光纖端面無法承受如此高的激光功率密度。此時(shí)，需要在光纖激光輸出端接上一段熔融石英棒作為端帽。激光從光纖輸出后進(jìn)入端帽，在折射率均勾的石央端帽中激光光束發(fā)散。激光光束在端帽中傳播一段距尚后從端帽輸出進(jìn)入空間，此時(shí)端帽激光輸出端面光功率密度相較于直接從光纖端面輸出時(shí)大大減小至石英表面能承受的光功率范圍內(nèi)，增加了激光輸出的可靠性。同時(shí)端帽激光輸出端面可鍍高激光損傷閾值的光增透膜，減少由于激光在端面反射產(chǎn)生的光功率損耗。
[0004]為了方便光纖與端帽的熔接，一般將端帽后半段與光纖連接的部分制作成具有一定角度的錐體，錐體一端的小面與光纖連接。
[0005]在激光傳輸系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用過程中，被加工工件表面反射的激光可能進(jìn)入端帽，形成反饋光。端帽中傳輸?shù)囊欢ń嵌鹊姆答伖獗欢嗣眰?cè)表面特別是錐體端錐面表面反射，可能被反向耦合進(jìn)入光纖，對激光傳輸系統(tǒng)以及前段的激光發(fā)生部分產(chǎn)生不利的影響。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的為了克服上述現(xiàn)有端帽在應(yīng)用過程中對反饋光防護(hù)能力若弱的問題，而提供一種減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的端帽結(jié)構(gòu)在端帽錐體部分的表面制作鋸齒狀紋路，打破錐體表面與空氣間平滑的界面，使傳播到此界面上的反饋光無法產(chǎn)生全反射，或者使反饋光經(jīng)過錐體表面反射嚴(yán)重偏離，從而達(dá)到減少反饋光耦合進(jìn)入光纖的目的。
[0007]本實(shí)用新型的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)，所述的端帽結(jié)構(gòu)由端帽柱體部分和端帽錐體部分組成，其特征在于:在端帽錐體部分的錐面表面做出階梯狀紋路，且紋路從端帽側(cè)面觀察呈鋸齒狀。
[0009]所述的端帽是由熔融石英的材料制作而成，輸出端為端帽柱體部分，與光纖連接端為端帽錐體部分；端帽錐體部分的尖端小面與光纖端面熔接。
[0010]所述端帽柱體部分的橫截面直徑大于激光從端帽輸出的光斑直徑。
[0011]所述的端帽錐體部分的尖端小面要大于所連接的光纖包層直徑加上兩邊鋸齒紋路深度，錐角要大于激光在端帽中傳播的發(fā)散角，保證所有激光從端帽激光輸出端面輸出。
[0012]所述的端帽錐體部分的錐面鋸齒狀紋路密度盡可能的大，使得每個(gè)鋸齒盡可能尖銳。要求紋路深度不能過大，不能影響光在端帽中的正向傳播。
[0013]本實(shí)用新型對比已有技術(shù)具有以下有益效果:
[0014]本實(shí)用新型提出了一種減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)，在端帽錐體部分的表面制作鋸齒狀紋路，打破錐體表面與空氣間平滑的界面，使傳播到此界面上的反饋光無法產(chǎn)生全反射，或者使反饋光經(jīng)過錐體表面反射嚴(yán)重偏離，從而達(dá)到減少反饋光耦合進(jìn)入光纖的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為現(xiàn)有端帽反饋光耦合進(jìn)入光纖的示意圖；
[0016]圖2為本實(shí)用新型端帽結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3為本實(shí)用新型端帽在有反饋光情況下的示意圖。
[0018]標(biāo)號(hào)說明:
[0019]I為端帽柱體部分，2為端帽錐體部分，3為光纖，4為鋸齒紋路，5為端帽錐體小面?！揪唧w實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0021]如圖2所示，一種減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)，所述的端帽結(jié)構(gòu)由端帽柱體部分I和端帽錐體部分2組成，其特征在于:在端帽錐體部分2的錐面表面做出階梯狀紋路，且紋路從端帽側(cè)面觀察呈鋸齒紋路4。所述的端帽是由熔融石英的材料制作而成，輸出端為端帽柱體部分1，與光纖3連接端為端帽錐體部分2 ;端帽錐體部分2的尖端小面5與光纖3端面熔接。所述端帽柱體部分I的橫截面直徑大于激光從端帽輸出的光斑直徑。所述的端帽錐體部分2的尖端小面要大于所連接的光纖3包層直徑加上兩邊鋸齒紋路深度，錐角要大于激光在端帽中傳播的發(fā)散角，保證所有激光從端帽激光輸出端面輸出。所述的端帽錐體部分2的錐面鋸齒狀紋4路密度盡可能的大，使得每個(gè)鋸齒盡可能尖銳。要求紋路深度不能過大，不能影響光在端帽中的正向傳播。
[0022]其中端帽柱體部分I直徑與端帽整體長度設(shè)置要合適，保證所有激光從端帽輸出端面出射。端帽錐體部分2錐角要大于從光纖射入端帽的激光光束發(fā)散角。
[0023]鋸齒狀紋路的密度由加工工藝限定，密度盡可能的大，使得每個(gè)鋸齒越尖銳越好。紋路的深度不要過大，加工好后的紋路不能阻礙正向激光光束在端帽中的傳播，保證正向激光從端帽端面出射。
[0024]端帽端面輸出光束光斑直徑D與端帽長度L有如下關(guān)系:
【權(quán)利要求】
1.一種減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)，所述的端帽結(jié)構(gòu)由端帽柱體部分和端帽錐體部分組成，其特征在于:在端帽錐體部分的錐面表面做出階梯狀紋路，且紋路從端帽側(cè)面觀察呈鋸齒狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的端帽是由熔融石英的材料制作而成，輸出端為端帽柱體部分，與光纖連接端為端帽錐體部分；端帽錐體部分的尖端小面與光纖端面熔接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述端帽柱體部分的橫截面直徑大于激光從端帽輸出的光斑直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)，其特征在于:端帽錐體部分的尖端小面要大于所連接的光纖包層直徑加上兩邊鋸齒紋路深度，錐角要大于激光在端帽中傳播的發(fā)散角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少反饋光進(jìn)入光纖的端帽結(jié)構(gòu)，其特征在于:端帽錐體部分的錐面鋸齒狀紋路密度盡可能的大，使得每個(gè)鋸齒盡可能尖銳。
【文檔編號(hào)】G02B6/36GK203480079SQ201320599843
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】李榕, 閆大鵬, 李成, 李立波, 施建宏 申請人:武漢銳科光纖激光器技術(shù)有限責(zé)任公司