專利名稱：一種激光到光纖耦合頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光到光纖耦合頭，特別涉及一種帶有新型調(diào)諧裝置 的激光到光纖耦合頭。
背景技術(shù)：
激光到光纖耦合頭是一種用于將入射激光耦合到光纖的裝置。，圖l是 激光耦合到光纖的光學(xué)原理圖，從圖中可以看出，入射的激光經(jīng)過聚焦透
鏡16的折射匯聚到光纖15的內(nèi)部，最佳情況下垂直入射到光纖截面的中 心，從而達到通過光纖實現(xiàn)激光傳送的目的。在這一過程中，要實現(xiàn)激光 的準確折射，需要注意兩個問題 一是要準確調(diào)節(jié)聚焦透鏡16與光纖15 的距離，以使得兩者間的距離與聚焦透鏡16的焦距相適應(yīng)；二是要調(diào)節(jié) 入射激光與聚焦透鏡16間的角度，以使得入射激光經(jīng)過折射后可以到達 光纖15的最佳耦合位置。激光到光纖耦合頭的作用就是實現(xiàn)上述的激光 耦合到光纖的耦合過程，并在耦合過程中完成對角度與距離的調(diào)節(jié)。
從激光到光纖耦合頭的功能可以知道，耦合頭的調(diào)諧精度是判斷耦合 頭質(zhì)量優(yōu)劣與耦合效率高低的關(guān)鍵。圖2是現(xiàn)有技術(shù)中常見的激光到光纖 耦合頭的側(cè)視圖，從圖中可以看出，該耦合頭主要包括光纖接入處1、水 平板2、調(diào)節(jié)螺絲3、基座6以及橡膠圏14。其中的水平板2中安裝有聚 焦透鏡，通過對光纖接入處1的旋轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)水平板2與光纖間的距離，從 而達到調(diào)節(jié)聚焦透鏡與光纖間距離的目的；而通過橡膠圈14與調(diào)節(jié)螺絲3 之間的配合，則可以實現(xiàn)對水平板2的調(diào)節(jié)，從而調(diào)整激光入射的角度。 該耦合頭中所采用的橡膠圈14為環(huán)形橡膠圈，它被放置于水平板2與基 座6之間的中心位置，橡膠圈14除了可以配合調(diào)節(jié)螺絲3實現(xiàn)對激光入 射角度的調(diào)節(jié)外，還具有封閉激光傳播路徑的作用。
現(xiàn)有技術(shù)中的此類耦合頭的缺點在于
1、耦合頭中所采用的橡膠圈在一段時間后容易發(fā)生老化現(xiàn)象，使得 橡膠圈回復(fù)形變的張力和幅度減小，從而造成調(diào)節(jié)螺絲3上的螺紋和基座上 的螺孔的螺紋吻合緊密度降低，進而導(dǎo)致調(diào)節(jié)精度大大降低、調(diào)節(jié)的幅度變小，最終降低了耦合效率，影響激光到光纖耦合頭的使用；
2、耦合頭中所采用的橡膠圈的彈性系數(shù)不容易準確定制，增加了耦
合頭調(diào)節(jié)的難度。
在申請?zhí)枮? 574 702的加拿大申請中，對前述的采用橡膠圈調(diào)節(jié)焦 距與角度的激光到光纖耦合頭有相關(guān)的說明。在現(xiàn)有技術(shù)中，還存在其它 類型的激光到光纖耦合頭，但這些耦合頭也存在著構(gòu)造比較復(fù)雜，價格昂 貴，在規(guī)?；褂脮r不易降低成本的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
因此，齊發(fā)明的任務(wù)是克服現(xiàn)有激光到光纖耦合^中由于部件老化產(chǎn) 生的調(diào)節(jié)精度降低的缺陷，從而提供一種調(diào)節(jié)精度高、結(jié)構(gòu)簡單的激光到 光纖耦合頭。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種激光到光纖耦合頭，包括光纖 接入處、基座以及調(diào)節(jié)裝置；所述的調(diào)節(jié)裝置包括水平板、調(diào)節(jié)螺絲以及 磁鐵，其中，所述的光纖接入處連接到所述的水平板的一端，所述的水平 板與所述的基座之間安裝有磁鐵，所述的調(diào)節(jié)螺絲穿過所述的水平板安裝 在所述的水平板與所述的基座之間；所述水平板上開有用于安裝所述調(diào)節(jié) 螺絲的螺孔。
上述技術(shù)方案中，還包括用于封閉激光傳播路徑的封閉罩，所述的封 閉罩位于所述的水平板和所述的基座之間。
上述技術(shù)方案中，還包括用于鎖定所述激光到光纖耦合頭的耦合角度 的固定螺絲，所述的固定螺絲安裝在所述水平板上。
上述技術(shù)方案中，所述的水平板上有一個圓柱狀的凸起，所述凸起的 長度與直徑與所述光纖接入處底端中心的圓孔相匹配，所述凸起與所述圓 孔間光滑連接。
上述技術(shù)方案中，所述的調(diào)節(jié)螺絲有三個，所述的三個調(diào)節(jié)螺絲在所 述的水平板上呈正三角形或等腰三角形分布。
上述技術(shù)方案中，所述的磁鐵為環(huán)狀永磁鐵，安裝時套在所述調(diào)節(jié)螺 絲上。
上述技術(shù)方案中，所述的磁鐵為永^磁鐵，與所述的調(diào)節(jié)螺絲(3)在 相鄰位置安裝。
上述技術(shù)方案中，所述的磁鐵以正三角形或等腰三角形分布在所述水平板和基座之間。
上述技術(shù)方案中，所述的磁鐵為一個環(huán)狀永磁鐵，位于所述水平板與 所迷基座之間的中心位置。
上述技術(shù)方案中，所述水平板上的螺孔與所述調(diào)節(jié)螺絲上的螺紋相吻 合，而在所述基座上有用于固定所述調(diào)節(jié)螺絲的凹槽。
本發(fā)明的優(yōu)點在于
1、 本發(fā)明的激光到光纖耦合頭采用磁鐵替代原有的橡膠圈，可以克 服橡膠圈由于老化所帶來的調(diào)節(jié)精度降低的缺陷。
2、 本發(fā)明的激光到光纖耦合頭中，由于調(diào)節(jié)螺絲提供一個向外的支 ,撐力，因此，在基座上只需要在對應(yīng)位置力？工生成凹槽，而無需加工成螺 孔，具有易于加工的優(yōu)點。
3、 本發(fā)明的激光到光纖耦合頭在擦拭或更換位于水平板中的聚焦透 鏡時，可克服磁體吸力直接將基座和水平板掰開，而無需將光纖接入處從 水平板上卸下，這樣就避免了在拆裝聚焦透鏡前后，透鏡和光纖的距離發(fā) 生變動，克服了擦拭或更換完聚焦透鏡后需重新調(diào)節(jié)聚焦透鏡和光纖15 間距離的缺陷。
4、 本發(fā)明的激光到光纖耦合頭中，由于水平板和基座間通過磁鐵連 接，當水平板需要更換時，只需將原有水平板拆卸下，更換上新的水平板 即可，而不需要整體更換，不但方便，也節(jié)省了成本。
5、 本發(fā)明的激光到光纖耦合頭中，磁鐵的吸附力使得調(diào)節(jié)螺絲的螺紋 和水平板上的螺孔的螺紋吻合的更加緊密，加大了調(diào)節(jié)的精度。
6、 本發(fā)明的激光到光纖耦合頭中，光纖接入處與水平板之間水平連 接，使得調(diào)節(jié)光纖接入處時，光纖的光軸位置不發(fā)生變化，保證了耦合頭 的調(diào)節(jié)精度。
以下，結(jié)合附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例，其中
圖1為激光耦合到光纖的光學(xué)原理圖2為現(xiàn)有技術(shù)中常見的激光到光纖耦合頭的側(cè)視圖3為本發(fā)明的激光到光纖耦合頭在一個實施方式中的側(cè)視圖4為本發(fā)明的激光到光纖耦合頭中聚焦透鏡所在位置的示意圖5為本發(fā)明的激光到光纖耦合頭在一個實施方式中的仰視圖；圖6為本發(fā)明的激光到光纖耦合頭在一個實施方式中的俯視圖； 圖7為本發(fā)明的激光到光纖耦合頭在另 一個實施方式中的側(cè)視圖。
圖面說明
1 光纖接入處2水平板3調(diào)節(jié)螺絲
10 磁鐵5封閉罩6基座
7 探測孔8固定螺絲9輸入口
每 錄15光纖16聚焦透鏡
17 圓孑L18水平板上的圓柱狀凸起
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明的激光到光纖耦合頭進行說明。
圖3、圖5和圖6是對本發(fā)明的一種實施方式的說明，其中，圖3是 一個激光到光纖耦合頭的側(cè)視圖，圖5是該耦合頭的俯視圖，圖6則是仰 視圖。從上述附圖可以看出，在該實施例中，所述的激光到光纖耦合頭包 括光纖接入處l、水平板2、調(diào)節(jié)螺絲3、基座6、封閉罩5以及磁鐵10。
光纖接入處1整體上呈瓶蓋狀，在所述瓶蓋的頂端中部還向外凸出有 一個中空的圓柱體，光纖接入處1的底端中心有一個圓孔17，該圓孔17 用于與水平板2的相應(yīng)部件結(jié)合，起到連接以及調(diào)節(jié)水平板2和光纖接入 處1之間距離的作用。
本發(fā)明中的水平板2、調(diào)節(jié)螺絲3以及磁鐵IO組成一個調(diào)節(jié)裝置，該 調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)激光的入射角度。如圖3所示，其中的水平板2的一面 有用于安裝光纖接入處1的接口 ，實現(xiàn)光纖接入處1與水平板2間的連接， 另一面則緊貼封閉罩5。如圖4所示，其中，所述的接口為一個圓柱狀的 凸起18,其長度與直徑應(yīng)當與光纖接入處1上的對應(yīng)圓孔17相匹配。所 述凸起18與圓孔17間光滑連接，使得調(diào)節(jié)光纖接入處1時，光纖的光軸 位置不發(fā)生變化。所述凸起18的內(nèi)部腔中空，在腔內(nèi)通過環(huán)形楔子固定 一個聚焦透鏡16,在固定所述的聚焦透鏡16時，應(yīng)當保證聚焦透鏡16的 光軸總是垂直于水平板2。通過對光纖接入處1的調(diào)節(jié)，即可實現(xiàn)聚焦透 鏡16與光纖15間的距離調(diào)節(jié)，使聚焦透鏡16的焦點在光纖橫截面附近， 以保證激光光束全部聚焦入光纖15內(nèi)，達到最佳的聚焦距離。
磁鐵10安裝在水平板2與基座6之間，利用磁鐵10對金屬的吸引力而產(chǎn)生的拉力以及調(diào)節(jié)螺絲3的支撐力實現(xiàn)對水平板2的調(diào)節(jié)。由于調(diào)節(jié) 螺絲3在本實施例中提供一個向外的支撐力，因此，在基座6上只需要在 對應(yīng)位置加工生成凹槽，而無需加工成螺孔。當安裝在水平板2腔內(nèi)的聚 焦透鏡16需要擦拭或更換時，只需要克服磁體吸力用力地將基座6和水 平板2掰開，卸下固定聚焦透鏡16內(nèi)用來固定透鏡的圓環(huán)形的楔子，從 水平板2的通光處直接將聚焦透鏡拿出，當擦拭完聚焦透鏡16再次裝上 后，再將水平板2和基座6連在一起。在現(xiàn)有技術(shù)中的激光到光纖耦合頭 中，當需要擦拭或更換聚焦透鏡16時，首先將光纖接入處1從水平板2 上卸下，然后取出水平板2腔內(nèi)的聚焦透鏡16,接著對聚焦透鏡16做進 一步的處理。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本實施方式中，由于在拆卸聚焦透鏡時， 不需要將光纖接入處1從水平板2上卸下，且磁鐵10和調(diào)節(jié)螺絲3的位 置在拆裝前后也基本沒有改變，因此透鏡的焦距和角度也基本沒有改變， 這樣就避免了在拆裝聚焦透鏡16前后，透鏡和光纖的距離發(fā)生變動，使 得擦拭或更換完聚焦透鏡后無需重新調(diào)節(jié)聚焦透鏡16和光纖15間距離的 缺陷。另外，由于水平板2和基座6間通過磁鐵連接，方便拆卸，當水平 板2需要更換時，只需將原有水平板拆卸下，更換上新的水平板即可，而 不需要整體更換，不但方便，也節(jié)省了成本。磁鐵10的吸附力也使調(diào)節(jié)螺 絲3的螺紋和水平板2上的螺孔的螺紋吻合的更加緊密，加大了調(diào)節(jié)的精度。 本實施例中的;茲鐵10為環(huán)狀的永》茲名失，該環(huán)狀永;茲4失環(huán)套在調(diào)節(jié)螺絲3 處于水平板2和基座6之間的部分，與前述實施方式相類似，本實施方式 中的調(diào)節(jié)螺絲3與磁鐵10的數(shù)量、安裝位置以及相互間的配合關(guān)系可以 有多種實現(xiàn)手段，調(diào)節(jié)螺絲3和環(huán)形的永久磁鐵10安裝在水平板上時，可 以呈正三角分布或等腰三角形分布。調(diào)節(jié)螺絲3和磁鐵10也可以分開安裝， 此時磁鐵10可采用一般的永磁鐵，調(diào)節(jié)螺絲3和磁鐵10各自以正三角或等 腰三角形分布在水平板2和基座6之間。
在水平板2與基座6之間夾有封閉罩5，封閉罩5的作用是對激光的 傳播路徑進行封閉，以防止激光在傳播的過程中受到干擾。封閉罩5本身 呈環(huán)狀，可由海綿、鐵皮等材料制成。
激光到光纖耦合頭在使用過程中將基座6固定在激光器的激光輸出口 上。如圖6所示，基座6本身呈環(huán)狀空心型，在基座6的底部有圓形的輸 入口 9,入射的激光束通過該輸入口進入到耦合頭中，經(jīng)過封閉罩5，發(fā) 送到聚焦透鏡16上。在基座6上還有一個探測3.L 7,探測孔7位于基座6的側(cè)面，各種外接的探測器通過探測孔7可探測到入射激光的各種參數(shù)， 如輸入激光的功率、能量等，通過對激光輸入功率的進一步測量，可以得 到激光耦合的效果，從而知道激光的入射角度是否正確，透鏡與光纖間的 距離是否合適等。通過對激光能量的測量，可以了解激光能量的變化，激 光器的工作情況等。另外，探測孔上還可以置有調(diào)節(jié)螺紋，用以調(diào)節(jié)各種
探測器的位置，并且在探測孔上還可以置有固定裝置，用以固定數(shù)據(jù)線， 并且通過對:探測孔的封裝，保證激光光束和空氣的隔離。與現(xiàn)有的激光到 光纖耦合頭中的相應(yīng)基座相比，本實施例中的基座6的結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變， 因此，在本實施例中，不對其結(jié)構(gòu)做進一步說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 參考現(xiàn)，技術(shù)即可實現(xiàn)。 ，
利用本實施例的激光到光纖的耦合頭實現(xiàn)激光到光纖耦合的過程如
下所要耦合的激光首先從基座6底部的輸入口 9入射，穿過封閉罩5后， 照射到水平板2中的聚焦透鏡16上，經(jīng)過聚焦透鏡16的折射，將入射激 光傳送到光纖15中。在這一入射過程中，可能激光的入射角度、聚焦透 鏡16與光纖15間的距離都存在著誤差，此時，需要對本發(fā)明的激光到光 纖耦合頭進行調(diào)節(jié)，其調(diào)節(jié)順序如下首先通過調(diào)節(jié)螺絲3調(diào)節(jié)水平板， 使激光垂直射入光纖15的截面，然后水平調(diào)節(jié)光纖接入處1，以調(diào)節(jié)聚焦 透鏡16和光纖15的距離，使透鏡焦點在光纖截面附近，并且在調(diào)節(jié)光纖 接入處1的過程中要保證透鏡的光軸和光纖的光軸始終重合。
在上述實施例中，在水平板2還可以安裝固定螺絲8，通過該固定螺 絲8可將整個激光到光纖耦合頭的耦合角度鎖定，使其保持不變，固定螺 絲的具體位置可根據(jù)具體要求排布。
本發(fā)明的激光到光纖耦合頭還存在其它的實現(xiàn)方式，如圖7所示，在 另一個實施例中，所述的磁鐵10只是一個較大的環(huán)狀》茲鐵，它被放置于水 平板2與基座6之間的中心位置，除了作為調(diào)節(jié)裝置的 一部分用于調(diào)節(jié)激 光入射角度外，還可以替代封閉罩5，實現(xiàn)對激光傳播路徑的封閉。
最后所應(yīng)說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。 盡管參照實施例對本發(fā)明進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理 解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案 的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。
權(quán)利要求
1、一種激光到光纖耦合頭，包括光纖接入處(1)、基座(6)以及調(diào)節(jié)裝置；其特征在于，所述的調(diào)節(jié)裝置包括水平板(2)、調(diào)節(jié)螺絲(3)以及磁鐵(10)，其中，所述的光纖接入處(1)連接到所述的水平板(2)的一端，所述水平板(2)的另一端與所述的基座(6)之間安裝有磁鐵(10)，所述的調(diào)節(jié)螺絲(3)穿過所述的水平板(2)安裝在所述的水平板(2)與所述的基座(6)之間；所述水平板(2)上開有用于安裝調(diào)節(jié)螺絲(3)的螺孔。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光到光纖耦合頭，其特征在于，還包括 用于封閉激光傳播路徑的封閉罩(5),所述的封閉罩(5)位于所述的水 平板(2)和所述的基座(6)之間。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光到光纖耦合頭，其特征在于，還 包括用于鎖定所述激光到光纖耦合頭的耦合角度的固定螺絲(8)，所述的 固定螺絲(8)安裝在所述水平板(2)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光到光纖耦合頭，其特征在于，所 述的水平板(2)上有一個圓柱狀的凸起(18)，所述凸起(18)的長度與 直徑與所述光纖接入處(1 )底端中心的圓孔(17 )相匹配，所述凸起(18 ) 與所述圓孔(17)間光滑連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光到光纖耦合頭，其特征在于，所 述的調(diào)節(jié)螺絲(3)有三個，所述的三個調(diào)節(jié)螺絲(3)在所述的水平板(2) 上呈正三角形或等腰三角形分布。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光到光纖耦合頭，其特征在于，所述的 磁鐵(10)為環(huán)狀永磁鐵，安裝時套在所述調(diào)節(jié)螺絲(3)上。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的激光到光纖耦合頭，其特征在于，所述的 磁鐵(10)為永磁鐵，與所述的調(diào)節(jié)螺絲(3)在相鄰位置安裝。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光到光纖耦合頭，其特征在于，所 述的磁鐵(10 )以正三角形或等腰三角形分布在所述水平板(2 )和基座(6 ) 之間。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光到光纖耦合頭，其特征在于，所述的 磁鐵(10)為一個環(huán)狀永磁鐵，位于所述水平板(2)與所述基座(6)之 間的中心位置。
10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光到光纖耦合頭，其特征在于，所述水 平板(2 )的螺孔與所述調(diào)節(jié)螺絲(3 )上的螺紋相吻合，而在所述基座(6 ) 上有用于固定所述調(diào)節(jié)螺絲(3)的凹槽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光到光纖耦合頭，包括光纖接入處、基座以及調(diào)節(jié)裝置；所述的調(diào)節(jié)裝置包括水平板、調(diào)節(jié)螺絲以及磁鐵，其中，所述的光纖接入處連接到所述的水平板的一端，所述的水平板與所述的基座之間安裝有磁鐵，所述的調(diào)節(jié)螺絲穿過所述的水平板安裝在所述的水平板與所述的基座之間；所述水平板上開有螺孔，所述螺孔與所述調(diào)節(jié)螺絲上的螺紋相吻合，而在所述基座上有用于固定所述調(diào)節(jié)螺絲的凹槽。本發(fā)明采用磁鐵替代原有的橡膠圈，可以克服橡膠圈由于老化所帶來的調(diào)節(jié)精度降低的缺陷；還具有易加工、易拆卸、調(diào)節(jié)精度高的優(yōu)點。
文檔編號G02B6/26GK101295056SQ20071017753
公開日2008年10月29日 申請日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者濤 房, 勇 畢, 賈中達, 光 鄭 申請人:北京中視中科光電技術(shù)有限公司;中國科學(xué)院光電研究院