專利名稱：用于可見光波段的光纖ld耦合結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及將激光器發(fā)射的激光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)變 換后耦合進(jìn)入光纖傳輸?shù)鸟詈掀骷?特別是針對可見光波段的光纖LD耦合器件。
背景技術(shù)：
光纖耦合激光器是一種將激光器發(fā)射的激光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)變換后耦合進(jìn)入 光纖傳輸?shù)钠骷?。由于目前激光顯示、醫(yī)療等領(lǐng)域的發(fā)展，使得人們對于可見 光波段的光纖耦合激光器的需求日益增加。但是由于用于可見光波段的光纖其 纖芯直徑僅有幾個(gè)微米，導(dǎo)致接收光纖纖芯處的功率密度過高，從而在長期使 用及制作過程中由于光纖端面易受到雜質(zhì)污染或磨損，雜質(zhì)在吸收大量光能后 實(shí)質(zhì)上會發(fā)生燒焦的小爆炸，光纖端面將出現(xiàn)不平整的凹點(diǎn)，光傳輸變得不均 勻，使得纖芯極易被燒壞，從而降低了系統(tǒng)的長期可靠性。已有中國專利公開 號為CN 1438503A的專利中對這一問題進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，并提出了一種解決 方案。該方案的光纖耦合結(jié)構(gòu)，是將一個(gè)單模光纖在軸向與第二個(gè)沒有纖芯也沒 有光功率的光學(xué)上均勻的玻璃光纖熔接在一起，后者的尺寸長度使從纖芯傳播 經(jīng)過的光在其間發(fā)散并以直線方式通過，而不接觸到第二根光纖的側(cè)壁。第二根 光纖被光學(xué)耦合到一個(gè)自聚焦透鏡。單模光纖和第二根光纖具有相同的直徑并 且裝在一個(gè)套管里。在該方案中，光進(jìn)入到無芯光纖或者是其它光介質(zhì)時(shí)不會 碰到管壁，不會像光纖一樣在里面有全反射發(fā)生，因此其主要是增加光進(jìn)入光 纖時(shí)的面積，光斑才莫式不會出現(xiàn)變化。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提出另外一種方案，既使光纖端面接收面積增大，同時(shí)還伴隨模式的改變。
本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案是 用于可見光波^:的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)，包括 一個(gè)帶有較大纖芯的和纖芯包層的第一光纖(101), 一個(gè)帶有較小纖芯的和纖芯包層的第二光纖(102)，
在同一軸向上，所述的第一光纖(101 )的端面(Sl )和相對的第二光纖(102 ) 端面(S2)熔接成一體，且第一光纖(101)的長度為腿量級，能保證光通過 時(shí)只有幾個(gè)低階模式出現(xiàn)。
進(jìn)一步的，所述的第一光纖(101)的纖芯包層外徑與所述的第二光纖(102) 的纖芯包層外徑相等。
進(jìn)一步的，所述的第一光纖(101)的纖芯包層與所述的第二光纖(102) 的纖芯包層外套接入一個(gè)毛細(xì)管套(201),所述的毛細(xì)管套(201)的內(nèi)徑與所 述的第一光纖(101)和第二光纖(102)的纖芯包層外徑相等。
所述的第一光纖(101)是單才莫光纖或者保偏光纖。所述的第二光纖(102) 是smf-28e光纖或者多;f莫光纖。
所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)前設(shè)有激光器(301)和光學(xué)透鏡組(302 )，激光 器(301)發(fā)出的激光經(jīng)過光學(xué)透鏡組(302 )變換的光束入射進(jìn)入所述的光纖 LD耦合結(jié)構(gòu)的前端面(S3)。
本方案中在單模光纖前熔接的一段mm數(shù)量級的smf-28e光纖或者多模光 纖，光進(jìn)入到這里面后，會像普通光纖一樣發(fā)生全反射，同時(shí)有光斑模式的變 化，又由于長度比較短，主要還是以幾個(gè)低階模式為主，這樣與單模光纖熔接 后，高斯模式的能量就直接進(jìn)入到單模光纖中，因此它不僅增加光進(jìn)入光纖時(shí)的面積，而且起到了改變光斑模式的作用，另外對LD耦合來說，靈敏度大大降 低。


圖la是第一光纖和第二光纖的示意圖； 圖lb是第一光纖和第二光纖熔接在一起的示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例的示意圖； 圖3是本實(shí)用新型的應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
本實(shí)用新型的具體方案就是在可見光波段的單模光纖或者保偏光纖的一端 的軸向上熔接一段mm數(shù)量級的smf-28e光纖或者多^i光纖制成光纖頭，通過增 大接收光纖的纖芯直徑來降低接收光纖上的功率密度，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的長期 可靠性，而且由于通?？梢姽獾腖D兩個(gè)方向的發(fā)散角差異較大，往往呈現(xiàn)方形 光斑，通過前一段光纖后可以使光斑形狀圓化，其中的基模成分會很容易進(jìn)入 到后面的光纖中。
參閱圖la和圖lb所示，為本實(shí)用新型的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)的裝配方法。該 方法需要一根適用于可見光波段的單模光纖或者保偏光纖的第二光纖102，以及 一段小于2mm的smf-28e光纖或者多模光纖的第一光纖101。如圖la所示，第 二光纖102和第一光纖IOI在軸向上被對準(zhǔn)，且二者待熔接的端面S1、 S2被切 割為與光纖軸垂直。圖lb所示為二者以光接觸的形式被熔接好后的情況。這里， smf-28e光纖或者多模光纖的纖芯直徑大于適用于可見光波段的單模光纖或者 保偏光纖的纖芯直徑，這就降低了接收光纖纖芯上的功率密度，從而提高了耦 合系統(tǒng)的長期可靠性。參閱圖2所示，是本實(shí)用新型的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)中光纖頭的裝配方法側(cè)視 圖。將幾個(gè)毫米的smf-28e光纖或者多模光纖的第一光纖101已經(jīng)與單模光纖 或者保偏光纖的第二光纖102熔接好后插入到毛細(xì)管套201中，該毛細(xì)管有一 個(gè)與第一光纖101和第二光纖102的光纖包層外徑相同的內(nèi)徑，熔接面被插入 到毛細(xì)管套201中。入射到光纖頭的光束首先進(jìn)入所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)的前 端面S3，即smf-28e光纖或者多;f莫光纖的第一光纖101的中以全反射的方式傳 輸后入射到適用可見光波段的單模光纖或者保偏光纖的第一光纖101的端面， 光束在第一光纖101傳輸過程中被整形，使得熔接了第一光纖101的第二光纖 102并沒有降低系統(tǒng)的耦合效率。
參閱圖3所示的是本實(shí)用新型的應(yīng)用示意圖。其中，301為激光器，如固體 激光器或半導(dǎo)體激光器，302為光學(xué)透鏡組，由一個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件構(gòu)成，使得 激光器301的輸出光匯聚在光纖頭303位置，光纖頭303即為本實(shí)用新型所述 的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)。由熔接幾毫米的SMF-28e光纖或者多^t光纖的第一光纖101 和適用于可見光波段的單?；蛘弑Ｆ饫w的第二光纖102構(gòu)成。在本光纖耦合 激光器結(jié)構(gòu)中，激光器301的輸出光的模場經(jīng)過光學(xué)透鏡組302進(jìn)行模場變換 后與光纖頭303中的第一光纖101模場匹配，且光纖頭303的位置與激光器301 的輸出光經(jīng)透鏡組302變換后束腰所處位置重合。
盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)， 在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本實(shí)用新型^L出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求1.用于可見光波段的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于包括一個(gè)帶有較大纖芯的和纖芯包層的第一光纖(101)，一個(gè)帶有較小纖芯的和纖芯包層的第二光纖(102)，在同一軸向上，所述的第一光纖(101)的端面(S1)和相對的第二光纖(102)端面(S2)熔接成一體，所述的第一光纖(101)的長度為mm量級。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的第一光纖(101 )的纖芯包層外徑與所述的第二光纖(102)的纖芯包層外徑相等。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的第一光纖(101)的纖芯包層與所述的第二光纖(102)的纖芯包層外套接入一個(gè)毛細(xì)管套(201)，所述的毛細(xì)管套(201)的內(nèi)徑與所述的第一光纖(101)和第二光纖(102)的纖芯包層外徑相等。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的第一光纖(101)是smf-28e光纖或者多模光纖。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的第二光纖(102)是單模光纖或者保偏光纖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)前設(shè)有激光器(301 )和光學(xué)透鏡組(302 ),激光器(301 )發(fā)出的激光經(jīng)過光學(xué)透鏡組(302 )變換的光束入射進(jìn)入所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)的前端面(S3)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于所迷的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)前設(shè)有激光器(301)和光學(xué)透鏡組(302 ),激光器(301 )發(fā)出的激光經(jīng)過光學(xué)透鏡組(302 )變換的光束入射進(jìn)入所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)的前端面(S3 )。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)前設(shè)有激光器(301 )和光學(xué)透鏡組(302 ),激光器(301 )發(fā)出的激光經(jīng)過光學(xué)透鏡組(302 )變換的光束入射進(jìn)入所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)的前端面(S3 )。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)前設(shè)有激光器(301)和光學(xué)透鏡組(302 )，激光器(301)發(fā)出的激光經(jīng)過光學(xué)透鏡組(302 )變換的光束入射進(jìn)入所述的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)的前端面(S3 )。
專利摘要本實(shí)用新型涉及激光領(lǐng)域，尤其涉及將激光器發(fā)射的激光經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)變換后耦合進(jìn)入光纖傳輸?shù)鸟詈掀骷?，特別是針對可見光波段的光纖LD耦合器件。本實(shí)用新型的光纖LD耦合結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)帶有較大纖芯的和纖芯包層的第一光纖(101)，一個(gè)帶有較小纖芯的和纖芯包層的第二光纖(102)，在同一軸向上，所述的第一光纖(101)的端面(S1)和相對的第二光纖(102)端面(S2)熔接成一體，所述的第一光纖(101)的長度為mm量級。本實(shí)用新型不僅增加光進(jìn)入光纖時(shí)的面積，降低接收光纖上的功率密度，進(jìn)而提高了系統(tǒng)的長期可靠性，而且起到了改變光斑模式的作用，另外對LD耦合來說，靈敏度大大降低。
文檔編號G02B6/02GK201413416SQ20092013921
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月22日
發(fā)明者礪 吳, 張華平, 旭 賈, 馬英俊, 黃鑫華 申請人:福州高意通訊有限公司