專利名稱：制備一體化光纖激光準(zhǔn)直器的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于激光光纖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制備一體化光纖激光準(zhǔn)直器的
直O(jiān)
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的激光光纖準(zhǔn)直器中，通常采用將準(zhǔn)直透鏡和光纖端面膠合的方法，將制作好的自聚焦透鏡、非球面透鏡、球面透鏡或透鏡組粘合在光纖端面上，這種方法制作的準(zhǔn)直器存在以下問題1、存在裝調(diào)誤差，影響準(zhǔn)直效果；2、光路中粘合劑在高功率激光中易損壞；3、檢測與制作不同步，難以控制準(zhǔn)直器精度，廢品率高。為了提高準(zhǔn)直器性能，人們進(jìn)行了大量研究工作。例如中國專利“新型光纖準(zhǔn)直器”021123 . 2提出了一種加入連接件的準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)，通過將連接件分別與光纖和準(zhǔn)直透鏡粘合的方式，避免了粘合劑進(jìn)入光路。 但是其不能解決裝調(diào)誤差，檢測與制作不同步的問題。同時連接件的引入造成了光纖和準(zhǔn)直透鏡間存在空氣間隙，當(dāng)光束通過時會產(chǎn)生回波反射而損失能量。現(xiàn)有準(zhǔn)直器的問題在于準(zhǔn)直透鏡和光纖存在裝調(diào)誤差，準(zhǔn)直效果檢測與準(zhǔn)直器制作不同步。近年來，液滴透鏡制作的技術(shù)發(fā)展迅速，主要有光刻膠熱熔成型法、模壓成型法、噴墨印刷式技術(shù)等。液滴微透鏡及其陣列器件在光束整形、光束耦合、復(fù)眼透鏡、集成成像等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。例如中國專利“一種非球面微透鏡陣列制作裝置 (200810196753. 9)”，提出了將光固膠液滴置于平板電容之間，利用電場操控面形并利用紫外光固化的非球面微透鏡陣列制作裝置，具有表面光潔度高，工藝簡單、重復(fù)性高、成本低的優(yōu)點。但是采用光學(xué)玻璃材料形成液滴透鏡，通過交直流電場控制液滴透鏡面形在光纖端面制作準(zhǔn)直器，將檢測準(zhǔn)直效果與準(zhǔn)直器制作同步進(jìn)行的報道，迄今為止尚未見到。
發(fā)明內(nèi)容解決光纖激光準(zhǔn)直技術(shù)中存在裝調(diào)誤差、粘合劑和空氣間隙易損傷光纖端面，檢測與制造不同步的問題，本實用新型提供一種新設(shè)計的制備一體化光纖激光準(zhǔn)直器的裝置。具體的技術(shù)解決方案如下制備一體化光纖激光準(zhǔn)直器的裝置包括透明或網(wǎng)狀的上電極、下電極、高壓交直流電源、固化機(jī)構(gòu)和光束發(fā)散角檢測裝置；所述下電極中部設(shè)有通孔，所述通孔的下端口內(nèi)設(shè)有定位凸環(huán)；所述固化機(jī)構(gòu)為環(huán)形金屬加熱盤，位于下電極的上表面中部的通孔處；所述光束發(fā)散角檢測裝置設(shè)于上電極的上方；所述光束發(fā)散角檢測裝置包括分光鏡、反射鏡和兩只探測器，分光鏡位于反射鏡的下方，二者之間平行，二者與水平面之間呈45度角，與分光鏡對應(yīng)的一側(cè)設(shè)有第一探測器，與反光鏡對應(yīng)的一側(cè)設(shè)有第二探測器；光束發(fā)散角檢測裝置的分光鏡與下電極的通孔對應(yīng)。所述上電極和下電極之間的間距為2 20毫米。所述斗狀的套管最大處內(nèi)直徑為0.5_15mm。[0009]本實用新型與已有技術(shù)相比較具有以下幾方面的優(yōu)點1、本實用新型將電場調(diào)控液滴面形、液滴微透鏡固化和透鏡面形與準(zhǔn)直效果實時檢測結(jié)合起來，實時檢測光束發(fā)散角使準(zhǔn)直器達(dá)到最佳工作狀態(tài)；保證了制作與檢測同步， 大大提高制作精度降低廢品率。2、本實用新型裝置制得的一體化的光纖激光準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)準(zhǔn)直效果好，沒有裝調(diào)誤差；光路中沒有空氣間隙和粘合劑，降低了端面光能損耗，減小了端面損傷幾率，提高能量傳輸閾值。

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型制得的一體化光纖激光準(zhǔn)直器示意圖。其中1-纖芯、2-光纖、3-套管、4-液滴透鏡、5-下電極、6-金屬加熱盤、7-上電極、8-光束發(fā)散角檢測裝置、9-高壓交直流電源、10-分光鏡，11-反射鏡，12-第二探測器B 和13-第一探測器A。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型作進(jìn)一步地說明。實施例參見圖1，制備一體化光纖激光準(zhǔn)直器的裝置包括透明或網(wǎng)狀的上電極7、下電極 5、高壓交直流電源9、固化機(jī)構(gòu)和光束發(fā)散角檢測裝置8。下電極7中部開設(shè)有通孔，通孔的下端口內(nèi)設(shè)有定位凸環(huán)；固化機(jī)構(gòu)為環(huán)形金屬加熱盤6，位于下電極5上表面中部的通孔處；光束發(fā)散角檢測裝置8安裝于上電極7的上方。光束發(fā)散角檢測裝置8包括分光鏡10、 反射鏡11和兩只探測器；分光鏡10位于反射鏡11的下方，且二者平行，二者與水平面之間呈45度角，與分光鏡10對應(yīng)的一側(cè)安裝有第一探測器A13，與反射鏡11對應(yīng)的一側(cè)安裝有第二探測器B12 ；光束發(fā)散角檢測裝置8的分光鏡10與下電極5的通孔對應(yīng)。上電極和下電極之間的間距為2 20毫米。環(huán)形金屬加熱盤的工作溫度為100-700°C。參見圖2，被加工件為一體化光纖激光準(zhǔn)直器。其中光纖2的一端連接著斗狀的套管3，且光纖2的端部伸入套管3內(nèi)；套管3內(nèi)設(shè)有液滴透鏡4，液滴透鏡4底部連接著光纖，液滴透鏡4頂部形狀為曲面，且位于套管外部。斗狀的套管最大處內(nèi)直徑為5mm。將一體化光纖激光準(zhǔn)直器的套管3處液滴透鏡4豎直固定于接地的下電極5的通孔處，使液滴透鏡4的頂部與上方透明的上電極7對應(yīng)，升高金屬加熱盤6溫度使液滴透鏡 4融化，接通高壓交直流電源9。光纖2出射的發(fā)散光經(jīng)液滴透鏡4準(zhǔn)直之后，透過上電極 7被到達(dá)光束發(fā)散角檢測裝置8，到達(dá)光束發(fā)散角檢測裝置8的準(zhǔn)直光束被分光鏡10分為兩部分一部分到達(dá)第一探測器A13，得到光斑直徑測量值al，另一部分經(jīng)反射鏡11后到達(dá)第二探測器B12，得到光斑直徑測量值a2，光束到達(dá)第一探測器A13和第二探測器B12之間的光程差為L。根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算出光束發(fā)散角〃，光束發(fā)散角θ為 計算機(jī)將計算得出的電壓信號發(fā)送給高壓交直流電源9，在交直流電場的作用下改變液滴透鏡表面形狀，光束發(fā)散角θ也隨之改變，反復(fù)調(diào)節(jié)電壓參數(shù)直至獲得理想的光束發(fā)散角，此時降低金屬加熱盤6溫度固化液滴透鏡4得到一體化光纖激光準(zhǔn)直器。此實例通過一系列的措施實現(xiàn)了一體化光纖激光準(zhǔn)直方法，實現(xiàn)了電場操控液滴透鏡面形、實時檢測準(zhǔn)直效果的方法與裝置，與其他光纖準(zhǔn)直器件相比，具有加工成本低、 結(jié)構(gòu)簡單、免裝調(diào)、準(zhǔn)直效果好、實時檢測制造過程和準(zhǔn)直效果的特點。本實用新型利用液滴透鏡在光纖端面直接制作準(zhǔn)直透鏡，通過交直流電場控制準(zhǔn)直透鏡面形，能夠?qū)崟r檢測準(zhǔn)直光束參數(shù)當(dāng)達(dá)到最佳準(zhǔn)直效果時固化準(zhǔn)直透鏡得到最優(yōu)化的準(zhǔn)直器。
權(quán)利要求1.制備一體化光纖激光準(zhǔn)直器的裝置，其特征在于包括透明或網(wǎng)狀的上電極、下電極、高壓交直流電源、固化機(jī)構(gòu)和光束發(fā)散角檢測裝置；所述下電極中部設(shè)有通孔，所述通孔的下端口內(nèi)設(shè)有定位凸環(huán)；所述固化機(jī)構(gòu)為環(huán)形金屬加熱盤，位于下電極的上表面中部的通孔處；所述光束發(fā)散角檢測裝置設(shè)于上電極的上方；所述光束發(fā)散角檢測裝置包括分光鏡、反射鏡和兩只探測器，分光鏡位于反射鏡的下方，二者之間平行，二者與水平面之間呈45度角，與分光鏡對應(yīng)的一側(cè)設(shè)有第一探測器，與反光鏡對應(yīng)的一側(cè)設(shè)有第二探測器； 光束發(fā)散角檢測裝置的分光鏡與下電極的通孔對應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備一體化光纖激光準(zhǔn)直器的裝置，其特征在于所述上電極和下電極之間的間距為2 20毫米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備一體化光纖激光準(zhǔn)直器的裝置，其特征在于所述斗狀的套管最大處內(nèi)直徑為0. 5-15mm。
專利摘要本實用新型涉及制備一體化光纖激光準(zhǔn)直器的裝置。該裝置包括光束發(fā)散角檢測裝置，還包括透明或網(wǎng)狀的上電極、下電極、高頻交直流電源和固化機(jī)構(gòu)；所述下電極中部設(shè)有通孔，所述通孔的下端口內(nèi)設(shè)有定位凸環(huán)；所述固化機(jī)構(gòu)為環(huán)形金屬加熱盤，位于下電極的上表面中部的通孔處；所述上電極的上方設(shè)有光束發(fā)散角檢測裝置，光束發(fā)散角檢測裝置的分光鏡與下電極的通孔對應(yīng)。本實用新型將電場調(diào)控液滴面形、液滴微透鏡固化和透鏡面形與準(zhǔn)直效果實時檢測結(jié)合起來，保證了制作與檢測同步，大大提高制作精度降低廢品率。本實用新型裝置制得的準(zhǔn)直器結(jié)構(gòu)準(zhǔn)直效果好，沒有裝調(diào)誤差、空氣間隙和粘合劑，降低了端面光能損耗，提高能量傳輸閾值。
文檔編號G02B27/30GK202013453SQ20112010034
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者吳朔, 曹兆樓, 王克逸, 郝鵬, 雷張源 申請人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)