CN106291830B - 光纤接头 - Google Patents

Abstract

一种光纤接头，包括：具有中空通孔的外壳，光纤穿过所述中空通孔；位于所述中空通孔内的套筒，用于固定光纤；位于光纤与所述套筒之间的保护件，用于实现热量散逸。本发明通过在光纤端部与套筒之间设置保护件以实现热量散已，提高了光纤端部的散热能力，降低了光纤端部的漏光使套筒管壁温度升高的可能性，有利于减少套筒温度过高而造成光纤烧毁的发生，有利于提高光纤内传输激光的功率。

Description

光纤接头

技术领域

本发明涉及光纤无源器件，特别涉及一种光纤接头。

背景技术

激光是20世纪人类伟大发明之一，并且广泛应用在很多领域。低强度激光照射治疗的临床价值国内外已经肯定。主要应用在治疗脑部疾病、心血管疾病、糖尿病、恶性肿瘤、白血病、精神科疾病、银屑病、鼻炎等症。根据健康医学发现，低强度激光在心脑血管病发病前期预防及发病后的恢复期都具有较好的疗效，对于健康及抑制人体衰老具有一定的作用。此外，激光技术还在生化检验、血液分析等方面有广泛的应用，大功率激光器还可以用于外科手术。

在外科手术中，激光器产生的高能脉冲激光，通过光纤传递出来，光纤再通过内窥镜进入人体，将激光器的能量传入需要激光治疗的部位，利用激光的高能、准直、作用时间短以及热影响区域小等特点，为患者进行有效和安全的治疗。

目前，医疗内窥镜手术中，常使用芯径小于300微米的细光纤传输激光，因此对所述传输激光的功率具有较大的限制，激光功率不能超过100V，否则容易在造成光纤烧毁或者激光设备的损坏。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种光纤接头，以提高光纤传输激光的功率。

为解决上述问题，本发明提供一种光纤接头，包括：

具有中空通孔的外壳，光纤穿过所述中空通孔；

位于所述中空通孔内的套筒，用于固定光纤；

位于光纤端部与所述套筒之间的保护件，用于实现热量散逸。

可选的，所述套筒贯穿所述中空通孔，且背向光线入射方向伸出所述中空通孔；所述保护件贯穿所述套筒。

可选的，所述套筒为空心圆柱壳体，所述保护件为圆柱形，光纤沿轴线穿过所述保护件。

可选的，所述保护件内形成有通孔，光纤穿过所述通孔。

可选的，所述通孔的直径与光纤的直径相等。

可选的，通过激光打孔技术在所述保护件内形成所述通孔。

可选的，沿光纤径向，所述保护件的尺寸小于1.8毫米。

可选的，沿光纤延伸方向，所述保护件的尺寸在3毫米到20毫米范围内。

可选的，所述保护件朝向光线入射的面为端面，所述端面为沿光线入射方向凹陷的凹面。

可选的，所述保护件为圆柱形，所述端面包括沿径向设置并相连的第一圆台面和第二圆台面。

可选的，所述第一圆台面与所述第二圆台面之间的夹角大于135度。

可选的，所述保护件朝向光线入射的面为端面，所述端面为粗糙面，使投射至所述端面的光线发生漫反射。

可选的，所述保护件材料的导热率大于40瓦/米·开尔文。

可选的，所述保护件材料的熔点高于2000摄氏度。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明通过在光纤端部与套筒之间设置保护件以实现热量散逸，提高了光纤端部的散热能力，降低了光纤端部的漏光使套筒管壁温度升高的可能性，有利于减少套筒温度过高而造成光纤烧毁的发生，有利于提高光纤内传输激光的功率。

本发明可选实施例中，所述保护件朝向光入射的端面为凹面，所述端面可以包括沿径向设置并相连的第一圆台面和第二圆台面，且所述第一圆台面和所述第二圆台面间夹角大于135度。因此能够对入射光中的偏心光束进行散射，并且可以降低偏心光束沿原光路返回的可能，减少沿原光路返回的光能，有利于保护前端光学系统。

附图说明

图1是一种光纤接头的剖面结构示意图；

图2是另一种光纤接头的剖面结构图；

图3至图6本发明光纤接头一实施例的结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，现有技术中的光纤接头存在传输激光功率受限的问题。现结合现有技术中的光纤接头分析对传输激光功率受限问题的原因：

参考图1，示出了一种光纤接头的剖面结构示意图。

所述光纤接头包括外壳10，以及位于外壳10内部用于固定光纤11的套筒12；所述套筒12套装于光纤11的端部。现有技术中，所述套筒12的材料一般为金属，直接包裹于光纤11的端部表面。

当所述光纤接头使用时，激光耦合进入光纤11，激光在光纤11表面发生全反射，从而实现激光在光纤11中的传播。但是当入射光的耦合光斑较大，数值孔径大于光纤11传输条件的光在光纤11表面无法发生全反射，部分光会发生折射而从光纤11表面露出，形成漏光。漏光在光纤11和套筒12的接触面产生热量，从而造成光纤11端部和套筒12的接触面附近(如图1中圈13示出的部位)温度升高。当耦合进入光纤11的入射光功率过大时，光纤11端部的漏光会使光纤端部和套筒烧毁。因此光纤端部的漏光在光纤11端部造成的热量积聚，限制了光纤11内传输激光的功率。

参考图2，示出另一种光纤接头的剖面结构图。

如图2所示，由于漏光一般出现在光纤20的端部，因此所述光纤接头中，套筒21端部内径大于光纤20的直径，因此在光纤20端部附近，套筒21和光纤20未直接接触，套筒21和光纤20之间存在间隙23。

由于间隙23的底面23b垂直光纤20的表面，因此当耦合进入光纤的激光存在偏心光束时，偏心光束会在间隙23内传播，容易形成沿入射光方向原光路返回的反射光。沿入射光方向原光路返回的反射光会投射至前端光学系统上，容易造成前端光学系统中光学器件的损伤，特别容易造成聚焦透镜的损坏。

而且在光纤20端部与套筒21之间设置间隙23并没有解决光纤20端部漏光造成热量积聚的问题。而偏心光束以及光纤端部的漏光会在间隙23之后，套筒21与光纤20接触的部分依旧造成热量积聚，因此也无法解决光纤20内传输激光功率受限的问题。

为解决所述技术问题，本发明提供一种光纤接头，包括：

具有中空通孔的外壳，光纤穿过所述中空通孔；位于所述中空通孔内的套筒，用于固定光纤；位于光纤与所述套筒之间的保护件，用于实现热量散逸。

本发明通过在光纤端部与套筒之间设置保护件以实现热量散已，提高了光纤端部的散热能力，降低了光纤端部的漏光使套筒管壁温度升高的可能性，有利于减少套筒温度过高而造成光纤烧毁的发生，有利于提高光纤内传输激光的功率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参考图3至图6，示出了本发明光纤接头一实施例的结构示意图。

参考图3和图4，示出了所述光纤接头的剖视结构示意图，其中图4是图3中圈100内结构的放大图。

如图3和图4所示，所述光纤接头包括：具有中空通孔的外壳110。

所述外壳110用于在光纤与光纤连接或者光纤与激光器连接的过程中，实现手持，以保护光纤101。此外，当所述光纤101用于传输大功率激光时，所述外壳110还可以起到保护作用。所述外壳110内设置有中空通孔，光纤101固定于所述中空通孔内。具体的，所述外壳110的材料可以为塑料。

位于所述中空通孔内的套筒120，用于固定光纤101。

所述套筒120设置于所述外壳110的中空通孔内，夹持光纤101，通过所述套筒120与所述中空通孔内部的相连，实现光纤101的固定。本实施例中，所述套筒120的材料为金属。

本实施例中，所述套筒120贯穿所述外壳110内的中空通孔，以提高对光纤101的保护作用，且沿背向光线入射方向，所述套筒120伸出所述中空通孔，以便实现光纤101与适配器的连接。

所述光纤接头还包括位于光纤101端部与所述套筒120之间的保护件130，用于实现热量散逸。

所述保护件130用于改善所述光纤101端部的散热性能，避免光纤101端部出现热量积聚，避免光纤101在输入大功率激光时烧毁，提高光纤101传输激光的功率。

具体的，所述套筒120为空心圆柱壳体，因此所述保护件130为圆柱形，光纤101穿过所述保护件130。本实施例中，所述套筒120的内径大于所述光纤101的直径，在套筒120与所述光纤101之间填充有保护件130。

此外，所述光纤101沿轴线穿过圆柱形的所述保护件130，也就是说，光纤101、所述保护件130以及所述套筒120三者共轴设置，有利于插入适配器后，激光耦合进入光纤101。

本实施例中，所述保护件130贯穿所述套筒130，以增大所述保护件130与所述光纤101的接触面积，提高所述保护件130的散热效果，增强对光纤101的保护作用。

为了使光纤101穿过所述保护件130，所述保护件130内设置有通孔，光纤101穿过所述通孔。所述通孔的直径与光纤101的直径相等，从而保证所述保护件130与光纤101直接接触，以实现散热功能。具体的，可以通过激光打孔的技术在所述保护件130内形成所述通孔。

具体的，沿光纤101径向，所述保护件130的尺寸如果太大，则会使所述光纤接头的体积过大，也不利于降低所述光纤接头的制造成本。本实施例中，沿光纤101径向，所述保护件130的尺寸小于1.8毫米。

此外，沿光纤延伸方向，所述保护件130的尺寸如果太小，则无法完全覆盖所述光纤101存在漏光的端部，所述保护件130则难以起到降低所述光纤101端部温度的作用；所述保护件130的尺寸如果太大，则容易造成材料的浪费或增加制造成本和制造难度。可选的，沿所述光纤101延伸方向，所述保护件的尺寸在3毫米到20毫米范围内。

由于所述保护件130用于改善所述光纤101端部的散热性能，因此所述保护件130的材料具有吸光、导热以及耐高温的性能。

此外，所述保护件130的导热率大于40瓦/米·开尔文，以实现光纤101端部漏光所产生的热量的及时传导，减少光纤101端部的热量积聚，降低光纤101端部的温度，减少光纤101端部被高功率激光烧坏的现象出现的可能，提高光纤101传输激光的功率。

进一步，本实施例中，所述保护件130的熔点高于2000摄氏度，也就是说，所述保护件130具有较强的耐热性能，能够有效减少传输高功率激光时，出现光纤接头被烧毁现象的出现。

具体的，所述保护件130可以由蓝宝石或红宝石等材料形成。由于蓝宝石和红宝石硬度较高，可以通过激光打孔技术在柱状的蓝宝石或红宝石内形成通孔，光纤101穿过所述通孔，以实现保护件130在光纤101端部的套装。

进一步，参考图5和图6，其中图5示出了图4中圈200内结构的放大图，图6是图5中沿A方向的视图。

所述保护件130朝向光入射的面为端面210，所述端面210为沿光线入射方向凹陷的凹面。将所述端面210设置为凹面的好处在于，避免投射至所述端面210的偏心光束发生反射而形成的反射光沿原光路返回，并且还能够将反射光向远离光纤轴线的方向引导，以保护前端光学系统。

而且，本实施例中，所述端面210设置为粗糙面，能够使投射至所述端面210的光线发生漫反射，进一步使投射至所述端面210的偏心光束所形成反射光的能量分散，降低使用风险。

此外，如图5中所示，为了减小加工难度，降低制造成本，所述端面210包括沿径向设置并相连的第一圆台面211和第二圆台面212，也就是说，所述端面210在经过所述光纤101轴线的平面内的投影呈“V”。进一步，为了避免反射光线沿原光路返回，所述第一圆台面211和所述第二圆台面212之间的夹角大于135度。

综上，本发明通过在光纤端部与套筒之间设置保护件以实现热量散已，提高了光纤端部的散热能力，降低了光纤端部的漏光使套筒管壁温度升高的可能性，有利于减少套筒温度过高而造成光纤烧毁的发生，有利于提高光纤内传输激光的功率。此外，本发明可选实施例中，所述保护件朝向光入射的端面为凹面，所述端面可以包括沿径向设置并相连的第一圆台面和第二圆台面，且所述第一圆台面和所述第二圆台面间夹角大于135度。因此能够对入射光中的偏心光束进行散射，并且可以降低偏心光束沿原光路返回的可能，减少沿原光路返回的光能，有利于保护前端光学系统。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种光纤接头，其特征在于，包括：

具有中空通孔的外壳，光纤穿过所述中空通孔；

位于所述中空通孔内的套筒，用于固定光纤；

位于光纤端部与所述套筒之间的保护件，用于实现热量散逸，所述保护件朝向光线入射的端部与光纤的端部齐平，且所述保护件朝向光线入射的面为端面，所述端面为沿光线入射方向凹陷的凹面。

2.如权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述套筒贯穿所述中空通孔，且背向光线入射方向伸出所述中空通孔；所述保护件贯穿所述套筒。

3.如权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述套筒为空心圆柱壳体，所述保护件为圆柱形，光纤沿轴线穿过所述保护件。

4.如权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述保护件内形成有通孔，光纤穿过所述通孔。

5.如权利要求4所述的光纤接头，其特征在于，所述通孔的直径与光纤的直径相等。

6.如权利要求4所述的光纤接头，其特征在于，通过激光打孔技术在所述保护件内形成所述通孔。

7.如权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，沿光纤径向，所述保护件的尺寸小于1.8毫米。

8.如权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，沿光纤延伸方向，所述保护件的尺寸在3毫米到20毫米范围内。

9.如权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述保护件为圆柱形，所述端面包括沿径向设置并相连的第一圆台面和第二圆台面。

10.如权利要求9所述的光纤接头，其特征在于，所述第一圆台面与所述第二圆台面之间的夹角大于135度。

11.如权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述保护件朝向光线入射的面为端面，所述端面为粗糙面，使投射至所述端面的光线发生漫反射。

12.如权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述保护件材料的导热率大于40瓦/米·开尔文。

13.如权利要求1所述的光纤接头，其特征在于，所述保护件材料的熔点高于2000摄氏度。