CN106461880B - 光纤耦合模块 - Google Patents

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Abstract

光纤耦合模块具有能够装卸光纤线缆(6)的光纤连接器(5)，并经由光纤连接器与光纤线缆耦合，在光纤线缆(6)的端面施加有将针对第一波长范围的光的反射率设定为小于规定值、且将针对除第一波长范围的光以外的第二波长范围的光的反射率设定为规定值以上的低反射膜(50)。主光源(2)将第一波长范围的光输出到光纤线缆。辅助光源(7)将第二波长范围的光输出到光纤线缆。检测部(10)基于从光纤线缆的端面反射回的第二波长范围的光，来检测光纤线缆与光纤连接器的连接状态。

Description

光纤耦合模块
技术领域
本发明涉及一种具备能够由用户进行装卸的光纤连接器的光纤耦合模块。
背景技术
以往，已知一种用于监视光纤线缆与光纤连接器之间的未连接(例如连接不良)的方法。例如使用发光二极管(LED)、激光二极管(LD)等光源来监视光检测传感器的输出根据光纤连接器的有无而发生变化的情况(专利文献1)。
或者，在光纤连接器的后方配置激光吸收介质，在光纤连接器未连接于光纤线缆时，与光闸等连动的光轴上配置的激光吸收介质的温度上升，由此监视光纤线缆的连接状态。
另外，在专利文献2中记载了以下内容：接收来自光纤端面的反射光，基于受光能量来检测是否连接有光纤。
在具有能够装卸光纤线缆的光纤连接器、并将加工用、医疗用等时使用的高输出激光耦合至光纤线缆的光纤耦合模块中，出于安全考虑，光纤线缆的连接状态的监视是必要的。
专利文献1：日本特开2013-36826号公报
专利文献2：日本特开2007-214614号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述现有技术中，在光纤耦合模块的外部监视光纤线缆的连接状态。因此，在光纤连接器附近配置传感器等，从而导致处理困难、装置形状增加及复杂化，伴随这些问题而发生成本增加。
另外，当在高输出激光的光轴上配置监视系统的光学系统时，必需考虑激光光源和监视系统的光学系统这两者各自的波长、输出等特性。
本发明的目的在于提供一种具有能够装卸光纤线缆的光纤连接器且能够在模块内部监视光纤线缆的连接状态的光纤耦合模块。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明所涉及的光纤耦合模块具有能够装卸光纤线缆的光纤连接器，并经由所述光纤连接器与所述光纤线缆耦合，其中，在该光纤线缆的端面施加有将针对第一波长范围的光的反射率设定为小于规定值、且将针对除所述第一波长范围的光以外的第二波长范围的光的反射率设定为规定值以上的低反射膜，该光纤耦合模块具备：主光源，其将所述第一波长范围的光输出到所述光纤线缆；辅助光源，其将所述第二波长范围的光输出到所述光纤线缆；以及检测部，其基于从所述光纤线缆的所述端面反射回的所述第二波长范围的光，来检测所述光纤线缆与所述光纤连接器的连接状态。
发明的效果
根据本发明，使用在光纤线缆的端面施加的低反射膜，来自辅助光源的第二波长范围的光被低反射膜反射，从而由检测部基于第二波长范围的光来检测光纤线缆与光纤连接器的连接状态。因而，能够在具有光纤连接器的光纤耦合模块内部监视光纤线缆的连接状态。
附图说明
图1是表示本发明的实施例1所涉及的光纤耦合模块的结构的图。
图2是表示本发明的实施例1所涉及的在光纤端面施加的低反射膜的相对于波长的反射率特性的图。
图3是表示本发明的实施例1所涉及的在光纤端面施加的实际的宽频带的低反射膜的相对于波长的反射率特性的图。
图4是用于说明本发明的实施例1所涉及的光纤的数值孔径(NA)的图。
图5是表示本发明的实施例2所涉及的光纤耦合模块的结构的图。
具体实施方式
下面，参照附图来详细地说明本发明的实施方式所涉及的光纤耦合模块。
(实施例1)
如图1所示，本发明的实施例1所涉及的光纤耦合模块具有激光头1。在该激光头1内设置有半导体激光器2、准直透镜3、聚光透镜4、光纤连接器5、辅助光源7、准直透镜8、聚光透镜9以及传感器10。
半导体激光器2对应于本发明的主光源，输出第一波长范围的激光。准直透镜3使来自半导体激光器2的激光变为平行光。聚光透镜4使来自准直透镜3的平行光会聚。激光头1经由光纤连接器5与光纤线缆6耦合。光纤线缆6能够通过光纤连接器5进行装卸。
在光纤线缆6的光纤端面施加了将针对半导体激光器2的第一波长范围的光的反射率设定为小于规定值(例如0.2％)、且将针对除第一波长范围的光以外的第二波长范围的光的反射率设定为规定值以上(例如90％)的低反射膜(anti-reflection coat；AR涂层)50。
图2是表示本发明的实施例1所涉及的在光纤端面施加的低反射膜50的相对于波长的反射率特性的图。如图2所示，针对半导体激光器2的第一波长范围(波长λ0～λ2的范围)的光的反射率例如被设定为0.2％，针对除第一波长范围的光以外的第二波长范围的光的反射率例如被设定为90％。
辅助光源7是将第二波长范围的光输出到光纤线缆6的光源，用于监视光纤线缆6的连接状态，或根据波长而被用作引导光(校准光)。
准直透镜8使来自辅助光源7的第二波长范围的光变为平行光。聚光透镜4使来自准直透镜8的平行光会聚。聚光透镜4使被在光纤线缆6的光纤端面施加的低反射膜50反射的第二波长范围的光变为平行光。
聚光透镜9使来自聚光透镜4的平行光会聚并输出到传感器10。传感器10对应于本发明的检测部，基于经由聚光透镜9而被在光纤线缆6的端面施加的低反射膜50反射的第二波长范围的光来检测光纤线缆6与光纤连接器5的连接状态。
接着，参照图1来说明以这种方式构成的实施例1的光纤耦合模块的动作。
在此，对光纤端面涂布的实际的防反射膜50的相对于波长的反射率特性如图3所示。半导体激光器2的第一波长范围、即与光纤线缆6耦合的波长范围是630nm～1500nm。在光纤线缆6的连接监视中使用的波长范围是1500nm以上或630nm以下。
首先，说明光纤线缆6连接于光纤连接器5的情况下的动作。
来自半导体激光器2的630nm～1500nm波长范围的激光经由准直透镜3被输出到聚光透镜4。聚光透镜4使来自准直透镜3的630nm～1500nm波长范围的平行光会聚并输出到光纤线缆6的端面。于是，将来自聚光透镜4的630nm～1500nm波长范围的激光大部分输出到光纤线缆6。
另一方面，来自辅助光源7的1500nm以上或630nm以下的光经由准直透镜8被输出到聚光透镜4。聚光透镜4使来自准直透镜8的1500nm以上或630nm以下的光会聚并输出到光纤线缆6的端面。
于是，在光纤线缆6的端面施加的低反射膜50使来自聚光透镜4的1500nm以上或630nm以下的光大部分反射并导向聚光透镜4。因此，来自聚光透镜4的1500nm以上或630nm以下的光经由准直透镜9而被传感器10检测。
因此，能够根据传感器10的检测值来检测光纤线缆6连接于光纤连接器5的情况。
接着，在光纤线缆6未连接于光纤连接器5或连接不彻底、或者光纤端面角度与正规状态不同的情况下，不会向传感器10导入1500nm以上或630nm以下的光。因此，能够判别发生了光纤线缆6的未连接等错误。
这样，能够在激光头1内监视光纤线缆6的连接状态，因此不需要在光纤耦合模块外构建传感器等系统，用户的操作性提高。
另外，在光纤端面施加低反射膜50，由于低反射膜50而成为低反射率的波长范围(第一波长范围)以外的短波长侧、长波长侧的反射率变高，因此能够使用该区域的波长范围(第二波长范围)的辅助光源7来监视光纤线缆6的连接状态。
另外，辅助光源7通过使用长波长侧的光源来降低光子能量，因此能够抑制光纤端面上的破损等，能够构建可靠性高的系统。
并且，也可以使用可见光光源作为辅助光源7。如图4所示，在将激光23传送到包括芯22和包层21的光纤的芯22时，设定为将可见光光源的光束的至少一部分收敛在光纤线缆的数值孔径(Numerical Aperture；NA)内，来输出到光纤线缆的射出端。由此，能够将辅助光源7用于光纤线缆6的连接状态的监视，并且还能够将该辅助光源7用作用于激光加工的定位用的激光、即引导光。
此外，NA＝sinθ，例如是0.1～0.2。如图4所示，θ是在光纤端面上芯22的中心轴与所入射的光束所成的角度。
这样，根据实施例1的光纤耦合模块，使用在光纤线缆6的端面施加的低反射膜50，来自辅助光源7的第二波长范围的光被低反射膜50反射，由传感器10基于第二波长范围的光来检测光纤线缆6与光纤连接器5的连接状态。因而，能够在具有光纤连接器5的光纤耦合模块内部监视光纤线缆6的连接状态。
(实施例2)
在主光源是高输出激光器等而尺寸变大、或由多个光源构成的激光器模块的情况下，难以如图1所示那样配置辅助光源7、传感器10。
因此，图5所示的实施例2所涉及的光纤耦合模块通过将辅助光源7和传感器10各自配置在除从作为主光源的半导体激光器2输出的光束的光轴以外的位置，来解决上述问题。以下，对该结构的详细内容进行说明。
在实施例2中，使用激光器模块11来替代半导体激光器2。在激光器模块11的光轴上配置准直透镜3和聚光透镜4。激光器模块11将激光经由准直透镜3输出到聚光透镜4。
图5所示的辅助光源7和准直透镜8配置在相对于图1所示的辅助光源7和准直透镜8向逆时针方向旋转了约90°的位置。在准直透镜8与聚光透镜4之间配置有相对于辅助光源7的光轴倾斜了约45度的分光镜12a。
图5所示的传感器10和聚光透镜9配置在相对于图1所示的传感器10和聚光透镜9向顺时针方向旋转了约90°的位置。在聚光透镜9与聚光透镜4之间配置有相对于传感器10的轴倾斜了约45度的分光镜12b。
根据像这样构成的实施例2的光纤耦合模块，通过利用分光镜12a、12b使辅助光源7的光束折回，来构成为不在激光器模块11的光轴上配置辅助光源7、传感器10，因此能够成为如下的系统：在独立于激光器模块11的光轴的同时确保空间，且使输出光束与监视系统双方独立。
产业上的可利用性
本发明能够应用于进行激光加工、激光治疗、激光测量的激光装置。

Claims (5)

1.一种光纤耦合模块，具有能够装卸光纤线缆的光纤连接器，并经由所述光纤连接器与所述光纤线缆耦合，其中，在该光纤线缆的端面施加有将针对第一波长范围的光的反射率设定为小于规定值、且将针对除所述第一波长范围的光以外的第二波长范围的光的反射率设定为规定值以上的低反射膜，该光纤耦合模块具备：
主光源，其将所述第一波长范围的光输出到所述光纤线缆；
辅助光源，其将所述第二波长范围的光输出到所述光纤线缆；以及
检测部，其基于从所述光纤线缆的所述端面反射回的所述第二波长范围的光，来检测所述光纤线缆与所述光纤连接器的连接状态。
2.根据权利要求1所述的光纤耦合模块，其特征在于，
所述辅助光源包括波长比所述第一波长范围的最大波长长的光源。
3.根据权利要求1或2所述的光纤耦合模块，其特征在于，
所述辅助光源包括可见光光源，所述可见光光源将光束输出到所述光纤线缆的射出端。
4.根据权利要求3所述的光纤耦合模块，其特征在于，
将所述可见光光源的光束的至少一部分设定为收敛在所述光纤线缆的数值孔径内来输出到所述光纤线缆的射出端。
5.根据权利要求1所述的光纤耦合模块，其特征在于，
所述辅助光源和所述检测部各自配置在除从所述主光源输出的光束的光轴以外的位置。
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