CN108107510A - 一种光纤耦合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤耦合装置，包括中空的耦合套筒部，还包括一个镜头部；所述镜头部包括镜头支承筒和光学镜头，所述镜头支承筒为中空圆柱形，能匹配的插入耦合套筒部的中心孔中，所述光学镜头为圆柱形，固定连接在镜头支承筒的中心孔内。通过本发明的装置能大大提高激光的耦合效率。
Description
技术领域
本发明涉及光耦合技术领域，尤其是一种光纤耦合装置。
背景技术
光纤耦合器是用于实现光信号功率在不同光纤间的分配或组合的光器件，利用不同光纤面紧邻光纤芯区中导波能量的相互交换作用构成。按所采用的光纤类型可分为多模光纤、单模光纤和保偏光纤耦合器等。
当光纤耦合器用于延长光纤链路时，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到。一般光纤耦合器的制作方式有烧结(Fuse)、微光学式(MicroOptics)、光波导式(Wave Guide)三种，而以烧结式方法生产占多数(约有90%)。 烧结方式的制作法，是将两条光纤并在一起烧融拉伸，使核芯聚合一起，以达光耦合作用，而其中最重要的生产设备是光纤熔接机，但是使用光纤熔接机虽然重要步骤部份可由机器代工，但烧结之后，仍须人工作检测封装，因此烧融拉伸难以保证品质的一致性，且在现场施工时操作光纤熔接机也非常不方便。而采用微光学的方式，现有光耦合装置的设计如美国公告第7369328 号专利「Optical path change type optical coupling element」所示，在两个光学连接器之间设计有光学耦合组件，且该光学耦合组件的两个面上分别有一组透镜部，且该二透镜部至该反射面的距离相同，祈以透过该二透镜部改变光讯号特性的设计，使得该光耦合装置在进行光耦合传输时能产生较低的损耗，但是由于其具有两个透镜，使用时不容易对齐，从而在激光传输时会有较大损耗，导致耦合效率只有60%，而且体积大，价格贵，不适合广泛推广使用。
发明内容
本发明公开了一种光纤耦合装置，操作方便，能快速实现光纤的耦合，还能大大提高激光的耦合效率。
为实现上述的目的，本发明的技术方案为：
一种光纤耦合装置，包括中空的耦合套筒部，还包括一个镜头部；所述镜头部包括镜头支承筒和光学镜头，所述镜头支承筒为中空圆柱形，能匹配的插入耦合套筒部的中心孔中，所述光学镜头为圆柱形，固定连接在镜头支承筒的中心孔内，且与镜头支承筒的中心孔相匹配。
优选的，所述光学镜头的两端面与镜头支承筒的两端面沿轴向保持一定的距离，以使镜头支承筒中心孔的两端形成光纤插入口。
本发明还提供了另外一种优选的技术方案，所述光学镜头的其中一端面与同侧镜头支承筒的一端面沿轴向保持一定的距离，以使镜头支承筒中心孔的一端形成光纤插入口。
进一步的，所述耦合套筒部中部的内壁设置有限位块/圆环形的凸台，使镜头部在使用状态时其一端面能匹配贴于限位块/圆环形的凸台一侧面，且所述限位块/圆环形的凸台不遮挡光学镜头。
优选的，还包括两个螺母，所述耦合套筒部外壁的两端设置有外螺纹，所述螺母的中心孔一端与外螺纹相匹配，另一端与光纤的外径相匹配。
优选的，还包括两个帽盖，所述帽盖一端设置有与耦合套筒部端面相匹配的凹槽，且沿帽盖的轴向设置有与光纤外径相匹配的通孔。
优选的，还包括镜头部固定螺丝，所述镜头支承筒侧壁上穿设有镜头部固定螺孔，所述镜头部固定螺丝与镜头部固定螺孔相匹配，且能穿过镜头部固定螺孔将镜头部顶紧在耦合套筒部的中心孔中。
以上所述的光纤耦合装置，具有以下优点：
（1）本发明仅设置了一个圆柱形的镜头部，通过一个光学镜头实现两根光纤激光之间的耦合，能大大极高耦合效率，耦合效率能达到90%。
（2）本发明在镜头支承筒中心孔的一端或两端设置有光纤插入口，能提高光纤与镜头的吻合率，更进一步提高了耦合效率。
（3）本发明结构简单，体积小，成本低，安装方便，且能有效提高耦合效率，在光耦合领域具有广阔的推广应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1的光纤耦合装置的剖面结构示意图。
图2是本发明实施例1的耦合套筒部正视结构示意图。
图3是本发明实施例1的螺母剖面结构示意图。
图4是镜头部的俯视结构示意图。
图5是本发明实施例2的光纤耦合装置的剖面结构示意图。
图6是本发明实施例2的耦合套筒部正视结构示意图。
图7是本发明实施例2的帽盖剖面结构示意图。
图中，耦合套筒部1，外螺纹2，镜头部3，光学镜头4，镜头支承筒5，镜头部固定螺丝6，凸台7，内螺纹8，螺母9，限位块10，凹槽11，帽盖12，镜头部固定螺孔13。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围不限于以下实施例。
一种激光耦合装置，如图1和2所示，包括中空的耦合套筒部1，耦合套筒部1的中心孔一般呈圆柱形，耦合套筒部1的外轮廓可根据实际安装需要设计为圆柱形，或是呈若干段直径不同的圆柱相接在一起的形状，即如图1所示的形状。本实施例的装置还包括一个镜头部3，如图4所示，镜头部3包括镜头支承筒5和光学镜头4，镜头支承筒5为中空圆柱形，能匹配的插入耦合套筒部1的中心孔中，光学镜头4为圆柱形，固定连接在镜头支承筒5的中心孔内，且与镜头支承筒5的中心孔相匹配。通过仅设置了一个圆柱形的镜头部3，使用时将要接合的两根光纤分别设置在镜头部3的两外端，通过一个光学镜头可实现两根光纤激光之间的耦合，能大大极高耦合效率，耦合效率能达到90%。
优选的，为保证光纤更好的与光学镜头4相贴合，光学镜头4的两端面与镜头支承筒5的两端面沿轴向保持一定的距离，以使镜头支承筒5中心孔的两端形成光纤插入口，即光学镜头4的长度小于镜头支承筒5的长度，光学镜头4的两端面相对镜头支承筒5的两端面向内缩进，如此可以使光纤伸入至光纤插入口中，提高光纤与镜头的吻合率，更进一步提高了耦合效率。
进一步的，为更好的对镜头部3进行定位，耦合套筒部1中部的内壁设置有圆环形的凸台7，使镜头部3在使用状态时其一端面能匹配贴于凸台一侧面，且圆环形的凸台7不遮挡光学镜头，即凸台7的内径小于镜头支承筒5的外径，大于光学镜头4的直径。
为对光纤进行固定，本实施例的装置还包括两个螺母9，结合图3所示，耦合套筒部外壁的两端设置有外螺纹2，螺母9的中心孔一端与外螺纹2相匹配，另一端与光纤的外径相匹配。
为更好的固定镜头部，防止其发生移位，本实施例还设置有镜头部固定螺丝6，镜头支承筒5侧壁上穿设有镜头部固定螺孔13，镜头部固定螺丝6与镜头部固定螺孔13相匹配，且能从耦合套筒部1的外壁穿过镜头部固定螺孔13将镜头部3顶紧在耦合套筒部1的中心孔中。
使用时，将镜头部3插入至耦合套筒部1的中心孔中，用镜头部固定螺丝6固定镜头部3，再将两个螺母9分别套在耦合套筒部1两端，将要耦合的两根光纤分别从两个螺母9中心孔中插入，并伸入至光纤插入口中，拧紧螺母9，从而将两根光纤耦合在一起。
实施例2
一种激光耦合装置，如图5和6所示，包括中空的耦合套筒部1，耦合套筒部1的中心孔一般呈圆柱形，耦合套筒部1的外轮廓可根据实际安装需要设计为圆柱形，或是呈若干段直径不同的圆柱相接在一起的形状，即如图1所示的形状。本实施例的装置还包括一个镜头部3，如图4所示，镜头部3包括镜头支承筒5和光学镜头4，镜头支承筒为中空圆柱形，能匹配的插入耦合套筒部的中心孔中，光学镜头为圆柱形，固定连接在镜头支承筒5的中心孔内，且与镜头支承筒5的中心孔相匹配。通过仅设置了一个圆柱形的镜头部，使用时将要接合的两根光纤分别设置在镜头部3的两外端，通过一个光学镜头可实现两根光纤激光之间的耦合，能大大极高耦合效率，耦合效率能达到90%。
优选的，为保证输入光纤更好的与光学镜头4相贴合，光学镜头4的其中一端面与同侧镜头支承筒5的一端面沿轴向保持一定的距离，以使镜头支承筒5中心孔的一端形成光纤插入口，如此可以使输入光纤伸入至光纤插入口中，提高输入光纤与镜头的吻合率，激光输入时不易发生漏光现象，更进一步提高了耦合效率。
进一步的，为更好的对镜头部3进行定位，耦合套筒部1中部的内壁设置有限位块10，使镜头部3在使用状态时其一端面能匹配贴于限位块10一侧面，且限位块10不遮挡光学镜头4，在本实施例中，限位块10是相对耦合套筒部1的轴向中心线对称设置，限位块10之间的直线距离小于镜头支承筒5的外径，大于光学镜头4的直径。
为对光纤进行固定，本实施例的装置还包括两个帽盖12，帽盖12一端设置有与耦合套筒部1端面相匹配的凹槽11，且沿帽盖12的轴向设置有与光纤外径相匹配的通孔。
为更好的固定镜头部，防止其发生移位，本实施例还设置有镜头部固定螺丝6，镜头支承筒5侧壁上穿设有镜头部固定螺孔13，镜头部固定螺丝6与镜头部固定螺孔13相匹配，且能从耦合套筒部1的外壁穿过镜头部固定螺孔13将镜头部3顶紧在耦合套筒部1的中心孔中。
使用时，将镜头部3插入至耦合套筒部1的中心孔中，用镜头部固定螺丝6固定镜头部3，再将两个帽盖10分别套在耦合套筒部1两端，将要耦合的两根光纤分别从两个帽盖10中心孔中插入，并使输入光纤伸入至光纤插入口中，将帽盖10顶紧耦合套筒部1，从而将两根光纤耦合在一起。
Claims (7)
1.一种光纤耦合装置，包括中空的耦合套筒部，其特征在于：还包括一个镜头部；所述镜头部包括镜头支承筒和光学镜头，所述镜头支承筒为中空圆柱形，能匹配的插入耦合套筒部的中心孔中，所述光学镜头为圆柱形，固定连接在镜头支承筒的中心孔内，且与镜头支承筒的中心孔相匹配。
2.根据权利要求1所述的光纤耦合装置，其特征在于：所述光学镜头的两端面与镜头支承筒的两端面沿轴向保持一定的距离，以使镜头支承筒中心孔的两端形成光纤插入口。
3.根据权利要求1所述的光纤耦合装置，其特征在于：所述光学镜头的其中一端面与同侧镜头支承筒的一端面沿轴向保持一定的距离，以使镜头支承筒中心孔的一端形成光纤插入口。
4.根据权利要求1所述的光纤耦合装置，其特征在于：所述耦合套筒部中部的内壁设置有限位块/圆环形的凸台，使镜头部在使用状态时其一端面能匹配贴于限位块/圆环形的凸台一侧面，且所述限位块/圆环形的凸台不遮挡光学镜头。
5.根据权利要求1所述的光纤耦合装置，其特征在于：
还包括两个螺母，所述耦合套筒部外壁的两端设置有外螺纹，所述螺母的中心孔一端与外螺纹相匹配，另一端与光纤的外径相匹配。
6.根据权利要求1所述的光纤耦合装置，其特征在于：
还包括两个帽盖，所述帽盖一端设置有与耦合套筒部端面相匹配的凹槽，且沿帽盖的轴向设置有与光纤外径相匹配的通孔。
7.根据权利要求1~6任一项所述的激光耦合装置，其特征在于：
还包括镜头部固定螺丝，所述镜头支承筒侧壁上穿设有镜头部固定螺孔，所述镜头部固定螺丝与镜头部固定螺孔相匹配，且能穿过镜头部固定螺孔将镜头部顶紧在耦合套筒部的中心孔中。
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