CN110412691A - 准直器和激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种准直器和激光器，包括光纤组件、端帽和输出透镜，光纤组件包括纤芯和包层组件，纤芯位于包层组件内，包层组件的外表面设置有功能环槽，功能环槽沿纤芯的周向延伸，纤芯的端部与端帽的第一端对接，输出透镜与端帽的第二端相对设置。通过在包层组件内设置沿周向设置功能环槽，上述背景技术中L1、L2、L3的光将被功能环槽滤除至外部，而主信号激光依旧沿纤芯传输输出，保证插入损耗、隔离度、光束质量等性能参数，也使得激光器不再用单独设置功率剥除器，从而节省布置空间和降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及光学器件领域，尤其涉及一种准直器和激光器。
背景技术
准直器属于光纤通信光器件的用于输入输出的一个光学元件，准直器且广泛地应用在激光器中使用，参照图1，图1是现有常用激光器的光路示意图，激光器包括依次沿光路方向布置的种子光源11、第一级放大器12、在线隔离器13、第二级放大器14、功率剥除器15和准直器16，种子光源11输出激光，激光经过第一级放大器12、在线隔离器13和第二级放大器14后实现两级放大，再经过功率剥除器15后通过准直器16准直输出。参照图2和图3，图2是准直器16的结构图，准直器16主要包括纤芯161、包层162、端帽163和C透镜164，图3是正反向光传输经过准直器的光路示意图，正常的主信号激光沿光轴直线输出，而L1光为前端放大级残留的泵浦光，前向传输时发散角大于器件通光孔径，其将被C透镜164或器件内壁吸收发热，发热则影响高功率光纤到自由空间隔离器的插入损耗、隔离度、光束质量等性能参数，L2光为泄露至包层的信号光，被器件内壁吸收发热或者传输进入自由空间，降低输出M＾2指标，影响激光器使用效果，L3光为激光器使用过程中，自由空间反向耦合进入光纤包层的光束，传输进入放大级，可导致激光器频谱漂移、输出功率不稳定甚至损坏激光系统，故需要在激光器内设置功率剥除器15，对上述L1、L2、L3的光进行滤除，从而保证激光器的稳定使用，然而这样也会造成激光系统增加复杂程度，增加结构布置空间，增加相应的成本。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种在准直器内集成功率剥除功能的准直器。
本发明的第二目的是提供一种设置有上述准直器的激光器。
为了实现本发明第一目的，本发明提供一种准直器，包括光纤组件、端帽和输出透镜，光纤组件包括纤芯和包层组件，纤芯位于包层组件内，包层组件的外表面设置有功能环槽，功能环槽沿纤芯的周向延伸，纤芯的端部与端帽的第一端对接，输出透镜与端帽的第二端相对设置。
由上述方案可见，通过在包层组件内设置沿周向设置功能环槽，上述背景技术中L1、L2、L3的光将被功能环槽滤除至外部，而主信号激光依旧沿纤芯传输输出，保证插入损耗、隔离度、光束质量等性能参数，也使得激光器不再用单独设置功率剥除器，从而节省布置空间和降低成本。
更进一步的方案是，功能环槽从包层组件的外表面朝向纤芯内陷。
更进一步的方案是，功能环槽的底壁平行于纤芯的轴向。
更进一步的方案是，功能环槽的底壁在纤芯的轴向两端分别设置有侧壁，两个侧壁分别均倾斜于纤芯的轴向。
更进一步的方案是，两个侧壁朝相反方向倾斜。
由上可见，通过功能环槽的结构布置，从而优化滤除光的出射角度，从而提高滤除效果。
更进一步的方案是，准直器还包括套管，光纤组件还包括包裹层，包裹层包裹在包层组件外，包裹层、纤芯、包层组件和端帽均设置在套管内。
由上可见，通过套管、包裹层的布置，从而提高准直器安装稳定性。
更进一步的方案是，包层组件包括外包层和内包层，内包层套在纤芯外，外包层套在内包层外；功能环槽设置在外包层上。
更进一步的方案是，包层组件包括外包层和内包层，内包层套在纤芯外，外包层套在内包层外；功能环槽设置在外包层和内包层上。
由上可见，通过双包层的设计提高光路传输的稳定性，且将功能环槽设置在外包层和内包层上，从而在滤除光的同时不影响正常的信号传输。
为了实现本发明第二目的，本发明提供一种激光器，包括上述方案的准直器。
更进一步的方案是，激光器还包括种子光源、放大器和隔离器，种子光源、放大器、隔离器和准直器依次沿光路方向布置。
由上可见，通过在包层组件内设置沿周向设置功能环槽，上述背景技术中L1、L2、L3的光将被功能环槽滤除至外部，而主信号激光依旧沿纤芯传输输出，保证插入损耗、隔离度、光束质量等性能参数，也使得激光器不再用单独设置功率剥除器，从而节省布置空间和降低成本。
附图说明
图1是现有技术中激光器的光路示意图。
图2是现有技术中准直器的结构图。
图3是现有技术中正反向光传输经过准直器的光路示意图。
图4是本发明准直器实施例的结构图。
图5是本发明正反向光传输经过本发明准直器的光路示意图。
图6是本发明激光器实施例的光路示意图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参照图4至图5，准直器3包括光纤组件、端帽33、输出透镜34和套管38，光纤组件包括纤芯31和包层组件32，纤芯31位于包层组件32内，包层组件32的外表面设置有功能环槽321，功能环槽321沿纤芯31的周向延伸，功能环槽321从包层组件32的外表面朝向纤芯31内陷，功能环槽321设置有底壁322和位于轴向两端的侧壁323，功能环槽321的底壁322平行于纤芯31的轴向，两个侧壁321分别位于底壁322在纤芯31的轴向两端上，两个侧壁321分别均倾斜于纤芯31的轴向，两个侧壁321朝相反方向倾斜，使得功能环槽321的径向外端大于径向内端。包裹层37包裹在包层组件32外，包裹层37、纤芯31、包层组件32和端帽33均设置在套管38内。
而包层组件32包括外包层和内包层，内包层套在纤芯31外，外包层套在内包层外，外包层与包裹层37连接，功能环槽321设置在外包层上。在本实施例外，功能环槽还设置在外包层和内包层上，即功能环槽321的深度设置还可以穿过外包层伸入至内包层，当然还可采用单包层的方案，将功能环槽321设置在该单包层上。
纤芯31的端部和包层组件32的端部与端帽33的第一端熔接对接，端帽33的第二端设置斜面，输出透镜34的内端与之相平行地设置有斜面，输出透镜34的内端与端帽33的第二端相对设置，输出透镜34可采用C透镜或G透镜，套管38和输出透镜34可通过连接件39进行位置固定连接。
参照图5，激光器包括种子光源21、第一放大器22、第二放大器24、隔离器23和准直器3，种子光源21、第一放大器22、第二放大器24、隔离器23和准直器3依次沿光路方向布置。隔离器23可采用在线隔离器或非在线隔离器。
参照图5，泵浦光L1、泄露的信号光L2和返回光L3均在功能环槽321处外射，从而实现功率剥除功能，也正因为由于准直器3内设置有功率剥除功能，故不需要在激光器中设置单独的功率滤除器，精简了激光系统。同时，该技术不仅限于MOPA结构激光系统，可通用于存在上述L1、L2、L3光的高功率在线或非在线激光系统中。
Claims (10)
1.准直器，其特征在于，包括：
光纤组件，所述光纤组件包括纤芯和包层组件，所述纤芯位于所述包层组件内，所述包层组件的外表面设置有功能环槽，所述功能环槽沿所述纤芯的周向延伸；
端帽，所述纤芯的端部与所述端帽的第一端对接；
输出透镜，所述输出透镜与所述端帽的第二端相对设置。
2.根据权利要求1所述的准直器，其特征在于：
所述功能环槽从所述包层组件的外表面朝向所述纤芯内陷。
3.根据权利要求2所述的准直器，其特征在于：
所述功能环槽的底壁平行于所述纤芯的轴向。
4.根据权利要求3所述的准直器，其特征在于：
所述功能环槽的所述底壁在所述纤芯的轴向两端分别设置有侧壁，两个所述侧壁分别均倾斜于所述纤芯的轴向。
5.根据权利要求4所述的准直器，其特征在于：
两个所述侧壁朝相反方向倾斜。
6.根据权利要求1所述的准直器，其特征在于：
所述准直器还包括套管，所述光纤组件还包括包裹层，所述包裹层包裹在所述包层组件外，所述包裹层、所述纤芯、所述包层组件和所述端帽均设置在所述套管内。
7.根据权利要求1至6任一项所述的准直器，其特征在于：
所述包层组件包括外包层和内包层，所述内包层套在所述纤芯外，所述外包层套在所述内包层外；
所述功能环槽设置在所述外包层上。
8.根据权利要求1至6任一项所述的准直器，其特征在于：
所述包层组件包括外包层和内包层，所述内包层套在所述纤芯外，所述外包层套在所述内包层外；
所述功能环槽设置在所述外包层和内包层上。
9.激光器，其特征在于，包括如上述权利要求1至8任一项所述的准直器。
10.根据权利要求9所述的激光器，其特征在于：
所述激光器还包括种子光源、放大器和隔离器，所述种子光源、所述放大器、所述隔离器和所述准直器依次沿光路方向布置。
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