CN111226151A - 光电组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学组件(100)，该光学组件(100)包括：第一光纤(101)，其将相干光沿预定方向(P)传播至光学组件(100)的输入端(110)中，所述光纤具有芯和覆层；散热器(111)，其在输入端(110)处围绕光纤(101)；以及透镜(120)，其沿传播方向(P)布置在散热器(111)之后。光学组件(100)还包括布置在透镜(120)之后的滤光器(130)，其中，滤光器(130)具有反射表面(131)，反射表面(131)被布置成透射具有一种或更多种期望波长的光并且反射回一种或更多种不期望的波长穿过透镜(120)。本发明还涉及一种用于分离期望波长和不期望波长的方法。
Description
技术领域
本发明涉及在工业激光应用中用于分离来自激光源的想要和不想要的波长的光的方法和装置。波长的分离在光纤组件中进行，该光纤组件包括用于传输高光学功率特别地为超过1kW的功率的光纤，并且其中，落在光纤芯外部的光辐射至少部分地被流动冷却剂吸收。
背景技术
在用于传输高光学功率的光纤应用中，期望避免光纤电缆特别地诸如光纤连接器的部件可能由于落在光纤芯的外部的入射辐射或者由于被反射回光纤连接器的辐射而被损坏。先前已知有能够解决这种功率损耗的方法。具体地，先前已知的是使这种入射辐射被吸收在流动冷却剂中。
在工业应用中经常使用用于传输高光学功率的光纤电缆。具体地，用于传输高光学功率的光纤电缆借助于高功率激光辐射用于切割和焊接操作中，而且用于可以使用这种类型的光纤电缆的其他工业应用诸如加热、检测或在高温环境中的工作操作中。借助于光纤，可以建立用于将辐射从高功率激光源传输至工件的柔性制造系统。通常，光纤具有玻璃芯和周围的覆层。覆层的功能是将光束限制于芯。可以在这种环境下使用的激光源可以具有高达几千瓦的平均功率输出。
可能存在需要过滤掉的来自激光源的不想要的发射波长的光。这种光可能是多余的泵浦光、来自非线性过程的未转换光或来自更高阶过程的光。
典型的现代工业激光器利用短波长光泵浦，并且发射较长波长激光。在大多数情况下，只有较长波长激光才是感兴趣的。较短波长可能对激光器外部的检测设备或过程有负面影响。例如，工业光纤激光器可以利用约980nm波长的光泵浦并且可以发射约1070nm波长的激光。
短脉冲激光器通常是两倍频或三倍频。由于该过程有点效率低下，因此保留了一定量的主波长。例如，使用非线性晶体可以将在1064nm处操作的纳秒级Nd:YAG(掺钕钇铝石榴石)激光器倍频至532nm。
在以高强度即以高功率结合小体积引导光的情况下，可以自发生成具有不同波长的光。例如，在约1070nm处操作的多千瓦单模激光器可以生成处于较长波长的所谓拉曼光。
在光纤装置诸如用于强脉冲的光纤放大器中，拉曼散射可能是有害的：它可能将许多脉冲能量转移至不会发生激光放大的波长范围中。这种影响可能会限制这种装置可实现的峰值功率。即使在连续波高功率光纤激光器和放大器中，拉曼散射也可能成为问题。然而，对于这种问题有各种解决方案，包括啁啾脉冲放大以及使用特殊的光纤设计，这些设计通过衰减拉曼位移的波长分量来抑制拉曼散射。
用于分离不同波长的光的另一方法是使用二向色镜作为滤光器。二向色镜可以反射一种或更多种特定波长，并且同时使一种或更多种期望的波长透射通过二向色镜。在设计反射镜期间指定了二向色镜的反射角度连同透射/反射的波长。该反射镜是沉积在合适的衬底上的多层介电涂层，优选地为诸如熔融二氧化硅或熔融石英的玻璃衬底。使用例如真空沉积在衬底上建立具有不同折射率的光学涂层的交替层。不同折射率的层之间的界面会产生相位反射，选择性地增强某些波长的光并干扰其他波长。通过控制层的厚度和数目，可以调整滤光器的通带的频率(波长)，并且使其根据需要而变宽或变窄。对于透射波长与反射波长彼此之间可以多接近存在物理限制。此外，根据感兴趣的波长，对于光可以反射的角度也存在限制。已知的方法包括将二向色镜定位成与入射光的光轴成45°。因为不想要的波长被反射而不是被吸收，所以二向色滤光器在操作期间不吸收不想要的能量并且将不会加热到与等效的传统滤光器相同的程度。
使滤光器以如此大的角度倾斜的问题在于，反射光从光纤连接器或类似装置中被引导出并进入额外的冷却器或吸收器。该解决方案增加了成本和复杂性两者。此外，考虑到想要和不想要的波长经常彼此接近，即使不是不可能，也很难设计具有这种相对高入射角度的滤光器。因此，该解决方案的另外的问题涉及：降低的滤光器的效率；以及除非想要和不想要的波长彼此足够远地去除，否则不能分离波长。
本发明的目的是提供一种克服上述问题的分离不同波长的光的改进方法。
发明内容
通过所附权利要求中要求保护的光电装置和方法已经解决了上述问题。
在下文中，术语“光纤”旨在描述包括至少芯和覆层的光纤。光纤通常具有内部石英玻璃芯和透明包围层(所谓的覆层)，包围层具有低于芯的折射率。覆层的功能是将光束限制于芯。芯和覆层可以被保护性缓冲层和护套层覆盖。作为示例，光纤可以包括由例如石英玻璃制成的内芯，用于传播辐射。围绕的覆层可以由例如玻璃或具有合适的折射率的聚合物制成。覆层可以包括一个或更多个层，并且覆层的目的是将辐射光学地“锁定”至芯中。在覆层的外部存在一个或更多个保护套，以使光纤在机械上更加稳定。这些层通常被称为“缓冲层”或“保护套”层，并且可以包括例如诸如聚氨酯或PVC的聚合物层。
术语“传播方向”用于指示光通过光学组件从源处传输至工业过程的方向。沿传播方向传输的光将称为“入射光”。沿相反方向传输的光将被称为“反射光”并且可以通过工业过程诸如激光焊接或切割生成。
与用于通信应用的相对低功率的光纤系统(<1W)相反，在本文中所指的“高功率”应用通常用于工业应用。在上下文中描述的光纤组件设计用于处理从一千瓦(kW)至20kW或更高的连续波输出功率的高功率。对于高功率应用，在不想要的波长下的功率可能会很高，以至于需要对组件进行主动冷却以吸收它，以避免部件损坏。
根据优选实施方式，本发明涉及一种光学组件，该光学组件包括：第一光纤，其将光沿预定方向传播至光学组件的输入端中。第二光纤被布置成用于将相干光从组件的输出端传播出。光纤包括至少芯和覆层。该光学组件还包括：散热器，其在组件的输入端处围绕光纤；透镜，其沿传播方向布置在散热器之后；以及沿传播方向在透镜之后的重新聚焦透镜。该透镜优选地但非必须地为准直透镜。根据本发明，光学组件还包括布置在透镜与重新聚焦透镜之间的滤光器。该滤光器具有反射表面，该反射表面被布置成透射具有一种或更多种期望波长的光并且反射一种或更多种不期望的波长。将不期望的波长反射回透镜，透镜将反射光朝向散热器重新聚焦。
分离不同波长的光的一种方法是使用二向色镜作为滤光器。二向色镜是沉积在合适的衬底上的多层介电涂层。衬底可以包括熔融二氧化硅、熔融石英或类似的合适材料。后续示例描述了将完全反射一种或更多种不期望的波长同时透射一种或更多种期望的波长的二向色镜。然而，也可以设计一种具有将仅部分地反射一种或更多种特定的波长的涂层的二向色镜。在反射镜的设计期间指定反射的角度连同用于特定应用的透射/反射的波长。必须考虑这些因素，因为对于透射波长与反射波长彼此之间可以多接近存在物理限制。
根据感兴趣的波长，对于可以反射的光的角度存在限制。本发明通过选择相对小的角度来避免这个问题以充分利用二向色镜的特性。根据一个示例，滤光器可以被布置成过滤出拉曼光/拉曼波长。
滤光器优选地为平面的，并且被布置成相对于与主光轴成直角的平面成一定角度。滤光器将因此以与透射光的光轴成一定角度将光反射回透镜并穿过透镜。来自透镜的入射光的光轴将被称为主光轴。为了充分利用二向色镜的特性，选择相对小的角度。可以根据诸如透镜与滤光器之间的距离、透镜的外部尺寸或入射光的光束直径以及/或者期望将反射光重新聚焦至散热器中的位置的因素来选择角度。重新聚焦的反射光瞄准端盖，该端盖将把光聚焦至光纤芯的外部的散热器端部上，以使得能够去除能量。
在传输多于1kW的功率的光学组件中，光纤连接器通常设置有由石英玻璃制成的圆柱形端盖。端盖在直径上大于光纤芯，并且与光纤联接。以这种方式，激光通常会经由石英盖的端表面聚焦至光纤芯上，在该石英盖的端表面上在相同激光功率下，功率密度会显著降低。当例如在200微米光纤中耦合NA0.1的激光功率时，10mm长的端盖会将表面处的能量密度改变100倍。类似地，通过光纤的传输的光将在其通过端盖进入光纤组件时发散。在当前示例中，然而，通过透镜使反射光重新聚焦，使得穿过端盖的光将不会到达光纤芯。
替选地，端盖可以是可选的。在这种情况下，光纤的端部将是独立的，延伸预定距离进入光学组件中在端盖将通常所位于的位置处。在此位置的后面，可以将光纤固定在机械部件诸如V型块或径向夹具中。替选地，可以将光纤胶粘至穿过热交换器的端部的钻孔通道中的位置。
根据该示例，滤光器可以被布置成即使波长相对接近例如小于100nm间隔也能过滤出拉曼光。透镜和滤光器还可以被布置成将反射光重新聚焦至第一光纤的芯的外部的光纤的一侧。透镜由此被布置成将反射光重新聚焦至第一光纤的覆层中或者重新聚焦至覆层中并且直接在散热器的端部上。这使得能够选择甚至更小的角度。在散热器中，来自反射光的能量可以被吸收并从光学组件中去除。类似地，由入射至覆层中的光生成的热量也可以被散热器吸收。为了避免由于持续暴露在重新聚焦的反射光下而形成热点，可以将滤光器替选地安装在可旋转保持器中。通过使滤光器以恒定速度或可变速度旋转，来自反射光的能量可以分布在散热器的较大区域上并提供更均匀的温度分布。滤光器的反射表面可以是平面圆形表面，该平面圆形表面被布置成相对于与来自透镜的入射光的主光轴成直角的平面成所选择的角度。在这种情况下，必须将透镜的尺寸选择为足够大，以避免反射光的任何部分穿过透镜外部。
替选地，滤光器为非平面的并且被布置成将光沿与透射光的主光轴成角度的第二光轴反射回至透镜并穿过透镜。反射光将遵循第二光轴并由透镜重新聚焦。可以根据诸如透镜与滤光器之间的距离、透镜的外部尺寸和/或期望将反射光重新聚焦至散热器中的位置的因素来选择角度。在该示例中，滤光器的反射表面可以是圆形的凹形表面或凸形表面，其中第二光轴被布置成与来自在组件的输入端处的透镜的入射光的光轴成所选择的角度。将凹形表面或凸形表面的半径选择成确保没有反射光的部分穿过透镜外部或者撞击透镜的支撑结构。这种非平面表面的半径应当相对大，优选地远在10m之上，以确保仅反射期望的波长。半径的中心点将位于该第二光轴上。由于反射表面是凹形的，因此反射光将重新聚焦在紧接散热器的端表面的前方的端盖内。在这种情况下，端盖与散热器内的冷却剂直接接触，使得可以通过流动冷却剂来有效地去除端盖内生成的任何热量。如上面所指示的，滤光器也可以旋转以提供更均匀的温度分布。
根据一个示例，散热器可以是供应有合适的流动冷却剂介质的有源流体冷却的热交换器。这种布置提供了当光学组件吸收一种或更多种不期望的波长时光学组件的有效冷却。根据第一示例，散热器是气体冷却的热交换器。根据第二示例，散热器是液体冷却的热交换器。液体可以为水或类似的合适液体。
光学组件可以设置有紧邻其输入端的透明端盖。根据优选的示例，第一光纤与透明端盖端接光学接触，该端盖被定位成沿传播方向在散热器之后紧邻散热器。端盖可以以合适的间距安装成紧邻散热器或者直接或间接地连接至散热器。端盖可以由包括石英或二氧化硅的玻璃制成或者由类似合适的透明材料制成。
本发明还涉及一种用于在光学组件中分离光的波长的方法。如上面所指示的，该光学组件包括：第一光纤，其将光沿预定方向传播至组件的输入端中；以及第二光纤，其将光从光学组件的输出端传播出，所述光纤具有芯和覆层。散热器被布置成在组件的输入端处围绕光纤。光学组件还包括：透镜，其沿传播方向布置在散热器之后；以及重新聚焦透镜，其沿传播方向在透镜之后。该方法包括执行以下步骤：
将来自激光源的光传输至光学组件中；
通过布置在透镜与重新聚焦透镜之间的滤光器，透射具有一种或更多种期望波长的光穿过透镜。
将具有一种或更多种不期望的波长的光从滤光器反射回穿过透镜，该滤光器具有反射表面。
根据该方法，使用透镜来将反射光重新聚焦在组件的输入端处的第一光纤的芯的外部的光纤的一侧。特别地，透镜可以将反射光重新聚焦至散热器中或重新聚焦至第一光纤的覆层。
如上面所指示的，散热器可以是供应有合适的流动冷却剂介质的有源流体冷却的热交换器。光学组件可以设置有紧邻光学组件的输入端的透明端盖，该端盖被定位成沿传播方向在散热器之后紧邻散热器。
本发明装置的优点在于滤光器仅倾斜非常小的角度，使得反射光被引导回至透镜。以这种方式，反射光可以被重新聚焦并在光学组件的输入端处引导回至冷却器中。这消除了在光学组件的一侧的附加冷却器或吸收器的需要并且降低了成本和复杂性两者。另外，小的入射角度使得有可能分离想要和不想要的波长，即使它们彼此相对接近也是如此。因此，本发明的装置提高了滤光器的效率以及其分离波长的能力两者。光学组件可以形成多个不同装置诸如光纤连接器和用于焊接或切割的加工头的一部分。
附图说明
在下文中，将参照附图详细描述本发明。这些示意图仅用于说明而不是以任何方式限制本发明的范围。在附图中：
图1示出了根据本发明的示意性光学组件；
图2示出了图1中的光学组件的输入端的放大侧视图；
图3示出了图1中的光学组件的输入端的另一侧视图；
图4A示出了根据本发明的反射滤光器的第一示例；
图4B示出了根据本发明的反射滤光器的第二示例；
图5示出了根据本发明的光学组件中的透射光和反射光的光学路径的示例；以及
图6示出了形成光纤连接器的一部分的光学组件的示意性截面。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的光学组件100的示意性截面。光学组件100包括第一光纤101，该第一光纤101将来自激光源(未示出)的光沿预定的传播方向P传播至组件100的输入端110中。光纤101包括至少芯和覆层。
光学组件100还包括壳体103，该壳体103包围沿传播方向P布置在输入端110之后的透镜120。用于该目的的透镜优选地但非必须地为准直透镜。沿传播方向在透镜120之后布置有滤光器130，该滤光器130具有反射表面131，该反射表面131被布置成透射包括一种或更多种期望波长的光并且反射一种或更多种不期望的波长。光学组件100可以附接至装置105(虚线所示)并形成装置105的一部分，该装置可以是例如光纤连接器或用于切割或焊接的加工头。在本发明的范围内，光学组件可以是光纤-光纤耦合器。
图2示出了图1中的光学组件100的输入端的放大侧视图。输入端110包括围绕第一光纤101的散热器111以及借助于光学胶或类似的合适材料而光学连接至第一光纤101的透明端盖114。端盖114被定位成沿来自光源的入射光的传播方向P在散热器之后紧邻散热器。根据该示例，端盖直接连接至散热器，但是端盖也可以以合适的间隔安装。散热器111可以是流体冷却的热交换器，诸如气体冷却或液体冷却的热交换器。在当前示例中，散热器111是具有冷却剂入口112和冷却剂出口113的水冷却的热交换器。端盖114是可选的并且可以由包括石英或二氧化硅的玻璃或者由类似的合适的透明材料制成。
当传输光离开光纤101的芯并且进入端盖114时，由L1指示的光束将发散，直至它到达沿传播方向布置在散热器111之后的透镜120为止。离开透镜120的光束L2包括朝向滤光器130传播但没有发散的平行光线。具有一种或更多种期望波长的光透射通过滤光器130作为透射光束L3穿过光学组件朝向工业过程(参见图6)。
图3示出了图1中的光学组件100的输入端的另一侧视图。离开透镜120的光束L2包括由滤光器130反射的一种或更多种不期望的波长并且作为反射光束R1返回至透镜120。透镜120用于将反射光束R1重新聚焦以形成会聚的、重新聚焦的反射光束R2，该会聚的、重新聚焦的反射光束R2通过组件的输入端110处的端盖114被聚焦至在第一光纤101的芯的外部的光纤的一侧。如图3示意性地指示的，透镜120优选地被布置成将反射光重新聚焦至散热器中，但是还可以至少部分地重新聚焦至第一光纤101的覆层中。
长期、持续暴露在相对高光学功率的光下可能潜在地使覆层劣化，并且因此最好避免非对称加热。通过提供如下面所描述的转动或旋转滤光器，可以降低或消除损坏覆层的风险。
为了避免由于持续暴露在重新聚焦的反射光R2下的固定光束而在散热器111中形成热点，可以将滤光器130安装在可选的可旋转保持器135中。可旋转保持器135被布置成使滤光器130在与主光轴X1成直角的平面中旋转，从而使成角度的第二光轴X2遵循围绕主光轴X1的圆锥形路径。重新聚焦的反射光R2的焦点然后将遵循绕第一光纤101的芯的圆形路径。通过使滤光器130以恒定、间歇或可变的速度旋转，来自反射光R2的能量可以分布在散热器111的较大区域上并提供较均匀的温度分布。可旋转保持器135可以包括步进电动机、连续或间歇驱动的电动机、或者类似的合适的驱动装置。可旋转保持器135可以设置有包括滑动轴承、滚子/球轴承或类似的合适装置的支撑结构。
图4A示出了根据本发明的反射滤光器的第一示例。该图示出了具有主光轴X1的透镜120，主光轴X1是透镜120和图2中指示的入射光束L2两者的光轴。光将然后到达滤光器130，滤光器130在该示例中为具有平坦反射表面131的二向色镜。二向色镜包括沉积在合适的衬底诸如熔融二氧化硅或熔融石英上的多层介电涂层。二向色镜130将完全反射一种或更多种特定的波长并且完全透射一种或更多种其他波长。在该示例中，二向色镜130将透射1070nm的光并反射1120nm的拉曼光。
滤光器130是平面的，并且被布置成相对于与主光轴X1成直角的平面成角度α。以这种方式，滤光器130将光沿以与来自透镜的入射光的主光轴X1成角度β的第二光轴X2反射回透镜120并穿过透镜120，该角度β对应于角度2α。如上面所描述的，反射光将遵循第二光轴X2并且由透镜120重新聚焦。为了充分利用二向色镜的特性，选择相对小的角度。根据诸如透镜120与滤光器130之间的距离、透镜120的外部尺寸和/或期望将反射光重新聚焦至散热器中的位置的因素来选择角度α。根据该示例，即使波长相对一起接近(间隔小于100nm)，滤光器也可以被布置成过滤出拉曼光。
在当前示例中，滤光器130的反射表面是平坦的圆形表面131，该平坦的圆形表面131被布置成相对于与来自组件的输入端的入射光的主光轴X1成直角的平面成所选择的角度α。在这种情况下，必须将透镜120的外部尺寸选择为足够大，以避免反射光的任何部分穿过透镜外部或者撞击透镜的支撑结构(未示出)。
图4B示出了根据本发明的反射滤光器的第二示例。该图示出了具有主光轴X1的透镜120，主光轴X1是透镜120和图2中指示的透射光束L2两者的光轴。光将然后到达滤光器130’，滤光器130’在该示例中为具有凹形反射表面132的二向色镜。二向色镜130’将完全反射一种或更多种特定的波长并且完全透射一种或更多种其他波长。在该示例中，二向色镜130’将透射1070nm的光并反射1120nm的拉曼光。
滤光器130’被布置成相对于与主光轴X1成直角的平面成角度α，以将光沿与入射光的主光轴X1成角度β的第二光轴X2反射回透镜120并穿过透镜120。这可以通过如上面关于图4A所描述的使滤光器130’成角度或者通过使用具有非球面表面的滤光器(未示出)来实现。如果选择了非球面反射表面，则滤光器不需要成角度以实现成角度的第二光轴。如上面所描述的，反射光将遵循第二光轴X2并且由透镜120重新聚焦。为了充分利用二向色镜的特性，选择相对小的角度。角度β是角度α的两倍并且可以根据诸如透镜120与滤光器130之间的距离和/或透镜120的外部尺寸的因素来选择。根据该示例，即使波长相对一起接近(间隔小于100nm)，滤光器也可以被布置成过滤出拉曼光。
在该示例中，滤光器130’的反射表面132是圆形凹形表面132，其中圆形凹形表面132的光轴被布置成与透镜的主光轴X1以及来自在组件的输入端处的透镜的入射光成角度β。将凹形表面132的半径R选择成以确保没有反射光的部分穿过透镜外部或者撞击透镜的支撑结构(未示出)。经放大的半径R的中心点将位于第一光轴X1与第二光轴X2之间。由于反射表面是凹形的，因此反射光将重新聚焦在紧接散热器的端表面的前方的端盖内。然而，由于端盖与散热器内的冷却剂直接接触，因此端盖内生成的任何热量可以通过流动冷却剂有效地去除。
图5示出了根据本发明的光学组件中的透射光L1和反射光R2的光学路径的示例。图5示意性地指示了图2和图3所示出的散热器111的一部分和端盖114。如上面所描述的，散热器111具有界定容纳有流动冷却剂的内腔116的内表面115。入射光通过第一光纤101传输穿过散热器111朝向端盖114，第一光纤101光学地连接至该端盖114。
传输光将离开光纤101的芯并进入端盖114，在此之后由L1指示的光束将发散，直至其到达沿传播方向布置在散热器111和端盖114之后的透镜(参见图2)。在由二向色镜(参见图3)反射之后，已被透镜重新聚焦的由R1指示的反射光束将穿过端盖114并重新进入散热器111。反射光将撞击内腔内的内表面115。如图2和图3所指示的，传递至内表面115的热量将被冷却剂吸收并从光学组件中去除。
透镜被布置成将反射光R2重新聚焦至第一光纤101的芯的外部的光纤的一侧。透镜由此被布置成将反射光重新聚焦至第一光纤的覆层中或者优选地直接重新聚焦至散热器111中，其中来自反射光的能量可以被吸收并从光学组件中去除。
图6示出了根据本发明的形成光纤连接器106的一部分的光学组件的示意性截面。光纤连接器106包括第一光纤101，该第一光纤101将来自激光源(未示出)的相干光沿预定传播方向P传播至组件的输入端110中。第二光纤102将相干光从光纤连接器106的输出端150传播出。光纤101、102包括至少芯和覆层。
光纤连接器106还包括壳体103，该壳体103包围沿传播方向P布置在输入端110之后的透镜120。沿传播方向P在透镜120之后设置有重新聚焦透镜140，该重新聚焦透镜140将透射的、过滤的光聚焦至在输出端150处的第二光纤102的芯的端部上。在透镜120与重新聚焦透镜140之间布置有滤光器130，该滤光器130具有反射表面131，该反射表面131被布置成透射具有一种或更多种期望波长的光并且反射一种或更多种不期望的波长。光纤连接器106还可以设置有控制单元104，该控制单元104包括例如用于监测光纤连接器106的状态以及通过第二光纤102返回的任何反射的过程光的传感器装置。反射的过程光与由滤光器130反射的光无关。
光学组件可以形成诸如光纤连接器和用于焊接或切割的加工头的多个不同装置的一部分。该装置可以与加工头一起或者与在光纤之后的准直仪一起或者作为加工头中的单独部件使用。
本发明不应当被认为限于上述实施方式，而是可以想到在所附专利权利要求书的范围内的许多另外的变型和修改。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种光学组件(100)，包括：
第一光纤(101)，其将光沿预定方向(P)传播至所述光学组件(100)的输入端(110)中，所述光纤具有芯和覆层；
散热器(111)，其在所述输入端(110)处围绕所述光纤(101)；以及
透镜(120)，其具有主光轴(X1)并且沿所述传播方向(P)布置在所述散热器(111)之后；
所述光学组件(100)还包括沿所述传播方向布置在所述透镜(120)之后的滤光器(130)，
所述滤光器(130)具有反射表面(131)，所述反射表面(131)被布置成透射具有一种或更多种期望波长的光并且将一种或更多种不期望的波长反射回穿过所述透镜(120)，并且
其特征在于，所述透镜(120)被布置成将反射光重新聚焦在所述第一光纤的芯的外部，使得来自反射光的能量被所述散热器(111)吸收。
2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器(130)是二向色镜。
3.根据权利要求1或2所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器(130)被布置成过滤出拉曼光/拉曼波长。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器(130)被布置成将光以与所述透镜(120)的所述主光轴(X1)成角度(β)反射回所述透镜(120)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器被布置成能够绕所述主光轴(X1)旋转。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器具有平面反射表面(131)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器具有非平面反射表面(132)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述透镜(120)被布置成将反射光重新聚焦至围绕所述第一光纤的所述散热器中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述透镜(120)被布置成将反射光重新聚焦至所述第一光纤的所述覆层。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述散热器(111)是流体冷却的热交换器。
11.根据权利要求10所述的光学组件，其特征在于，所述散热器(111)是气体冷却的热交换器。
12.根据权利要求10所述的光学组件，其特征在于，所述散热器(111)是液体冷却的热交换器。
13.根据权利要求12所述的光学组件，其特征在于，所述液体为水。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件是光纤连接器的一部分。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件附接至加工头。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件是光纤-光纤耦合器。
17.根据上述权利要求中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述第一光纤(101)与透明端盖(114)端接接触，所述透明端盖(114)被定位成沿所述传播方向(P)在所述散热器之后紧邻所述散热器(111)。
18.一种用于在光学组件(100)中分离光的波长的方法，所述光学组件(100)包括：
第一光纤(101)，其将光沿预定方向(P)传播至所述光学组件(100)的输入端(110)中，所述光纤具有芯和覆层；
散热器(111)，其在所述输入端(110)处围绕所述光纤(101)；以及
透镜(120)，其沿所述传播方向(P)布置在所述散热器(111)之后；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将来自激光源的光传输至所述光学组件(100)中；
将穿过所述透镜(120)的具有一种或更多种期望波长的光透射穿过沿所述传播方向(P)布置在所述透镜(120)之后的滤光器(130)；
将具有一种或更多种不期望的波长的光从所述滤光器(130)反射回穿过所述透镜(120)，所述滤光器具有反射表面(131)；以及
使用所述透镜(120)来将反射光重新聚焦在所述组件的所述输入端(110)处的所述第一光纤(101)的所述芯的外部。
19.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，使用所述透镜(120)来将反射光重新聚焦至所述散热器中或重新聚焦至所述第一光纤的所述覆层。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，使用二向色镜作为滤光器(130)来反射光。
Claims (20)
1.一种光学组件(100)，包括：
第一光纤(101)，其将光沿预定方向(P)传播至所述光学组件(100)的输入端(110)中，所述光纤具有芯和覆层；
散热器(111)，其在所述输入端(110)处围绕所述光纤(101)；以及
透镜(120)，其具有主光轴(X1)并且沿所述传播方向(P)布置在所述散热器(111)之后；
其特征在于，所述光学组件(100)还包括沿所述传播方向布置在所述透镜(120)之后的滤光器(130)，
所述滤光器(130)具有反射表面(131)，所述反射表面(131)被布置成透射具有一种或更多种期望波长的光并且将一种或更多种不期望的波长反射回穿过所述透镜(120)，并且
所述透镜(120)被布置成将反射光重新聚焦在所述第一光纤的芯的外部，使得来自反射光的能量被所述散热器(111)吸收。
2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器(130)是二向色镜。
3.根据权利要求1或2所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器(130)被布置成过滤出拉曼光/拉曼波长。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器(130)被布置成将光以与所述透镜(120)的所述主光轴(X1)成角度(β)反射回所述透镜(120)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器被布置成能够绕所述主光轴(X1)旋转。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器具有平面反射表面(131)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述滤光器具有非平面反射表面(132)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述透镜(120)被布置成将反射光重新聚焦至围绕所述第一光纤的所述散热器中。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述透镜(120)被布置成将反射光重新聚焦至所述第一光纤的所述覆层。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述散热器(111)是流体冷却的热交换器。
11.根据权利要求10所述的光学组件，其特征在于，所述散热器(111)是气体冷却的热交换器。
12.根据权利要求10所述的光学组件，其特征在于，所述散热器(111)是液体冷却的热交换器。
13.根据权利要求12所述的光学组件，其特征在于，所述液体为水。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件是光纤连接器的一部分。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件附接至加工头。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件是光纤-光纤耦合器。
17.根据上述权利要求中任一项所述的光学组件，其特征在于，所述第一光纤(101)与透明端盖(114)端接接触，所述透明端盖(114)被定位成沿所述传播方向(P)在所述散热器之后紧邻所述散热器(111)。
18.一种用于在光学组件(100)中分离光的波长的方法，所述光学组件(100)包括：
第一光纤(101)，其将光沿预定方向(P)传播至所述光学组件(100)的输入端(110)中，所述光纤具有芯和覆层；
散热器(111)，其在所述输入端(110)处围绕所述光纤(101)；以及
透镜(120)，其沿所述传播方向(P)布置在所述散热器(111)之后；其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将来自激光源的光传输至所述光学组件(100)中；
将穿过所述透镜(120)的具有一种或更多种期望波长的光透射穿过沿所述传播方向(P)布置在所述透镜(120)之后的滤光器(130)；
将具有一种或更多种不期望的波长的光从所述滤光器(130)反射回穿过所述透镜(120)，所述滤光器具有反射表面(131)；以及
使用所述透镜(120)来将反射光重新聚焦在所述组件的所述输入端(110)处的所述第一光纤(101)的所述芯的外部。
19.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，使用所述透镜(120)来将反射光重新聚焦至所述散热器中或重新聚焦至所述第一光纤的所述覆层。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，使用二向色镜作为滤光器(130)来反射光。
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