CN111679373A - 双纤反射型准直器和工业设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双纤反射型准直器和工业设备，包括透镜、第一光纤、第二光纤和滤波片，透镜在光路方向的两端分别设置有第一端面和第二端面，第一端面呈外凸球弧型设置，第一光纤和第二光纤分别与第二端面熔接，第一光纤和第二光纤以透镜的光轴轴对称设置，滤波片在第一端面相对的端面镀有透反膜，透反膜的特性包括第一波长的光透射和第二波长的光反射。通过光纤直接熔接透镜，增大了光入射到空气的界面的面积，降低了功率密度，从而解决大功率时光纤端面易烧毁的问题，并且由于光纤和透镜之间没有8度空气间隙，入射和反射光路对称，使得滤波片更容易装配且更稳定。
Description
技术领域
本发明涉及光学设备领域，尤其涉及一种双纤反射型准直器和工业设备。
背景技术
准直器属于光纤光器件的用于输入输出的一个光学元器件，光纤传出的发散光装置通过前置的凸透镜变成平行光，它的作用是使光最大效率的耦合进入所需的器件中或易如接受光信号最大效率的接受。参照图1，图1是现有双纤反射型准直器的光路结构图，双纤反射型准直器包括沿光路设置的C－lens透镜11、光学器件12和C－lens透镜13，C－lens透镜11内设置有8度斜面，且在C－lens透镜11呈双尾纤布置。
在某些应用中，光功率达到10瓦甚至更高，光纤端面功率密度较大，再另一些应用中，准直器需要应用在短波长比如可见光范围，光子能量较大，这两种情况光纤端面容易被烧坏，从而进一步使产品失效。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种解决大功率或短波长应用中光纤端面容易烧坏的问题且高效稳定性的双纤反射型准直器。
本发明的第二目的是提供一种具有上述双纤反射型准直器的工业设备。
为了实现本发明第一目的，本发明提供一种双纤反射型准直器，包括透镜、第一光纤、第二光纤和滤波片，透镜在光路方向的两端分别设置有第一端面和第二端面，第一端面呈外凸球弧型设置，第一光纤和第二光纤分别与第二端面熔接，第一光纤和第二光纤以透镜的光轴轴对称设置，滤波片在第一端面相对的端面镀有透反膜，透反膜的特性包括第一波长的光透射和第二波长的光反射。
由上述方案可见，通过光纤直接熔接透镜，增大了光入射到空气的界面的面积，降低了功率密度，从而解决大功率时光纤端面易烧毁的问题，并且由于光纤和透镜之间没有8度空气间隙，利用外凸球弧型对光路的调整作用，使入射和反射光路对称，使得滤波片更容易装配且更稳定。
更进一步的方案是，透反膜位于透镜的两束出射光路的交点处。
更进一步的方案是，双纤反射型准直器还包括套管，透镜和滤波片均设置在套管上。
更进一步的方案是，套管采用石英或玻璃制成。
更进一步的方案是，滤波片设置在套管的端部。
更进一步的方案是，透镜设置在套管内并与套管的内壁胶接。
由上可见，通过套管可方便对透镜和滤波片的相对位置进行调节和固定，并利用透反膜位于透镜两束出射光路交点处的设置，使得信号光能够对称反射进入第二光纤。
为了实现本发明第一目的，本发明提供一种双纤反射型准直器，包括自聚焦透镜、第一光纤、第二光纤和滤波片，透镜在光路方向的两端分别设置有第一端面和第二端面，第一光纤和第二光纤分别与第二端面熔接，第一光纤和第二光纤以透镜的光轴轴对称设置，滤波片在第一端面相对的端面镀有透反膜，透反膜的特性包括第一波长的光透射和第二波长的光反射。
更进一步的方案是，第一光纤外设置有第一毛细管，第一毛细管与第二端面熔接。
更进一步的方案是，第一端面的端面夹角为82°至90°。
由上述方案可见，通过光纤直接熔接透镜，增大了光入射到空气的界面的面积，降低了功率密度，从而解决大功率时光纤端面易烧毁的问题，并且由于光纤和透镜之间没有8度空气间隙，利用自聚焦透镜对光路的调整作用，使入射和反射光路对称，使得滤波片更容易装配且更稳定。且还可利用毛细管的熔接方便操作。以及端面夹角可为0°至8°角，其可降低回损。
为了实现本发明第二目的，本发明提供一种工业设备，包括如上述方案的双纤反射型准直器。
附图说明
图1是现有技术中的双纤反射型准直器的结构示意图。
图2是本发明双纤反射型准直器第一实施例的结构示意图。
图3是本发明双纤反射型准直器第一实施例的光路示意图。
图4是本发明双纤反射型准直器第一实施例在应用时的示意图。
图5是本发明双纤反射型准直器第二实施例的结构示意图。
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
双纤反射型准直器第一实施例：
参照图2和图3，双纤反射型准直器包括透镜21、第一光纤22、第二光纤23、滤波片24和套管25，透镜21(C－LENS)可呈石英制成的柱体布置，且内部无8度斜面，透镜21的内部完整，透镜21在光路方向的两端分别设置有第一端面211和第二端面212，第一端面211呈外凸球弧型设置，第二端面212呈平面设置，第一光纤22和第二光纤23分别与第二端面212熔接，第一光纤22和第二光纤23以透镜21的光轴L轴对称设置。
套管25采用石英或玻璃制成，并呈中空管状布置，透镜21设置在套管25内，滤波片24固定设置在套管25的端部，且滤波片24与第一端面211相对，滤波片24在第一端面211相对的端面镀有透反膜241，透反膜241的特性包括第一波长的光透射和第二波长的光反射，在本实施例中第一波长的光为980nm的泵浦光，第二波长的光为1550nm的信号光，当然亦可是其他型号的透反膜，也能够实现不同波长的光的透反。通过调节透镜21的第一端面211与透反膜241的相对位置，可将透反膜241设置在位于透镜21的焦点处，继而通过点胶将透镜21与套管25的内壁胶接。
参照图3和图4，工作时，第一光纤22从输出包含两个波长1550nm和980nm的光，随后经过传输后从第一端211输出，继而入射至透反膜241，此时980nm的泵浦光透射，1550nm的信号光反射，而反射则是对称等角度反射，1550nm的信号经过外凸球弧型的第一端面211准直入射透镜21内，继而准直耦合进入第二光纤23。
当然，滤波片24的后级还可以配置光学器件26和准直器27，光学器件26可为分光器、隔离器、偏振器等，准直器27的输出的光经过滤波片24和透反膜241后可耦合进入第二光纤23，使得本案双纤反射型准直器能够适配多种应用场景和多种工业设备。
双纤反射型准直器第二实施例：
参照图5，双纤反射型准直器包括自聚焦透镜31、第一光纤32、第二光纤33、滤波片34，自聚焦透镜31(G－LENS)可呈石英制成的柱体布置，自聚焦透镜31的内部完整，透镜31在光路方向的两端分别设置有第一端面311和第二端面312，两个平面的端面均与自聚焦透镜31的光轴垂直设置，第一光纤32和第二光纤33分别与第二端面312熔接，且第一光纤32的纤芯外设置有第一毛细管321，第二光纤33的纤芯外设置有第二毛细管331，第一毛细管321和第二毛细管331分别与第二端面312熔接，第一光纤22和第二光纤23以透镜21的光轴L轴对称设置。当然亦可采用三根光纤、四个光纤以及以上的光纤布置方向，通过自聚焦的特性实现光路的反射和透射即可。
滤波片34在第一端面311相对的端面镀有透反膜341，透反膜的特性包括第一波长的光透射和第二波长的光反射。在本实施例中第一波长的光为980nm的泵浦光，第二波长的光为1550nm的信号光，且透反膜341与第二端面312邻接，从第一光纤32输出的光经过自聚焦透镜31的光路调整后，980nm的泵浦光透射，1550nm的信号光反射，反射的光同样地经过自聚焦透镜31的光路调整后，入射至第二光纤33。当然，第一端面311的端面夹角位0°至8°，其可可降低回损。
工业设备实施例：
工业设备包括如上述方案的双纤反射型准直器。
由上可见，通过内部无8度斜面的透镜对泵浦光或信号光进行传输，从而解决透镜内的色散问题，并且通过滤波片处的透反膜，使第一波长的光透射，以及使第二波长的光反射进入第二光纤，从而提高耦合效率，降低损耗。
Claims (10)
1.双纤反射型准直器，其特征在于，包括：
透镜，所述透镜在光路方向的两端分别设置有第一端面和第二端面，所述第一端面呈外凸球弧型设置；
第一光纤和第二光纤，所述第一光纤和所述第二光纤分别与所述第二端面熔接，所述第一光纤和所述第二光纤以所述透镜的光轴轴对称设置，
滤波片，所述滤波片在所述第一端面相对的端面镀有透反膜，所述透反膜的特性包括第一波长的光透射和第二波长的光反射。
2.根据权利要求1所述的双纤反射型准直器，其特征在于：
所述透反膜位于所述透镜的两束出射光路的交点处。
3.根据权利要求1所述的双纤反射型准直器，其特征在于：
所述双纤反射型准直器还包括套管，所述透镜和所述滤波片均设置在套管上。
4.根据权利要求3所述的双纤反射型准直器，其特征在于：
所述套管采用石英或玻璃制成。
5.根据权利要求3或4所述的双纤反射型准直器，其特征在于：
所述滤波片设置在所述套管的端部。
6.根据权利要求3或4所述的双纤反射型准直器，其特征在于：
所述透镜设置在所述套管内并与所述套管的内壁胶接。
7.双纤反射型准直器，其特征在于，包括：
自聚焦透镜，所述透镜在光路方向的两端分别设置有第一端面和第二端面；
第一光纤和第二光纤，所述第一光纤和所述第二光纤分别与所述第二端面熔接，所述第一光纤和所述第二光纤以所述透镜的光轴轴对称设置，
滤波片，所述滤波片在所述第一端面相对的端面镀有透反膜，所述透反膜的特性包括第一波长的光透射和第二波长的光反射。
8.根据权利要求7所述的双纤反射型准直器，其特征在于：
所述第一光纤外设置有第一毛细管，所述第一毛细管与所述第二端面熔接。
9.根据权利要求7所述的双纤反射型准直器，其特征在于：
所述第一端面的端面夹角为0°至8°。
10.工业设备，其特征在于，包括如上述权利要求1至9任一项所述双纤反射型准直器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202010701231.0A CN111679373A (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 双纤反射型准直器和工业设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202010701231.0A CN111679373A (zh) | 2020-07-20 | 2020-07-20 | 双纤反射型准直器和工业设备 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN111679373A true CN111679373A (zh) | 2020-09-18 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN111679373A (zh) |
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2020
- 2020-07-20 CN CN202010701231.0A patent/CN111679373A/zh active Pending
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Legal Events
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