CN111897056B - 一种空间去扰模的准直器制作装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空间去扰模的准直器制作装置，包括顺次设置的包层模消除组件、待制准直器、反射镜；所述包层模消除组件的输入端与光源相连；所述待制准直器的反射光束接入功率计；所述包层模消除组件包含第一准直器、第二准直器、外套管；所述第一准直器、第二准直器插损调至最小后同轴设于外套管内；所述的包层模消除组件用来消除光纤包层模。本发明提出的一种空间去扰模的准直器制作装置通过包层模消除组件先消除光纤中的包层模，再制作准直器。这样制作出的特种光纤准直器指标真实、准确，能广泛应用于各种特种光纤器件。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通讯技术领域，尤其涉及到一种空间去扰模的准直器制作装置。
背景技术
所谓光纤通信就是利用光波作为载波来传送信息，而以光纤作为传输媒介实现信息传输，达到通信目的的一种最新通信技术。
光纤由纤芯、包层和涂覆层构成。光束在纤芯中传输，为约束光束在纤芯中传输，需全反射，要求纤芯的折射率大于包层的折射率，光纤包层对光纤芯层内传输的光束起到导引作用，光纤涂覆层对光纤起保护作用。
特种光纤作为光纤技术未来发展方向，在各大领域均有极为广泛的用途。特别是可用于光纤传感的保偏光纤、用于光纤激光的掺饵光纤等系列特种光纤。近年来发展势头迅猛。
特种光纤具有向如下几个方向发展的趋势：ZBL光纤，泵浦光纤，多模光纤，保偏光纤，零色散光纤。特种光纤器件：光波分复用器、光开关、光调制器可调色散补偿器、动态PMD补偿器、高功率放大器等。传感光纤器件：各种特殊环境应用的器件，如压力、温度、位移等参量的传感与探测器件，光纤陀螺等。
包层模(cladding mode)是指由低折射率介质包围的最外包层封闭在包层和纤芯中的模。特种光纤中一部分光进入光纤并以包层模式在光纤内传播，该部分光降低了光纤传输光束的质量，增加了光斑尺寸和光束发散角，同时包层模式光可进入光纤涂覆层并被涂覆层吸收，使导致光纤涂覆层由于激光吸收变热引起的损坏。为了得到正确的测量结果，提高光纤耦合输出的光束质量，在许多情况下都要消除包层模。
特种光纤器件中都需要用到准直器，因此特种光纤准直器的制作中也要消除包层模的影响。
如图1所示，准直器制作，包括光纤头51，透镜6，玻璃套管7，反射镜8。光纤头51外的光纤由纤芯，包层，涂覆层组成；光纤头51内的光纤由纤芯和包层组成。光路中只有纤芯传输模式的情况下，所有传输模式可以通过透镜6和反射镜8，完美反射回纤芯。在这种情况下，所做的准直器指标是真实，准确的。
如图2所示，准直器制作，包括光纤头51，透镜6，玻璃套管7，反射镜8。光纤头51外的光纤由纤芯，包层，涂覆层组成；光纤头51内的光纤由纤芯和包层组成。光路中有纤芯传输模式和包层泄露模的情况下制作准直器，因为受包层模的影响，包层模会反射回光纤，透镜和光纤头无法调到正确位置，制作的准直器指标是错误的。
但如果是在如图1只有纤芯传输模式的情况下制作的准直器，在有包层泄露模的情况下使用，包层的泄露模也是无法返回到包层。
如果不去除包层模，这样做出来的准直器指标是错误的，损耗不对，无法在各种特种光纤器件中应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种空间去扰模的准直器制作装置和方法。
本发明是通过如下方式实现的：
一种空间去扰模的准直器制作装置，其特征在于：包括顺次设置的包层模消除组件、待制准直器、反射镜8；所述包层模消除组件的输入端与光源1相连；所述待制准直器的反射光束接入功率计9；所述包层模消除组件包含第一准直器31、第二准直器32、外套管4；所述第一准直器31、第二准直器32插损调至最小后同轴设于外套管4内；所述待制准直器包含设于玻璃套管7内的光纤头51和透镜6；所述透镜6与反射镜8相对设置；所述光纤头51与包层模消除组件相连。
进一步的，所述待制准直器为单纤准直器；所述待制准直器包含设于玻璃套管7内的光纤头51和透镜6；所述透镜6与反射镜8相对设置；所述光纤头51与包层模消除组件相连；所述包层模消除组件的输入端为第一准直器31；所述光源1经耦合器2与包层模消除组件的第一准直器31相连；所述耦合器2接收待制准直器的反射光束后与功率计9相连。
进一步的，所述待制准直器为双纤准直器；所述待制准直器包含设于玻璃套管7内的双光纤头52和透镜6；所述透镜6与反射镜8相对设置；所述双光纤头52的输入端与包层模消除组件相连；所述包层模消除组件的输入端为第一准直器31；所述光源1与包层模消除组件的第一准直器31相连；所述待制准直器输出端的反射光束经另一包层模消除组件后与功率计9相连。
进一步的，所述包层模消除组件内的第一准直器31和第二准直器32是特种光纤准直器。
进一步的，所述包层模消除组件，可以用在特种光纤器件的制作装置中。
一种空间去扰模的准直器制作方法，制作单纤准直器包含以下步骤：
S1：包层模消除组件制作：先将两个特种光纤准直器分别为第一准直器31、第二准直器32同轴放置于外套管4内，将插损调到最小后固定，构成包层模消除组件；
S2：光路连接：光源1接入耦合器2的第一根光纤，光束从耦合器2的第二根光纤输出与第一准直器31的光纤连接，耦合器2的第三根光纤接入功率计9；
S3：将待制准直器的透镜6先固定于玻璃套管7内，将光纤头51和第二准直器32的光纤连接；
S4：反射镜8置于透镜6前方位置，用反射法来调试制作准直器；用夹具夹持住透镜6和玻璃套管7，然后调节光纤头51和透镜6之间的距离，同时调反射镜8，监控功率计9的读数，当指标调到设计值时，固定光纤头51，准直器制作完成；
S5：在光纤头51和第二准直器32的光纤连接处断纤，取下做好的准直器。
一种空间去扰模的准直器制作方法，制作双纤准直器包含以下步骤：
S21：包层模消除组件制作：先将两个特种光纤准直器分别为第一准直器31、第二准直器32同轴放置于外套管4内，将插损调到最小后固定，构成包层模消除组件；
S22：光路连接：光源1与第一准直器31连接，光束输入；
S23：将待制准直器的透镜6先固定于玻璃套管7内，将双光纤头52输入端和第二准直器32的光纤连接；双光纤头52的输出端光束经另一包层模消除组件后与功率计9相连，双光纤头52的输出端同样连接另一包层模消除组件的第二准直器32；
S24：反射镜8置于透镜6前方位置，用反射法来调试制作准直器；用夹具夹持住透镜6和玻璃套管7，然后调节双光纤头52和透镜6之间的距离，同时调反射镜8，监控功率计9的读数，当指标调到设计值时，固定双光纤头52，准直器制作完成；
S25：在双光纤头52和第二准直器32的光纤连接处断纤，取下做好的准直器。
本发明的有益效果在于：在特种光纤准直器的制作中，光路上增加包层模消除组件来消除光纤中的包层模，使得制作的准直器指标不受包层模的影响，制作出指标真实、准确的准直器，能广泛应用于各种特种光纤器件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是只有纤芯传输模式时准直器制作原理示意图。
图2是有包层泄露模时准直器制作原理示意图。
图3是本发明实施例一的一种空间去扰模的准直器制作装置示意图。
图4是本发明实施例二的一种空间去扰模的准直器制作装置示意图。
图5是本发明实施例中包层模消除组件原理示意图。
图中标号说明：1-光源、2-耦合器、21-第一光纤、22-第二光纤、23-第三光纤、31-第一准直器、32-第二准直器、4-外套管、51-单光纤头、52-双光纤头、6-透镜、7-玻璃套管、8-反射镜、9-功率计。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
如图3、图5所示，本发明公开了一种空间去扰模的准直器制作装置，单光纤准直器的制作，其特征在于：包括从右往左依次设置的光源1、功率计9、耦合器2、包层模消除组件、待制准直器、反射镜8。所述的包层模消除组件包含第一准直器31、第二准直器32、外套管4；所述的待制准直器包含单光纤头51、透镜6、玻璃套管7。
具体实施过程如下：
待制准直器为单纤准直器，光源1的光纤11与耦合器2的第一根光纤21连接，光束输入。光束从耦合器2的第二根光纤22输出，耦合器2的第二根光纤22与包层模消除组件的第一准直器31的特种光纤311连接，此光束中有包层泄露模。如图5所示，光束经过第一准直器31和第二准直器32构成的包层模消除组件后，包层模被消除。光束从第二准直器32的特种光纤321输出，待制准直器的光纤头51的特种光纤511和第二准直器32的特种光纤321连接，因此输入光纤头51的光束没有包层模，使得制作的准直器指标不受包层模的影响，从而制作出指标真实、准确的准直器。根据反射法来制作准直器，调节光纤头51和透镜6之间的距离，同时调反射镜8，反射回的光束原路返回，经过耦合器2后由耦合器2的第三根光纤23输出至功率计9，监控功率计9的读数，当指标调到设计值时，固定单光纤头51，单光纤特种准直器制作完成。
实施例二：
如图4、图5所示，本发明公开了一种空间去扰模的准直器制作装置，双纤准直器的制作，其特征在于：包括从右往左再往右依次设置的光源1、包层模消除组件、待制准直器、反射镜8、包层模消除组件、功率计9。所述的包层模消除组件包含第一准直器31、第二准直器32、外套管4；所述的待制准直器包含双光纤头52、透镜6、玻璃套管7。
具体实施过程如下：
待制准直器为双纤准直器，光源1的光纤11与包层模消除组件的第一准直器31的特种光纤311连接，光束输入。此光束中有包层泄露模。如图5所示，光束经过第一准直器31和第二准直器32构成的包层模消除组件后，包层模被消除。光束从第二准直器32的特种光纤321输出，待制准直器的双光纤头52的特种光纤521和第二准直器32的特种光纤321连接，因此输入双光纤头52的光束没有包层模，使得制作的准直器指标不受包层模的影响，从而制作出指标真实、准确的准直器。根据反射法来制作准直器，调节双光纤头52和透镜6之间的距离，同时调反射镜8，使得反射的光束从双光纤头52的特种光纤522输出，由于反射回的光束可能会有包层模的存在，因此还需连接包层模消除组件，双光纤头52的输出光束所在的特种光纤522和另一包层模消除组件的特种光纤321连接，反射光束经过包层模消除组件后输出至功率计9，监控功率计9的读数，当指标调到设计值时，固定双光纤头52，双光纤特种准直器制作完成。
如图5所示，为包层模消除组件消除光纤包层模的原理示意图。光束中存在包层泄露模，光束由第一准直器31的特种光纤311输入，包层泄露模经过空气无法进入第二准直器32，也就无法进入光纤的纤芯和包层，因此包层模被消除。
一种空间去扰模的准直器制作方法，制作单纤准直器包含以下步骤：
S1：包层模消除组件制作：先将两个特种光纤准直器分别为第一准直器31、第二准直器32同轴放置于外套管4内，将插损调到最小后固定，构成包层模消除组件；
S2：光路连接：光源1接入耦合器2的第一根光纤，光束从耦合器2的第二根光纤输出与第一准直器31的光纤连接，耦合器2的第三根光纤接入功率计9；
S3：将待制准直器的透镜6先固定于玻璃套管7内，将光纤头51和第二准直器32的光纤连接；
S4：反射镜8置于透镜6前方位置，用反射法来调试制作准直器。用夹具夹持住透镜6和玻璃套管7，然后调节光纤头51和透镜6之间的距离，同时调反射镜8，监控功率计9的读数，当指标调到设计值时，固定光纤头51，准直器制作完成；
S5：在光纤头51和第二准直器32的光纤连接处断纤，取下做好的准直器。
一种空间去扰模的准直器制作方法，制作双纤准直器包含以下步骤：
S21：包层模消除组件制作：先将两个特种光纤准直器分别为第一准直器31、第二准直器32同轴放置于外套管4内，将插损调到最小后固定，构成包层模消除组件；
S22：光路连接：光源1与第一准直器31连接，光束输入；
S23：将待制准直器的透镜6先固定于玻璃套管7内，将双光纤头52输入端和第二准直器32的光纤连接；双光纤头52的输出端光束经另一包层模消除组件后与功率计9相连，双光纤头52的输出端同样连接另一包层模消除组件的第二准直器32；
S24：反射镜8置于透镜6前方位置，用反射法来调试制作准直器。用夹具夹持住透镜6和玻璃套管7，然后调节双光纤头52和透镜6之间的距离，同时调反射镜8，监控功率计9的读数，当指标调到设计值时，固定双光纤头52，准直器制作完成；
S25：在双光纤头52和第二准直器32的光纤连接处断纤，取下做好的准直器。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种空间去扰模的准直器制作装置，其特征在于：包括顺次设置的包层模消除组件、待制准直器、反射镜(8)；所述包层模消除组件的输入端与光源(1)相连；所述待制准直器的反射光束经过包层模消除组件后接入功率计(9)；所述包层模消除组件包含第一准直器(31)、第二准直器(32)、外套管(4)；所述第一准直器(31)、第二准直器(32)插损调至最小后同轴设于外套管(4)内。
2.根据权利要求1所述的一种空间去扰模的准直器制作装置，其特征在于：所述待制准直器为单纤准直器；所述待制准直器包含设于玻璃套管(7)内的光纤头(51)和透镜(6)；所述透镜(6)与反射镜(8)相对设置；所述光纤头(51)与包层模消除组件相连；所述包层模消除组件的输入端为第一准直器(31)；所述光源(1)经耦合器(2)与包层模消除组件的第一准直器(31)相连；所述耦合器(2)接收待制准直器的反射光束后与功率计(9)相连。
3.根据权利要求1所述的一种空间去扰模的准直器制作装置，其特征在于：所述待制准直器为双纤准直器；所述待制准直器包含设于玻璃套管(7)内的双光纤头(52)和透镜(6)；所述透镜(6)与反射镜(8)相对设置；所述双光纤头(52)输入端与包层模消除组件相连；所述包层模消除组件的输入端为第一准直器(31)；所述光源(1)与包层模消除组件的第一准直器(31)相连；所述待制准直器输出端的反射光束经另一包层模消除组件后与功率计(9)相连。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种空间去扰模的准直器制作装置，其特征在于：所述包层模消除组件内的第一准直器(31)和第二准直器(32)是特种光纤准直器。
5.一种空间去扰模的准直器制作方法，其特征在于：制作单纤准直器包含以下步骤：
S1：包层模消除组件制作：先将两个特种光纤准直器分别为第一准直器(31)、第二准直器(32)同轴放置于外套管(4)内，将插损调到最小后固定，构成包层模消除组件；
S2：光路连接：光源(1)接入耦合器(2)的第一根光纤，光束从耦合器(2)的第二根光纤输出与第一准直器(31)的光纤连接，耦合器(2)的第三根光纤接入功率计(9)；
S3：将待制准直器的透镜(6)先固定于玻璃套管(7)内，将光纤头(51)和第二准直器(32)的光纤连接；
S4：反射镜(8)置于透镜(6)前方位置，用反射法来调试制作准直器；用夹具夹持住透镜(6)和玻璃套管(7)，然后调节光纤头(51)和透镜(6)之间的距离，同时调反射镜(8)，监控功率计(9)的读数，当指标调到设计值时，固定光纤头(51)，准直器制作完成；
S5：在光纤头(51)和第二准直器(32)的光纤连接处断纤，取下做好的准直器。
6.一种空间去扰模的准直器制作方法，其特征在于：制作双纤准直器包含以下步骤：
S21：包层模消除组件制作：先将两个特种光纤准直器分别为第一准直器(31)、第二准直器(32)同轴放置于外套管(4)内，将插损调到最小后固定，构成包层模消除组件；
S22：光路连接：光源(1)与第一准直器(31)连接，光束输入；
S23：将待制准直器的透镜(6)先固定于玻璃套管(7)内，将双光纤头(52)输入端和第二准直器(32)的光纤连接；双光纤头(52)的输出端光束经另一包层模消除组件后与功率计(9)相连，双光纤头(52)的输出端同样连接另一包层模消除组件的第二准直器(32)；
S24：反射镜(8)置于透镜(6)前方位置，用反射法来调试制作准直器；用夹具夹持住透镜(6)和玻璃套管(7)，然后调节双光纤头(52)和透镜(6)之间的距离，同时调反射镜(8)，监控功率计(9)的读数，当指标调到设计值时，固定双光纤头(52)，准直器制作完成；
S25：在双光纤头(52)和第二准直器(32)的光纤连接处断纤，取下做好的准直器。
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