CN112764165B - 一种可调式光纤偏振准直镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学设备技术领域，特别涉及一种可调式光纤偏振准直镜头。包括壳体及设置于壳体内的准直模块和偏振分束模块，壳体包括底座和散热外壳，散热外壳设置于底座上且一侧设有光纤接口，准直模块和偏振分束模块设置于底座上且与光纤接口同轴；准直模块和偏振分束模块的安装位置可调整，实现与光纤接口的同轴。本发明可在镜头内保证光纤、准直模块、偏振分束模块等各部分光学组件的同轴度；偏振分束立方的安装方式为无胶、无螺钉接触镜片，能够避免胶水形变产生的影响和螺钉压紧镜片对镜片的损伤，实现对光纤光束准直，且偏振态可调。

Description

一种可调式光纤偏振准直镜头

技术领域

本发明涉及光学设备技术领域，特别涉及一种可调式光纤偏振准直镜头。

背景技术

随着光纤技术在激光行业的发展，光纤输出激光器的应用范围原来越广泛，各行各业对光纤输出光束的准直和偏振提出了更高的需求，除了对光纤出光进行准直外，人们还希望获得不同偏振状态的光束以用于不同场合。然而在便携式可移动的光纤偏振准直镜头中，在安装准直模块和偏振模块时，由于机械加工公差和人工安装误差等因素，可能导致准直镜头和偏振镜头与光纤不同轴，影响准直和偏振效果。此外，目前偏振分束立方体的安装方式多采用胶水粘接或螺钉压紧的方式固定。胶水接触镜片，镜片受热后产生的热量会导致已固化的胶水产生形变，从而改变镜片的位置；而使用螺钉压紧镜片，难以控制力度大小，压力过大或过小可能导致镜片崩裂、损伤或镜片松动，存在一定的风险。因此，目前的镜头同轴度调节方式和偏振立方体安装方式均存在一定的弊端。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种可调式光纤偏振准直镜头，能够良好保证光路同轴，且无胶水和螺钉接触光学镜片。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种可调式光纤偏振准直镜头，包括壳体及设置于壳体内的准直模块和偏振分束模块，所述壳体包括底座和散热外壳，散热外壳设置于底座上且一侧设有光纤接口，准直模块和偏振分束模块设置于底座上且与光纤接口同轴；准直模块和偏振分束模块的安装位置可调整，实现与光纤接口的同轴。

在一种可能的实现方式中，所述准直模块的底部两侧设有调整孔Ⅰ，所述准直模块通过容置于调整孔Ⅰ内的螺钉与所述底座连接。

在一种可能的实现方式中，所述调整孔Ⅰ为沿轴向设置的椭圆形孔；

所述准直模块的底部两侧均设有位于所述调整孔Ⅰ两端的顶丝孔Ⅰ，所述顶丝孔Ⅰ内连接有顶丝Ⅰ，通过所述顶丝Ⅰ可调整所述准直模块沿高度方向的安装位置。

在一种可能的实现方式中，所述底座的侧部设有与所述准直模块相对应的顶丝孔Ⅱ，所述顶丝孔Ⅱ内连接有顶丝Ⅱ，通过顶丝Ⅱ可调整所述准直模块沿水平方向的安装位置。

在一种可能的实现方式中，所述偏振分束模块的底部四角设有调整孔Ⅱ，所述偏振分束模块通过容置于调整孔Ⅱ内的螺钉与所述底座连接。

在一种可能的实现方式中，所述调整孔Ⅱ为沿径向设置的椭圆形孔。

在一种可能的实现方式中，所述底座的侧部设有与所述偏振分束模块相对应的顶丝孔Ⅲ，所述顶丝孔Ⅲ内连接有顶丝Ⅲ，通过顶丝Ⅲ可调整所述偏振分束模块沿水平方向的安装位置。

在一种可能的实现方式中，所述偏振分束模块包括偏振分束立方体、固定片、安装架及盖板，其中偏振分束立方体的两侧设置固定片后插入安装架内，所述盖板设置于安装架的顶部并且与所述安装架连接，所述安装架的底部四角设置所述调整孔Ⅱ。

在一种可能的实现方式中，所述偏振分束模块的前端设有波片。

在一种可能的实现方式中，所述散热外壳的顶部设有散热片和风扇。

本发明的优点及有益效果为：本发明可在镜头内保证光纤、准直模块、偏振分束模块等各部分光学组件的同轴度；偏振分束立方的安装方式为无胶、无螺钉接触镜片，能够避免胶水形变产生的影响和螺钉压紧镜片对镜片的损伤，实现对光纤光束准直，且偏振态可调。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种可调式光纤偏振准直镜头的轴测图；

图2为本发明一种可调式光纤偏振准直镜头的主视图；

图3为图2的俯视图；

图4为本发明中偏振分束模块的轴测图；

图5为本发明一种可调式光纤偏振准直镜头的整体轴测图。

图中：1、底座；2、散热外壳；3、准直模块；4、偏振分束模块；5、波片；201、光纤接口；202、散热片；203、风扇；301、调整孔Ⅰ；302、顶丝孔Ⅰ；303、顶丝孔Ⅱ；401、调整孔Ⅱ；402、顶丝孔Ⅲ；403、偏振分束立方体；404、固定片；405、安装架；406、盖板。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明一实施例提供的一种可调式光纤偏振准直镜头，可在镜头内保证光纤、准直模块、偏振分束模块等各部分光学组件的同轴度，实现对光纤光束准直，且偏振态可调。参见图1至图3所示，该可调式光纤偏振准直镜头包括壳体及设置于壳体内的准直模块3和偏振分束模块4，壳体包括底座1和散热外壳2，散热外壳2设置于底座1上且一侧设有光纤接口201，光纤接口201用于连接光纤，散热外壳2为镜头产生的热量进行风冷散热；准直模块3和偏振分束模块4设置于底座1上且与光纤接口201同轴，准直模块3和偏振分束模块4的安装位置可调整，实现与光纤接口201的同轴。镜头连接光纤后，光纤出光经过准直模块3进行准直，偏振分束模块4用于对光纤出光进行偏振。

参见图3所示，本发明的实施例中，准直模块3的底部两侧设有调整孔Ⅰ301，准直模块3通过容置于调整孔Ⅰ301内的螺钉与底座1连接。

具体地，调整孔Ⅰ301为沿轴向设置的椭圆形孔，在螺钉拧紧准直模块3之前，准直模块3具有俯仰及转动的自由度，调整好准直模块3的位置和角度后，通过容置于调整孔Ⅰ301内的螺钉固定准直模块3。

参见图3所示，本发明的实施例中，准直模块3的底部两侧均设有位于调整孔Ⅰ301两端的顶丝孔Ⅰ302，顶丝孔Ⅰ302内连接有顶丝Ⅰ，通过四个顶丝Ⅰ可调整准直模块3沿高度方向的俯仰角度和沿轴向方向的旋转角度，即通过配合调整四个顶丝Ⅰ在准直模块3四角的顶起高度，实现与光纤接口201的同轴度调整。

参见图2所示，本发明的实施例中，底座1的侧部设有与准直模块3相对应的顶丝孔Ⅱ303，顶丝孔Ⅱ303内连接有顶丝Ⅱ，通过顶丝Ⅱ可调整准直模块3沿水平方向的安装位置(旋转角度)，即通过顶丝Ⅱ推动准直模块3转动，实现准直模块3与光纤接口201的同轴度调整。

具体地，底座1的一侧设有两个顶丝孔Ⅱ303，两个顶丝孔Ⅱ303分别与准直模块3的前、后端相对应，通过连接在两个顶丝孔Ⅱ303内的两个顶丝Ⅱ推动准直模块3沿水平方向正转或反转，从而调整准直模块3与光纤接口201的同轴度。

参见图3所示，本发明的实施例中，偏振分束模块4的底部四角设有调整孔Ⅱ401，偏振分束模块4通过容置于调整孔Ⅱ401内的螺钉与底座1连接。

具体地，调整孔Ⅱ401为沿径向设置的椭圆形孔，在螺钉拧紧偏振分束模块4之前，偏振分束模块4具有转动的自由度，调整好偏振分束模块4的位置和角度后，通过容置于调整孔Ⅱ401内的螺钉固定偏振分束模块4。

参见图2所示，本发明的实施例中，底座1的一侧设有与偏振分束模块4相对应的顶丝孔Ⅲ402，顶丝孔Ⅲ402内连接有顶丝Ⅲ，通过顶丝Ⅲ可调整偏振分束模块4沿水平方向的安装位置，即通过顶丝Ⅲ推动偏振分束模块4转动，从而调整推动偏振分束模块4与光纤接口201的同轴度。

具体地，底座1的一侧设有两个顶丝孔Ⅲ402，两个顶丝孔Ⅲ402分别与偏振分束模块4的前、后端相对应，通过连接在两个顶丝孔Ⅲ402内的两个顶丝Ⅲ推动偏振分束模块4沿水平方向正转或反转，从而调整偏振分束模块4与光纤接口201的同轴度。

参见图4所示，本发明的实施例中，偏振分束模块4包括偏振分束立方体403、固定片404、安装架405及盖板406，其中偏振分束立方体403的两侧设置固定片404后插入安装架405内，盖板406设置于安装架405的顶部并且与安装架405连接，调整孔Ⅱ401设置于安装架405的底部四角处。

进一步地，安装架405的底部设置有顶丝孔Ⅳ，顶丝孔Ⅳ内连接有顶丝Ⅳ，通过顶丝Ⅳ调整偏振分束模块4在高度方向的安装位置。

本实施例中，固定片404夹在偏振分束立方体403的两侧，用于保护镜片不与其它机械件接触摩擦，再将由固定片404保护后的偏振分束立方体403插入安装架405中，然后用盖板406固定，安装过程中无需使用胶水接触镜片，且无螺钉接触镜片，可避免胶水和螺钉对镜片的损伤。

本实施例中，偏振分束模块4通过螺钉和顶丝安装在底座1上，通过准直模块3准直后的光束经过偏振分束模块4，偏振分束模块4可对随机偏振光进行偏振分束，其中一束线偏振光通过偏振分束立方体403，光束传播方向不发生改变，另一束偏振光经偏振分束立方体403后向上方反射，光束传播方向偏转90°。

参见图5所示，在上述实施例的基础上，偏振分束模块4的前端设有波片5，经过偏振分束模块4的偏振光经过波片5后可获得设定的偏振状态的光。

参见图5所示，在上述实施例的基础上，散热外壳2的顶部设有散热片202和风扇203。光束经过偏振分束模块4后，一部分光偏转90°后折射至散热外壳2的顶部，散热外壳2的顶部对应位置有风扇203，周围为散热片202，为镜头进行风冷散热。

本实施例中，偏振分束模块4采用无胶、无螺钉的方式安装；散热外壳2为镜头产生的热量进行风冷散热。此可调式光纤偏振准直镜头可通过调节螺钉和顶丝保证光纤、准直模块3、偏振分束模块4的同轴度，由此弥补机械加工公差和人工安装引入的误差，实现光纤、准直模块3、偏振分束模块4等光学元件完全同轴，且无胶水和螺钉接触偏振分束立方体403，不会对镜片造成损伤。

综上所述，本实施例提供的一种可调式光纤偏振准直镜头可在镜头内保证光纤、准直模块、偏振分束模块等各部分光学组件的同轴度；偏振分束立方体的安装方式为无胶、无螺钉接触镜片，能够避免胶水形变产生的影响和螺钉压紧镜片对镜片的损伤；实现对光纤光束准直，且偏振态可调。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (1)

1.一种可调式光纤偏振准直镜头，包括壳体及设置于壳体内的准直模块(3)和偏振分束模块(4)，其特征在于，所述壳体包括底座(1)和散热外壳(2)，散热外壳(2)设置于底座(1)上且一侧设有光纤接口(201)，准直模块(3)和偏振分束模块(4)设置于底座(1)上且与光纤接口(201)同轴；准直模块(3)和偏振分束模块(4)的安装位置可调整，实现与光纤接口(201)的同轴；准直模块(3)具有俯仰及转动的自由度，调整好准直模块(3)的位置和角度后，准直模块(3)与底座(1)连接；

所述偏振分束模块(4)包括偏振分束立方体(403)、固定片(404)、安装架(405)及盖板(406)，其中偏振分束立方体(403)的两侧设置固定片(404)后插入安装架(405)内，所述盖板(406)设置于安装架(405)的顶部并且与所述安装架(405)连接，安装架(405)通过螺钉和顶丝安装在底座(1)上；

所述准直模块(3)的底部两侧设有调整孔Ⅰ(301)，所述准直模块(3)通过容置于调整孔Ⅰ(301)内的螺钉与所述底座(1)连接；

所述调整孔Ⅰ(301)为沿轴向设置的椭圆形孔；

所述准直模块(3)的底部两侧均设有位于所述调整孔Ⅰ(301)两端的顶丝孔Ⅰ(302)，所述顶丝孔Ⅰ(302)内连接有顶丝Ⅰ，通过所述顶丝Ⅰ可调整所述准直模块(3)沿高度方向的安装位置；

所述底座(1)的侧部设有与所述准直模块(3)相对应的顶丝孔Ⅱ(303)，所述顶丝孔Ⅱ(303)内连接有顶丝Ⅱ，通过顶丝Ⅱ可调整所述准直模块(3)沿水平方向的安装位置；

所述安装架(405)的底部四角设有调整孔Ⅱ(401)，所述偏振分束模块(4)通过容置于调整孔Ⅱ(401)内的螺钉与所述底座(1)连接；

所述调整孔Ⅱ(401)为沿径向设置的椭圆形孔；

所述底座(1)的侧部设有与所述偏振分束模块(4)相对应的顶丝孔Ⅲ(402)，所述顶丝孔Ⅲ(402)内连接有顶丝Ⅲ，通过顶丝Ⅲ可调整所述偏振分束模块(4)沿水平方向的安装位置；

所述偏振分束模块(4)的前端设有波片(5)；

所述散热外壳(2)的顶部设有散热片(202)和风扇(203)。

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