CN201107430Y

CN201107430Y - 一种激光到光纤耦合头

Info

Publication number: CN201107430Y
Application number: CNU2007201902268U
Authority: CN
Inventors: 房涛; 郑光; 毕勇; 贾中达
Original assignee: Beijing Phoebus Vision Optoelectronic Co ltd; Academy of Opto Electronics of CAS
Current assignee: Beijing Phoebus Vision Optoelectronic Co ltd; Academy of Opto Electronics of CAS
Priority date: 2007-11-16
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2017-11-16

Abstract

本实用新型提供一种激光到光纤耦合头，包括光纤接入处、基座以及调节装置；所述的调节装置包括水平板、调节螺丝以及弹簧，其中，所述的光纤接入处连接到所述的水平板的一端，所述水平板的另一端与所述的基座之间安装有弹簧，所述的调节螺丝穿过所述的水平板安装到所述的基座上。本实用新型采用弹簧替代原有的橡胶圈，可以克服橡胶圈由于老化所带来的调节精度降低的缺陷；弹簧形变产生的张力可以使得调节螺丝上的螺纹与基座上的螺孔的螺纹吻合更加紧密，从而加大调节精度。

Description

一种激光到光纤耦合头

技术领域

本实用新型涉及一种激光到光纤耦合头，特别涉及一种带有新型调谐装置的激光到光纤耦合头。

背景技术

激光到光纤耦合头是一种用于将入射激光耦合到光纤的装置。图1是激光耦合到光纤的光学原理图，从图中可以看出，入射的激光经过聚焦透镜16的折射汇聚到光纤15的内部，最佳情况下垂直入射到光纤截面的中心，从而达到通过光纤实现激光传送的目的。在这一过程中，要实现激光的准确折射，需要注意两个问题：一是要准确调节聚焦透镜16与光纤15的距离，以使得两者间的距离与聚焦透镜16的焦距相适应；二是要调节入射激光与聚焦透镜16间的角度，以使得入射激光经过折射后可以到达光纤15的最佳耦合位置。激光到光纤耦合头的作用就是实现上述的激光耦合到光纤的耦合过程，并在耦合过程中完成对角度与距离的调节。

从激光到光纤耦合头的功能可以知道，耦合头的调谐精度是判断耦合头质量优劣与耦合效率高低的关键。图2是现有技术中常见的激光到光纤耦合头的侧视图，从图中可以看出，该耦合头主要包括光纤接入处1、水平板2、调节螺丝3、基座6以及橡胶圈14。其中的水平板2中安装有聚焦透镜，通过对光纤接入处1的旋转可调节水平板2与光纤间的距离，从而达到调节聚焦透镜与光纤间距离的目的；而通过橡胶圈14与调节螺丝3之间的配合，则可以实现对水平板2的调节，从而调整激光入射的角度。该耦合头中所采用的橡胶圈14为环形橡胶圈，它被放置于水平板2与基座6之间的中心位置，橡胶圈14除了可以配合调节螺丝3实现对激光入射角度的调节外，还具有封闭激光传播路径的作用。

现有技术中的此类耦合头的缺点在于：

1、耦合头中所采用的橡胶圈在一段时间后容易发生老化现象，使得橡胶圈回复形变的张力和幅度减小，从而造成调节螺丝3上的螺纹和基座上的螺孔的螺纹吻合紧密度降低，进而导致调节精度大大降低、调节的幅度变小，最终降低了耦合效率，影响激光到光纤耦合头的使用；

2、耦合头中所采用的橡胶圈的弹性系数不容易准确定制，增加了耦合头调节的难度。

在申请号为2 574 702的加拿大申请中，对前述的采用橡胶圈调节焦距与角度的激光到光纤耦合头有相关的说明。在现有技术中，还存在其它类型的激光到光纤耦合头，但这些耦合头也存在着构造比较复杂，价格昂贵，在规模化使用时不易降低成本的缺陷。

发明内容

因此，本实用新型的任务是克服现有激光到光纤耦合头中由于部件老化产生的调节精度降低的缺陷，从而提供一种调节精度高、结构简单的激光到光纤耦合头。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种激光到光纤耦合头，包括光纤接入处、基座以及调节装置；所述的调节装置包括水平板、调节螺丝以及弹簧，其中，所述的光纤接入处连接到所述的水平板的一端，所述水平板的另一端与所述的基座之间安装有弹簧，所述的调节螺丝穿过所述的水平板安装到所述的基座上。

上述技术方案中，还包括用于封闭激光传播路径的封闭罩，所述的封闭罩位于所述的水平板和所述的基座之间。

上述技术方案中，还包括用于锁定所述激光到光纤耦合头的耦合角度的固定螺丝，所述的固定螺丝安装在所述水平板上。

上述技术方案中，所述的水平板上有一个圆柱状的凸起，所述凸起的长度与直径与所述光纤接入处底端中心的圆孔相匹配，所述凸起与所述圆孔间光滑连接。

上述技术方案中，所述的调节螺丝有三个，所述的三个调节螺丝在所述的水平板上呈正三角形或等腰三角形分布。

上述技术方案中，所述的弹簧有三个，所述的三个弹簧呈正三角形或等腰三角形分布在所述水平板和所述基座之间。

上述技术方案中，所述的弹簧套在所述的调节螺丝上。

上述技术方案中，所述的弹簧与所述的调节螺丝分布在不同的地方。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型的激光到光纤耦合头采用弹簧替代原有的橡胶圈，可以克服橡胶圈由于老化所带来的调节精度降低的缺陷。

2、本实用新型的激光到光纤耦合头中，弹簧形变产生的张力可以使得调节螺丝上的螺纹与基座6上的螺孔的螺纹吻合更加紧密，从而加大调节精度。

3、本实用新型的激光到光纤耦合头中，光纤接入处与水平板之间水平连接，使得调节光纤接入处时，光纤的光轴位置不发生变化，保证了耦合头的调节精度。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：

图1为激光耦合到光纤的光学原理图；

图2为现有技术中常见的激光到光纤耦合头的侧视图；

图3为本实用新型的激光到光纤耦合头在一个实施方式中的侧视图；

图4为本实用新型的激光到光纤耦合头中聚焦透镜所在位置的示意图；

图5为本实用新型的激光到光纤耦合头在一个实施方式中的仰视图；

图6为本实用新型的激光到光纤耦合头在一个实施方式中的俯视图。

图面说明

1 光纤接入处 2 水平板 3 调节螺丝

4 弹簧 5 封闭罩 6 基座

7 探测孔 8 固定螺丝 9 输入口

14 橡胶圈 15 光纤 16 聚焦透镜

17 圆孔 18 水平板上的圆柱状凸起

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的激光到光纤耦合头进行说明。

图3、图5和图6是对本实用新型的一种实施方式的说明，其中，图3是一个激光到光纤耦合头的侧视图，图5是该耦合头的俯视图，图6则是仰视图。从上述附图可以看出，在该实施例中，所述的激光到光纤耦合头包括光纤接入处1、水平板2、调节螺丝3、基座6、封闭罩5以及弹簧4。

光纤接入处1整体上呈瓶盖状，在所述瓶盖的顶端中部还向外凸出有一个中空的圆柱体，光纤接入处1的底端中心有一个圆孔，该圆孔用于与水平板2的相应部件结合，起到连接以及调节水平板2和光纤接入处1之间距离的作用。

本实用新型中的水平板2、调节螺丝3以及弹簧4组成一个调节装置，该调节装置用于调节激光的入射角度。其中的水平板2的一面有用于安装光纤接入处1的接口，实现光纤接入处1与水平板2间的连接，另一面则紧贴封闭罩5。如图4所示，所述的接口为一个圆柱状的凸起18，其长度与直径应当与光纤接入处1上的对应圆孔17相匹配。所述凸起18与圆孔17间光滑连接，使得调节光纤接入处1时，光纤的光轴位置不发生变化。所述凸起18的内部腔中空，在腔内通过环形楔子固定一个聚焦透镜16，在固定所述的聚焦透镜16时，应当保证聚焦透镜16的光轴总是垂直于水平板2。通过对光纤接入处1的调节，即可实现聚焦透镜16与光纤15间的距离调节，使聚焦透镜16的焦点在光纤横截面附近，以保证激光光束全部聚焦入光纤15内，达到最佳的聚焦距离。

调节螺丝3与弹簧4间相互配合，可共同调节水平板2与基座6间的距离和角度，从而调节激光的入射角度，以使经过透镜折射后的激光尽量垂直入射到光纤截面的中心，达到最佳的耦合效率。其中的弹簧4通过形变产生张力，从而对水平板2产生向外的支撑力，该支撑力与调节螺丝3的拉力相配合以实现对水平板2的调节。弹簧4形变产生的张力还可以使得调节螺丝3上的螺纹与基座6上的螺孔的螺纹吻合更加紧密，从而加大调节精度。调节螺丝3与弹簧4的数量、安装位置以及相互间的配合关系可以有多种实现方式。在图3所示的实例中，耦合头各有三个调节螺丝3与弹簧4，由图5可知，三个调节螺丝3安装在水平板2上时呈正三角形分布，弹簧4套在调节螺丝3上，通过旋转至少一个调节螺丝3可实现对水平板2的调节。在其它的实施例中，三个调节螺丝3在水平板2上还可以呈等腰三角形分布，调节螺丝3和弹簧4也可以分开安装，各自以正三角或等腰三角形分布在水平板2和基座6之间，调节螺丝3与弹簧4的数量亦可不限于3个。

在水平板2与基座6之间夹有封闭罩5，封闭罩5的作用是对激光的传播路径进行封闭，以防止激光在传播的过程中受到干扰。封闭罩5本身呈环状，可由海绵、铁皮等材料制成。

激光到光纤耦合头在使用过程中将基座6固定在激光器的激光输出口上。如图6所示，基座6本身呈环状空心型，在基座6的底部有圆形的输入口9，入射的激光束通过该输入口进入到耦合头中，经过封闭罩5，发送到聚焦透镜16上。在基座6上还有一个探测孔7，探测孔7位于基座6的侧面，各种外接的探测器通过探测孔7可探测到入射激光的各种参数，如输入激光的功率、能量变化等。通过对激光输入功率的进一步测量，可以得到激光耦合的效果，从而知道激光的入射角度是否正确，透镜与光纤间的距离是否合适等。通过对激光能量的测量，可以了解激光能量的变化，激光器的工作情况等。另外，探测孔上还可以置有调节螺纹，用以调节各种探测器的探测头的高低位置，并且在探测孔上还可以置有固定装置，用以固定探测器的数据线，并且通过对探测孔的封装，保证激光光束和空气的隔离。与现有的激光到光纤耦合头中的相应基座相比，本实施例中的基座6的结构没有发生改变，因此，在本实施例中，不对其结构做进一步说明，本领域的普通技术人员参考现有技术即可实现。

利用本实施例的激光到光纤的耦合头实现激光到光纤耦合的过程如下：所要耦合的激光首先从基座6底部的输入口9入射，穿过封闭罩5后，照射到水平板2中的聚焦透镜16上，经过聚焦透镜16的折射，将入射激光传送到光纤15中。在这一入射过程中，可能激光的入射角度、聚焦透镜16与光纤15间的距离都存在着误差，此时，需要对本实用新型的激光到光纤耦合头进行调节，其调节顺序如下：首先通过调节螺丝3调节水平板，使激光垂直射入光纤15的截面，然后水平调节光纤接入处1，以调节聚焦透镜16和光纤15的距离，使透镜焦点在光纤截面附近，并且在调节光纤接入处1的过程中要保证透镜的光轴和光纤的光轴始终重合。

在上述实施例中，在水平板2还可以安装固定螺丝8，通过该固定螺丝8可将整个激光到光纤耦合头的耦合角度锁定，使其保持不变，固定螺丝的具体位置可根据具体要求排布。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1、一种激光到光纤耦合头，包括光纤接入处(1)、基座(6)以及调节装置；其特征在于，所述的调节装置包括水平板(2)、调节螺丝(3)以及弹簧(4)，其中，所述的光纤接入处(1)连接到所述的水平板(2)的一端，所述水平板(2)的另一端与所述的基座(6)之间安装有弹簧(4)，所述的调节螺丝(3)穿过所述的水平板(2)安装到所述的基座(6)上。

2、根据权利要求1所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，还包括用于封闭激光传播路径的封闭罩(5)，所述的封闭罩(5)位于所述的水平板(2)和所述的基座(6)之间。

3、根据权利要求1或2所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，还包括用于锁定所述激光到光纤耦合头的耦合角度的固定螺丝(8)，所述的固定螺丝(8)安装在所述水平板(2)上。

4、根据权利要求1或2所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所述的水平板(2)上有一个圆柱状的凸起(18)，所述凸起(18)的长度与直径与所述光纤接入处(1)底端中心的圆孔(17)相匹配，所述凸起(18)与所述圆孔(17)间光滑连接。

5、根据权利要求1或2所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所述的调节螺丝(3)有三个，所述的三个调节螺丝(3)在所述的水平板(2)上呈正三角形或等腰三角形分布。

6、根据权利要求1或2所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所述的弹簧(4)有三个，所述的三个弹簧(4)呈正三角形或等腰三角形分布在所述水平板(2)和所述基座(6)之间。

7、根据权利要求1或2所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所述的弹簧(4)套在所述的调节螺丝(3)上。

8、根据权利要求1或2所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所述的弹簧(4)与所述的调节螺丝(3)分布在不同的地方。