CN207067458U - 一种高功率绝缘侧向耦合的光纤接口组件 - Google Patents
一种高功率绝缘侧向耦合的光纤接口组件 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型适用于光纤通信领域，提供了一种高功率绝缘侧向耦合的光纤接口组件，所述光纤接口组件的第一金属底座设置于第二金属底座的顶端，金属尾塞设置于第二金属底座内的低端，陶瓷套管设置于第二金属底座内的中部、且低端部分插入金属尾塞中，陶瓷插芯的顶端部分设置于第一金属底座内、中间部分设置于第二金属底座内、低端部分设置于陶瓷套管中，裸光纤的低端设置于陶瓷插芯中、顶端暴露在外，陶瓷插芯的中心轴线与第一金属底座及第二金属底座的中心轴线重叠，裸光纤顶端设有25~45度的斜面，本实用新型有效的解决了高功率激光器耦合效率问题，耦合效率达80%并且减少了原有透镜耦合元件，降低了生产成本提高了产品性能。
Description
技术领域
本实用新型属于光纤通信领域，尤其涉及一种高功率绝缘侧向耦合的光纤接口组件。
背景技术
光纤接口组件在光通信用收发器的光模块中，被用作连接受光元件及发光元件的光无缘零件，由于光纤接口组件使用时要和激光发射器焊接在一起，这样由激光发射器产生的静电就会传递到跳线连接组件侧，从而影响光传输的稳定性及可靠性。
在高功率光纤激光器和光纤放大器中，最关键的技术就是如何将几十瓦、数百瓦甚至上千瓦的泵浦激光高效率的耦合进入直径尺寸只有几十微米甚至几微米的光纤当中，并且有效的泵浦系统可以显著提高激光的输出功率，降低系统的废热产生率。
在半导体激光器和单模光纤的耦合技术中，耦合效率和失准容忍度是要考虑的两个关键指标，一个好的设计必须兼顾这两个方面；半导体激光器和平端光纤的耦合由于很难同时达到模场匹配和相位匹配，因此耦合效率很低；提高耦合效率的方法有两种，一种是激光器与光纤之间使用分立的透镜，另一种是采用研磨光纤透镜方法；而光纤透镜法由于结构紧凑、操作方便、性能稳定可靠、耦合效率高因此被广泛采用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高功率绝缘侧向耦合的光纤接口组件，旨在解决的问题目前现有技术中使用光纤接口组件时必须要和激光发射器焊接在一起，这样由激光发射器产生的静电就会传递到跳线连接组件侧，从而影响光传输的稳定性及可靠性。
本实用新型是这样实现的，一种高功率绝缘侧向耦合的光纤接口组件，其特征在于：所述光纤接口组件包括第一金属底座、第二金属底座、陶瓷套管、陶瓷插芯、金属尾塞、裸光纤，所述第一金属底座设置于所述第二金属底座的顶端，所述金属尾塞设置于所述第二金属底座内的低端，所述陶瓷套管设置于所述第二金属底座内的中部、且低端部分插入所述金属尾塞中，所述陶瓷插芯的顶端部分设置于所述第一金属底座内、中间部分设置于所述第二金属底座内、低端部分设置于所述陶瓷套管中，所述裸光纤的低端设置于所述陶瓷插芯中、顶端暴露在外，所述陶瓷插芯的中心轴线与所述第一金属底座及第二金属底座的中心轴线重叠，所述裸光纤顶端设有25~45度的斜面。
本实用新型的进一步技术方案是：所述裸光纤顶端的斜面角度为42度。
本实用新型的进一步技术方案是：所述光纤接口组件还包括粘结剂，所述第一金属底座与第二金属底座之间通过粘结剂连接。
本实用新型的进一步技术方案是：所述裸光纤与所述第一金属底座连接处涂有所述粘结剂。
本实用新型的进一步技术方案是：所述第二金属底座、金属尾塞、陶瓷套管及陶瓷插芯之间的连接方式为过盈配合。
本实用新型的进一步技术方案是：所述金属尾塞的低端切面与所述第二金属底座的低端切面重合。
本实用新型的进一步技术方案是：所述陶瓷插芯的顶端切面与所述第一金属底座的顶端切面重合。
本实用新型的进一步技术方案是：所述裸光纤的低端切面与所述陶瓷插芯的低端切面重合。
本实用新型的进一步技术方案是：所述陶瓷套管的横截面设有“C”字形的开口。
本实用新型的有益效果是：本实用新型有效的解决了高功率激光器耦合效率问题，耦合效率达80%并且减少了原有透镜耦合元件，降低了生产成本提高了产品性能。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的光纤接口组件示意图；
图2是本实用新型实施例提供的裸光纤斜面示意图；
图3是本实用新型实施例提供的光纤接口组件应用示意图；
图4是本实用新型实施例提供的原理图一；
图5是本实用新型实施例提供的原理图二；
图6是本实用新型实施例提供的原理图三。
附图标记：8-激光发射器 9-滤光片 11-激光探测器 13-光纤接口组件 133-第一金属底座 135-第二金属底座 136-陶瓷套管 134-陶瓷插芯 137-金属尾塞 131-裸光纤132-粘结剂。
具体实施方式
如图4所示，半导体激光器光场可近视看成高斯光束，公式为：
；；；
高斯光束几个重要参数分别为：腰斑半径为高斯光束的最小宽度处； 为高斯光束宽度，距离光腰z处高斯光点形状的大小；为距离光腰z处波前半径；θ为发散角。
如图5所示，比较入射光光场与光纤的光场形状，激光的高斯光场在某一波前为曲率半径Rx, Ry的椭圆形光场；而理想单模光纤波前为曲率无穷大平面波的圆形光场；因为激光器的广场是高斯光束，波前是弯曲的；如果光源与光纤直接耦合，很难达到模场匹配和波前的相位匹配，导致耦合损耗非常大，通常的LD光源，其出射光场是椭圆形曲面，如果能够调整好光束椭圆形波前与光纤平面之间的距离，并改善波前相位则能提高耦合效率，因为光束在纵向分离的，在横向是准直的，在靠近端面处，波前在纵向方向上是曲面，但横向方向上是保持准直的。因此，在靠近端面波前是圆柱的，就可以通过使用一个半径合适的圆柱形透镜减小波前相位的不匹配，提高耦合效率。
如图6所示，通过公式：
；；其中，由SENLL定律可知，，因此相位差，这里，在AA处的高斯光场的表达式为：
，通过该公式可得出光纤角度与相位偏差有关，调整光纤角度可以有效提高耦合效率。
结合上述方案，从图1中可以看出所述光纤接口组件包括第一金属底座133、第二金属底座135、陶瓷套管136、陶瓷插芯134、金属尾塞137、裸光纤131，所述第一金属底座133设置于所述第二金属底座135的顶端，所述金属尾塞137设置于所述第二金属底座135内的低端，所述陶瓷套管136设置于所述第二金属底座135内的中部、且低端部分插入所述金属尾塞135中，所述陶瓷插芯134的顶端部分设置于所述第一金属底座133内、中间部分设置于所述第二金属底座135内、低端部分设置于所述陶瓷套管136中，所述裸光纤131的低端设置于所述陶瓷插芯134中、顶端暴露在外，所述陶瓷插芯134的中心轴线与所述第一金属底座133及第二金属底座135的中心轴线重叠，所述裸光纤131顶端设有25~45度的斜面，本实用新型的使用过程中如图2所示，通过激光发射器8发出激光，激光通过滤光片9过滤之后再传送到光纤接口组件13中，光纤接口组件13返回的激光再通过滤光片9反射到激光探测器11中，完成感应，对比现有技术本实用新型省下了一个光纤透镜，降低了光信号在传播过程中的损耗，还降低了生产成本进一步缩小了模块尺寸利于密集型封装。
综合上述光纤接口组件13的原理，所述裸光纤131顶端的斜面角度为42度，在经过公式计算之后，优选将裸光纤131的斜面角度设置为42度，实现高功率激光器高效率耦合要求。
如图1所示，所述光纤接口组件还包括粘结剂132，所述第一金属底座133与第二金属底座135之间通过粘结剂132连接，所述裸光纤131与所述第一金属底座133连接处涂有所述粘结剂132，本实用新型中的粘结剂132具有绝缘的功能，粘接剂132绝缘隔离了因激光器所产生的静电对光纤跳线测得影响，提高了产品稳定性。
如图1所示，所述第二金属底座135、金属尾塞137、陶瓷套管136及陶瓷插芯134之间的连接方式为过盈配合，增加产品稳定性，避免在使用中出现零件松动的现象，为了减小体积，为零件之间采用无缝连接，如图可知，所述金属尾塞137的低端切面与所述第二金属底座135的低端切面重合，所述陶瓷插芯134的顶端切面与所述第一金属底座133的顶端切面重合，所述裸光纤131的低端切面与所述陶瓷插芯134的低端切面重合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高功率绝缘侧向耦合的光纤接口组件，其特征在于：所述光纤接口组件包括第一金属底座(133)、第二金属底座(135)、陶瓷套管(136)、陶瓷插芯(134)、金属尾塞(137)、裸光纤(131)，所述第一金属底座(133)设置于所述第二金属底座(135)的顶端，所述金属尾塞(137)设置于所述第二金属底座(135)内的低端，所述陶瓷套管(136)设置于所述第二金属底座(135)内的中部、且低端部分插入所述金属尾塞(137)中，所述陶瓷插芯(134)的顶端部分设置于所述第一金属底座(133)内、中间部分设置于所述第二金属底座(135)内、低端部分设置于所述陶瓷套管(136)中，所述裸光纤(131)的低端设置于所述陶瓷插芯(134)中、顶端暴露在外，所述陶瓷插芯(134)的中心轴线与所述第一金属底座(133)及第二金属底座(135)的中心轴线重叠，所述裸光纤(131)顶端设有25～45度的斜面。
2.根据权利要求1所述的光纤接口组件，其特征在于，所述裸光纤(131)顶端的斜面角度为42度。
3.根据权利要求1所述的光纤接口组件，其特征在于，所述光纤接口组件还包括粘结剂(132)，所述第一金属底座(133)与第二金属底座(135)之间通过粘结剂(132)连接。
4.根据权利要求3所述的光纤接口组件，其特征在于，所述裸光纤(131)与所述第一金属底座(133)连接处涂有所述粘结剂(132)。
5.根据权利要求1所述的光纤接口组件，其特征在于，所述第二金属底座(135)、金属尾塞(137)、陶瓷套管(136)及陶瓷插芯(134)之间的连接方式为过盈配合。
6.根据权利要求5所述的光纤接口组件，其特征在于，所述金属尾塞(137)的低端切面与所述第二金属底座(135)的低端切面重合。
7.根据权利要求5所述的光纤接口组件，其特征在于，所述陶瓷插芯(134)的顶端切面与所述第一金属底座(133)的顶端切面重合。
8.根据权利要求5所述的光纤接口组件，其特征在于，所述裸光纤(131)的低端切面与所述陶瓷插芯(134)的低端切面重合。
9.根据权利要求1所述的光纤接口组件，其特征在于，所述陶瓷套管的横截面设有“C”字形的开口。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109375321A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-02-22 | 科新网通科技有限公司 | 一种提高光器件光口稳定性的结构及其组装方法和光器件 |
| CN110854210A (zh) * | 2019-11-18 | 2020-02-28 | 中航光电科技股份有限公司 | 一种基于box封装的超高频射频光电探测器 |
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- 2017-06-13 CN CN201720682444.7U patent/CN207067458U/zh active Active
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