CN218958260U - 一种激光器组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种激光器组件，通过在管壳内设置透镜隔离组件，阻隔回返光，保证激光器的稳定运行。本实用新型的主要技术方案为：一种激光器组件，包括管壳，管壳包括容纳腔，容纳腔内设置有激光器、光纤光栅和透镜隔离组件，激光器、光纤光栅和透镜隔离组件依次排布；输出光纤，输出光纤穿接于管壳，输出光纤的前端位于容纳腔内，用于将透镜隔离组件射出的光束耦合输出。本实用新型主要用于发射激光。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学器件领域，尤其涉及一种激光器组件。
背景技术
随着激光发生方式的不断优化使得激光性能得到不断提升，激光在如光通信、激光显示、医疗、传感器和工业领域中得到广泛的应用。现有的激光器的封装技术中，通常将外腔激光器带FBG光栅光纤和透镜进行封装。然而，光纤激光器等光信号传输路径中对来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感，回返光严重时会破坏激光系统，因此需要光隔离器阻止反射光，使得光信号仅在正向传输。现有技术中，由于封装中没有隔离器，不能满足阻隔后端光纤的反射影响，将导致激光器性能不稳定。
实用新型内容
有鉴于此，为解决上述至少一项技术问题，本实用新型提供一种激光器组件，用于解决激光器封装结构内缺少隔离器导致的激光器性能不稳定的问题。
为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
本实用新型提供一种激光器组件，包括：
管壳(100)，管壳(100)包括容纳腔，容纳腔内设置有激光器(200)、光纤光栅(300)和透镜隔离组件(400)，激光器(200)、光纤光栅(300)和透镜隔离组件(400)依次排布；
输出光纤(500)，输出光纤(500)穿接于管壳(100)，输出光纤(500)与透镜隔离组件(400)对应，用于将透镜隔离组件(400)射出的光束耦合输出。
其中，透镜隔离组件(400)包括透镜(410)和隔离器(420)；
透镜(410)和隔离器(420)均位于容纳腔内，且与管壳(100)连接，透镜(410)位于隔离器(420)与光纤光栅(300)之间。
其中，透镜隔离组件(400)还包括内壳(430)，内壳(430)包括通腔，通腔在光路方向上贯通于内壳(430)；
透镜(410)和隔离器(420)均位于通腔中，且与内壳(430)连接，透镜(410)与隔离器(420)耦合，内壳(430)与管壳(100)连接。
其中，透镜隔离组件(400)还包括至少一个连接件(440)，连接件(440)包括第一连接板和第二连接板，第一连接板和第二连接板相互垂直，第一连接板与内壳(430)连接，第二连接板与内壳(430)的底面位于同一平面，内壳(430)的底面抵接管壳(100)，第二连接板与管壳(100)连接。
其中，管壳(100)包括管壳主体(110)和载物平台(120)，管壳主体(110)包括容纳腔，载物平台(120)设置于容纳腔内，且固定于管壳主体(110)上；
激光器组件还包括焊件(600)，焊件(600)位于载物平台(120)上，焊件(600)用于在高温作用下融化以及在常温下凝固以固定光纤光栅(300)和/或输出光纤(500)。
其中，载物平台(120)包括第一凹陷(121)，第一凹陷(121)位于光纤光栅(300)的下方，且第一凹陷(121)在光路方向上的延伸长度小于光纤光栅(300)的长度；
载物平台(120)还包括第二凹陷(122)，第二凹陷(122)用于容纳透镜隔离组件(400)。
其中，管壳(100)包括管壳主体(110)和尾管(130)，管壳主体(110)包括容纳腔，尾管(130)设置于容纳腔外，尾管(130)的第一端与管壳主体(110)连接，尾管(130)的第二端向远离管壳主体(110)的一端延伸；
输出光纤(500)穿接于尾管(130)，且输出光纤(500)与尾管(130)固定。
其中，管壳(100)包括管壳主体(110)和多个电连接针(140)，管壳主体(110)包括容纳腔，电连接针(140)穿接于管壳主体(110)，电连接针(140)的一端位于容纳腔内，且与激光器(200)电连接，电连接针(140)的另一端位于容纳腔外。
其中，激光器组件还包括：温度调节器，温度调节器位于容纳腔内，电连接针(140)还与温度调节器连接。
本实用新型提出的一种激光器组件，通过在管壳内设置透镜隔离组件，阻隔回返光，保证激光器的稳定运行。现有技术中，通常将外腔激光器带FBG光栅光纤和透镜进行封装，然而，光纤激光器等光信号传输路径中对来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感，回返光严重时会破坏激光系统，因此需要光隔离器阻止反射光，使得光信号仅在正向传输。现有技术中，由于封装中没有隔离器，不能满足阻隔后端光纤的反射影响，将导致激光器性能不稳定。与现有技术相比，本申请文件中，在激光器的封装中加入透镜隔离组件，透镜隔离组件用于传播正向激光光线，而对后端光纤的回返光进行阻隔，保证激光器的运行稳定，不会受到反射光的影响和破坏。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种激光器组件的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种激光器组件中透镜隔离组件的结构示意图；
图3为图2所示透镜隔离组件在A-A方向上的剖视结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的激光器组件其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图1-2所示，本实用新型实施例提供了一种激光器组件，包括：
管壳(100)，管壳(100)包括容纳腔，容纳腔内设置有激光器(200)、光纤光栅(300)和透镜隔离组件(400)，激光器(200)、光纤光栅(300)和透镜隔离组件(400)依次排布；
输出光纤(500)，输出光纤(500)穿接于管壳(100)，输出光纤(500)的前端位于容纳腔内，输出光纤(500)与透镜隔离组件(400)对应，用于将透镜隔离组件(400)射出的光束耦合输出。
管壳(100)为激光器组件的主支撑结构，管壳(100)为近似长方形的空腔结构，可采用铁镍钴合金制备而成。激光器(200)、光纤光栅(300)和透镜隔离组件(400)在光路方向上依次间隔排布在容纳腔内，光路方向指的是激光的传播方向，或者说输出光纤(500)的方向。激光器(200)用于在外部电信号的控制下产生激光，光纤光栅(300)与激光器(200)偏振对位，激光可以耦合入光纤光栅(300)传播，继而通过光纤光栅(300)后，投射到透镜隔离组件(400)，透镜隔离组件(400)进行激光的汇聚，最后通过输出光纤(500)向外传播。管壳(100)进一步可包括壳体和盖板，壳体为槽型结构，盖板可盖合于壳体，并与壳体围合成容纳腔。组装时，光纤光栅(300)通过CoS组装与激光器(200)偏振对位后，耦合固定在管壳(100)上，光纤光栅(300)与激光器(200)形成反射腔。对反射腔进行光路参数测试，根据光路参数固定透镜隔离组件(400)，使得透镜隔离组件(400)可以进行光路整形，透镜隔离组件(400)满足与光纤光栅(300)射出的激光的光轴和偏振方向一致。最后固定输出光纤(500)，使得透镜隔离组件(400)射出的激光可以耦合入输出光纤(500)，并通过输出光纤(500)输出。
本实用新型提出的一种激光器组件，通过在管壳内设置透镜隔离组件，阻隔回返光，保证激光器的稳定运行。现有技术中，通常将外腔激光器带FBG光栅光纤和透镜进行封装，然而，光纤激光器等光信号传输路径中对来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感，回返光严重时会破坏激光系统，因此需要光隔离器阻止反射光，使得光信号仅在正向传输。现有技术中，由于封装中没有隔离器，不能满足阻隔后端光纤的反射影响，将导致激光器性能不稳定。与现有技术相比，本申请文件中，在激光器的封装中加入透镜隔离组件，透镜隔离组件用于传播正向激光光线，而对后端光纤的回返光进行阻隔，保证激光器的运行稳定，不会受到反射光的影响和破坏。
一种实施方式中，如图1-3所示，透镜隔离组件(400)包括透镜(410)和隔离器(420)。透镜(410)和隔离器(420)均位于容纳腔内，且与管壳(100)连接，透镜(410)位于隔离器(420)与光纤光栅(300)之间。
透镜(410)用于光路整形，以提高光纤间的耦合效率。隔离器(420)为只允许单向光通过的无源光器件，可以为多种具体结构。如一种实施方式中，隔离器(420)包括磁环、法拉第旋转器和两个双折射晶体，法拉第旋转器设置于双折射晶体之间，磁环套设于法拉第旋转器外周，磁环、法拉第旋转器和两个双折射晶体之间采用粘合剂固定，而后直接或者间接的固定于容纳腔内。在光的正向传播过程中，激光透镜(410)透射后，其偏振态与前端双折射晶体的一致，激光进入前端双折射晶体后，被分为o光和e光，o光和e光偏振方向相互垂直，且传播方向成一夹角。o光和e光继续穿过法拉第旋转器，由于磁环作用于法拉第晶体，使得o光和e光的偏振方向各自同向旋转了45度，后端双折射晶体的光轴与前端双折射晶体的光轴呈45度角，使得o光和e光被折射到一起，耦合进入输出光纤(500)输出。当回返光传输时，回返光进入后端双折射晶体后分成两束偏振方向与前端双折射晶体的光轴各呈45度角的o光和e光，由于法拉第旋转器材料的非互易性，o光和e光穿过法拉第旋转器后，偏振方向仍向同一方向旋转45度，导致o光和e光发生转换，由于折射率的差别，导致o光和e光偏离原来的方向产生一定的位移和角度，回返光由前端双折射晶体输出时与正向的光存在一个比较大的角度，从而使得回返光无法耦合到光纤光栅(300)，达到隔离的效果。
一种实施方式中，如图2-3所示，透镜隔离组件(400)还包括内壳(430)，内壳(430)包括通腔，通腔在光路方向上贯通于内壳(430)。透镜(410)和隔离器(420)均位于通腔中，且与内壳(430)连接，透镜(410)与隔离器(420)耦合，内壳(430)与管壳(100)连接。
透镜(410)和隔离器(420)与通腔的内壁采用胶黏剂连接，使得透镜(410)、隔离器(420)和内壳(430)可以作为一个整体而安装到管壳(100)中。管壳(100)对透镜(410)和隔离器(420)起到保护作用，一方面省去安装对位过程，且避免安装误差，另一方面避免安装过程高温对透镜(410)和隔离器(420)的影响。
内壳(430)与管壳(100)可以直接连接，如通过胶黏剂粘合或者通过焊接固定，或者，为了保证内壳(430)固定的稳定性，以及安装便捷，透镜隔离组件(400)还包括至少一个连接件(440)，连接件(440)包括第一连接板和第二连接板，第一连接板和第二连接板相互垂直，第一连接板与内壳(430)连接，第二连接板与内壳(430)的底面位于同一平面，内壳(430)的底面抵接管壳(100)，第二连接板与管壳(100)连接。
通过焊接第二连接板与管壳(100)，实现内壳(430)与管壳(100)之间的固定连接，使得固定更加方便，在焊接过程中更加方便调整内壳(430)的角度和高度，保证透镜(410)和隔离器(420)与光纤光栅(300)耦合对位方便。
一种实施方式中，管壳(100)包括管壳主体(110)和载物平台(120)，管壳主体(110)包括容纳腔，载物平台(120)设置于容纳腔内，且固定于管壳主体(110)上。
载物平台(120)设置于管壳(100)的壳体的槽底，并向盖板一侧延伸，载物平台(120)主要用于支撑激光器(200)、光纤光栅(300)和输出光纤(500)，使得三者高度可以达到与透镜隔离组件(400)耦合。载物平台(120)可以为设置于管壳(100)内的连续的、具有高度起伏的支撑台，如一种实施方式中，载物平台(120)连续，且包括第二凹陷(122)，第二凹陷(122)用于容纳透镜隔离组件(400)，内壳(430)部分的嵌入第二凹陷(122)，使得透镜隔离组件(400)位置降低，使得光纤光栅(300)和输出光纤(500)可以与内壳(430)内的透镜(410)和隔离器(420)对正。或者，在一些其他的实施方式中，载物平台(120)也可以是多个分体的支撑台，根据需要支撑的位置固定在管壳(100)内，如载物平台(120)包括三个子载物台，第一子载物台用于连接激光器(200)和光纤光栅(300)的前端，第二子载物台用于连接光纤光栅(300)的后端，第三子载物台用于连接输出光纤(500)的前端，而第二子载物台和第三子载物台间隔设置，第二子载物台和第三子载物台之间用于固定透镜隔离组件(400)。
一种实施方式中，载物平台(120)包括第一凹陷(121)，第一凹陷(121)位于光纤光栅(300)的下方，且第一凹陷(121)在光路方向上的延伸长度小于光纤光栅(300)的长度。
光纤光栅(300)的两端，即前端和后端分别连接在第一凹陷(121)两端外侧的载物平台(120)上，第一凹陷(121)的设置使得光纤光栅(300)与载物平台(120)之间具有一定的空间，便于光纤光栅(300)位置的调整以及焊接，同时也使得激光器组件的整体重量减轻。
一种实施方式中，激光器(200)、光纤光栅(300)和输出光纤(500)分别与载物平台(120)之间通过焊锡焊接，可通过焊接进行光纤光栅(300)和输出光纤(500)的角度和高度的控制，使得光纤光栅(300)与激光器耦合，输出光纤(500)与透镜隔离组件(400)耦合。为方便光纤光栅(300)和输出光纤(500)的焊接，激光器组件还包括焊件(600)，焊件(600)位于载物平台(120)上，焊件(600)用于在高温作用下融化以及在常温下凝固以固定光纤光栅(300)和/或输出光纤(500)。焊件(600)具体为三个，分别用于固定光纤光栅(300)的两端以及输出光纤(500)的前端。焊件(600)的位置和高度决定光纤光栅(300)和输出光纤(500)的高度和角度。
一种实施方式中，管壳(100)包括管壳主体(110)和尾管(130)，管壳主体(110)包括容纳腔，尾管(130)设置于容纳腔外，尾管(130)的第一端与管壳主体(110)连接，尾管(130)的第二端向远离管壳主体(110)的一端延伸。输出光纤(500)穿接于尾管(130)，且输出光纤(500)与尾管(130)固定。
尾管(130)为空心管状结构，输出光纤(500)可以通过尾管(130)由容纳腔内引出至容纳腔外，尾管(130)与管壳主体(110)可以为一体成型，尾管(130)的第一端到第二端的方向上的截面面积逐渐减小，可以使得输出光纤(500)与尾管(130)连接更加紧密，使得输出光纤(500)位置更加稳定。输出光纤(500)与尾管(130)之间采用胶黏剂密封，使得整个容纳腔为密闭腔室。
一种实施方式中，管壳(100)包括管壳主体(110)和多个电连接针(140)，管壳主体(110)包括容纳腔，电连接针(140)穿接于管壳主体(110)，电连接针(140)的一端位于容纳腔内，且与激光器(200)电连接，电连接针(140)的另一端位于容纳腔外。
电连接针(140)为P I N针，用于连接外部控制器，以传输电信号控制管壳(100)内如激光器(200)等的电子器件。一种实施方式中，激光器组件还包括温度调节器，温度调节器位于容纳腔内，具体可以设置于载物平台(120)与管壳主体(110)的内壁之间，电连接针(140)还与温度调节器连接，以进行容纳腔内温度的调节，以保证激光器(200)和透镜隔离组件(400)的工作状态。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种激光器组件，其特征在于，包括：
管壳(100)，所述管壳(100)包括容纳腔，所述容纳腔内设置有激光器(200)、光纤光栅(300)和透镜隔离组件(400)，所述激光器(200)、所述光纤光栅(300)和所述透镜隔离组件(400)依次排布；
输出光纤(500)，所述输出光纤(500)穿接于所述管壳(100)，所述输出光纤(500)与所述透镜隔离组件(400)对应，用于将所述透镜隔离组件(400)射出的光束耦合输出。
2.根据权利要求1所述的激光器组件，其特征在于，
所述透镜隔离组件(400)包括透镜(410)和隔离器(420)；
所述透镜(410)和所述隔离器(420)均位于所述容纳腔内，且与所述管壳(100)连接，所述透镜(410)位于所述隔离器(420)与所述光纤光栅(300)之间。
3.根据权利要求2所述的激光器组件，其特征在于，
所述透镜隔离组件(400)还包括内壳(430)，所述内壳(430)包括通腔，所述通腔在光路方向上贯通于所述内壳(430)；
所述透镜(410)和所述隔离器(420)均位于所述通腔中，且与所述内壳(430)连接，所述透镜(410)与所述隔离器(420)耦合，所述内壳(430)与所述管壳(100)连接。
4.根据权利要求3所述的激光器组件，其特征在于，
所述透镜隔离组件(400)还包括至少一个连接件(440)，所述连接件(440)包括第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和所述第二连接板相互垂直，所述第一连接板与所述内壳(430)连接，所述第二连接板与所述内壳(430)的底面位于同一平面，所述内壳(430)的底面抵接所述管壳(100)，所述第二连接板与所述管壳(100)连接。
5.根据权利要求1所述的激光器组件，其特征在于，
所述管壳(100)包括管壳主体(110)和载物平台(120)，所述管壳主体(110)包括所述容纳腔，所述载物平台(120)设置于所述容纳腔内，且固定于所述管壳主体(110)上；
所述激光器组件还包括焊件(600)，所述焊件(600)位于所述载物平台(120)上，所述焊件(600)用于在高温作用下融化以及在常温下凝固以固定所述光纤光栅(300)和/或所述输出光纤(500)。
6.根据权利要求5所述的激光器组件，其特征在于，
所述载物平台(120)包括第一凹陷(121)，所述第一凹陷(121)位于所述光纤光栅(300)的下方，且所述第一凹陷(121)在光路方向上的延伸长度小于所述光纤光栅(300)的长度；
所述载物平台(120)还包括第二凹陷(122)，所述第二凹陷(122)用于容纳所述透镜隔离组件(400)。
7.根据权利要求1所述的激光器组件，其特征在于，
所述管壳(100)包括管壳主体(110)和尾管(130)，所述管壳主体(110)包括所述容纳腔，所述尾管(130)设置于所述容纳腔外，所述尾管(130)的第一端与所述管壳主体(110)连接，所述尾管(130)的第二端向远离所述管壳主体(110)的一端延伸；
所述输出光纤(500)穿接于所述尾管(130)，且所述输出光纤(500)与所述尾管(130)固定。
8.根据权利要求1所述的激光器组件，其特征在于，
所述管壳(100)包括管壳主体(110)和多个电连接针(140)，所述管壳主体(110)包括所述容纳腔，所述电连接针(140)穿接于所述管壳主体(110)，所述电连接针(140)的一端位于所述容纳腔内，且与所述激光器(200)电连接，所述电连接针(140)的另一端位于所述容纳腔外。
9.根据权利要求8所述的激光器组件，其特征在于，所述激光器组件还包括：
温度调节器，所述温度调节器位于所述容纳腔内，所述电连接针(140)还与所述温度调节器连接。
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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