CN219370144U - 一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构，包括外壳和光源，还包括：设置在所述外壳内部的光纤组件和透镜组件，所述外壳为两端敞开的空心软管，所述光纤组件包括光纤以及套设在光纤输出端外部的光纤套管，所述透镜组件包括成像自聚焦透镜以及套设在透镜外部的透镜套管，所述光纤的输入端连接光源，所述光纤的输出端连接成像自聚焦透镜的焦平面，所述成像自聚焦透镜靠近外壳敞开的其中一端设置，旨在解决高端应用中传能光纤器件加工难度大的技术问题。

Description

一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构

技术领域

本实用新型属于传能光纤器件的技术领域，特别涉及一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构。

背景技术

在一些利用光纤传导能量的高端应用中，如光动力治疗、激光加工等，对光纤器件输出的光斑有较为严格的形态和尺寸要求。特别是因为光纤的数值孔径，经过光纤传导的光会形成一定的发散角，未经过处理的光纤输出的光斑容易出现轮廓模糊的情况，因此实际应用中需要对光纤输出的光斑形态进行调整。例如中国专利CN1752797A，一种改善激光光束均匀性的装置，其特征是在激光器的输出光路上依次设置聚焦透镜、具有一定缠绕半径的梯度折射率分布的传能光纤和准直透镜，所述的传能光纤的输入端位于聚焦透镜的焦点，而输出端位于准直透镜的前焦点。但是，实际应用中，先利用准直透镜将光纤传导的光斑准直为平行光斑，再利用聚焦透镜将光斑缩小到合适的尺寸，最后通常利用整形透镜对光斑的轮廓进行形态调整。准直透镜有焦距参数，在与光纤耦合时需要将光纤端面置于透镜的焦平面上才能实现准直作用；准直透镜与聚焦透镜、整形透镜之间的距离也需要单独设定来调整光纤输出光斑。因此，利用该技术方案通常需要两至三片透镜构成的透镜组，以及需要对具有不同透镜间距的透镜组外壳进行复杂的结构设计。然而，在医疗领域的应用中，对光纤的外形尺寸有一定的要求，透镜尺寸也相对较小，导致高端应用中传能光纤器件加工难度大。

实用新型内容

本实用新型提供了一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构，旨在解决高端应用中传能光纤器件加工难度大的技术问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构，包括外壳和光源，还包括：设置在所述外壳内部的光纤组件和透镜组件；

所述外壳为两端敞开的空心软管；

所述光纤组件包括光纤以及套设在光纤输出端外部的光纤套管；

所述透镜组件包括成像自聚焦透镜以及套设在成像自聚焦透镜外部的透镜套管；

所述光纤输入端连接光源，所述光纤的输出端连接成像自聚焦透镜的焦平面，所述成像自聚焦透镜靠近外壳敞开的其中一端设置。

优选的，所述外壳敞开的其中一端内壁开设有安装槽，所述透镜套管嵌设在安装槽内，所述透镜套管套设在光纤套管的外部。

优选的，所述透镜套管套住成像自聚焦透镜的一端呈朝向外壳外部的敞开窄口状设置。

优选的，所述光纤的芯径为600μm，数值孔径为0.37，弯曲半径≥94mm。

优选的，所述成像自聚焦透镜的直径为1mm，长度为2.54mm。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构通过将一片成像自聚焦透镜与光纤连接，取代了传能光纤器件中利用准直透镜、聚焦透镜和整形透镜结合的两至三片透镜组结构，简化了整体光路，成像自聚焦透镜的焦平面设计在端面上，在与光纤耦合时将光纤置于透镜端面上即可，简化了结构设计、降低了加工难度。

2、本实用新型提供的一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构通过设置嵌设于外壳的安装槽内的透镜套管同时套住成像自聚焦透镜和光纤套管，便于固定成像自聚焦透镜的位置，便于加工时成像自聚焦透镜和光纤的耦合，以及加固成像自聚焦透镜和光纤组件的组合。

3、本实用新型提供的一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构通过将透镜套管套住成像自聚焦透镜的一端设置成窄口状，不仅使得成像自聚焦透镜不能从外壳敞开的一端脱落，并且使得成像自聚焦透镜能够输出稳定的光斑。

4、本实用新型提供的一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构通过设置光纤的芯径为600μm，数值孔径为0.37，弯曲半径≥94mm，使其能够更适于激光手术、光动力治疗等传能光纤的高端应用中。

5、本实用新型提供的一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构通过设置成像自聚焦透镜的直径为1mm，长度为2.54mm，与传能光纤配合，在光纤连接光源，例如激光器后，输出端可以发射出尺寸一致、边界清晰的圆形光斑。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构的结构示意图；

图2为图1A处的放大示意图；

图3为图1A处的爆炸示意图；

图4为图1A处的剖视图。

附图标记：1、外壳；11、安装槽；2、光源；3、光纤组件；31、光纤；32、光纤套管；4、透镜组件；41、成像自聚焦透镜；42、透镜套管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例，并参照附图1-4，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构，包括外壳1和光源2，还包括：设置在外壳1内部的光纤组件3和透镜组件4，外壳1为两端敞开的空心软管，光纤组件3包括光纤31以及套设在光纤31输出端外部的光纤套管32，透镜组件4包括成像自聚焦透镜41以及套设在成像自聚焦透镜41外部的透镜套管42，光纤31输入端连接光源2，光纤31的输出端连接成像自聚焦透镜41的焦平面，成像自聚焦透镜41靠近外壳1敞开的其中一端设置。

外壳1敞开的其中一端内壁开设有安装槽11，透镜套管42嵌设在安装槽11内，透镜套管42套设在光纤套管32的外部。设置嵌设于外壳1的安装槽11内的透镜套管42同时套住成像自聚焦透镜41和光纤套管32，便于固定成像自聚焦透镜41的位置，便于加工时成像自聚焦透镜41和光纤31的耦合，以及加固成像自聚焦透镜41和光纤组件3的组合。透镜套管42为收口透镜套管42，透镜套管42套住成像自聚焦透镜41的一端呈朝向外壳1外部的敞开窄口状设置。将透镜套管42套住成像自聚焦透镜41的一端设置成窄口状，不仅使得成像自聚焦透镜41不能从外壳1敞开的一端脱落，并且使得成像自聚焦透镜41能够输出稳定的光斑。

光纤31的芯径为600μm，数值孔径为0.37，弯曲半径≥94mm，成像自聚焦透镜41的直径为1mm，长度为2.54mm，通过设置光纤31的芯径为600μm，数值孔径为0.37，弯曲半径≥94mm，使其能够更适于激光手术、光动力治疗等传能光纤的高端应用中，设置成像自聚焦透镜41的直径为1mm，长度为2.54mm，与传能光纤配合，在光纤31连接光源2，例如激光器后，输出端可以发射出尺寸一致、边界清晰的圆形光斑。

本实用新型提供的一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构的参数配置如下表：

表一参数表

本实用新型的实施原理为：通过将一片成像自聚焦透镜与光纤连接，相较于传能光纤器件中利用准直透镜、聚焦透镜和整形透镜结合的透镜组结构，简化了整体光路，成像自聚焦透镜的焦平面设计在端面上，在与光纤耦合时将光纤置于透镜端面上即可，简化了结构设计、降低了加工难度。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构，包括外壳(1)和光源(2)，其特征在于，还包括：设置在所述外壳(1)内部的光纤组件(3)和透镜组件(4)；

所述外壳(1)为两端敞开的空心软管；

所述光纤组件(3)包括光纤(31)以及套设在光纤(31)输出端外部的光纤套管(32)；

所述透镜组件(4)包括成像自聚焦透镜(41)以及套设在成像自聚焦透镜(41)外部的透镜套管(42)，所述光纤(31)的输入端连接光源(2)，所述光纤(31)的输出端连接成像自聚焦透镜(41)的焦平面，所述成像自聚焦透镜(41)靠近外壳(1)敞开的其中一端设置。

2.根据权利要求1所述的一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构，其特征在于，所述外壳(1)敞开的其中一端内壁开设有安装槽(11)，所述透镜套管(42)嵌设在安装槽(11)内，所述透镜套管(42)套设在光纤套管(32)的外部。

3.根据权利要求2所述的一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构，其特征在于，所述透镜套管(42)套住成像自聚焦透镜(41)的一端呈朝向外壳(1)外部的敞开窄口状设置。

4.根据权利要求1所述的一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构，其特征在于，所述光纤(31)的芯径为600μm，数值孔径为0.37，弯曲半径≥94mm。

5.根据权利要求4所述的一种应用成像自聚焦透镜的能量光纤输出光斑的整形结构，其特征在于，所述成像自聚焦透镜(41)的直径为1mm，长度为2.54mm。