CN220399674U - 具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其中，该组合器件包括：双纤准直器，设置于该组合器件的入射端，用于进行入射光纤的射入；光学滤片，设置于所述的双纤准直器的出射端，用于对该入射光纤进行滤波、分光和反射处理；隔离组件，设置于所述的组合器件内部的中心位置，用于接收经过所述的光学滤片处理后的高功率激光，并对所述的高功率激光进行光隔离处理；单纤准直器，与所述的隔离组件相连接，用于输出所述的组合器件的信号光；且所述的双纤准直器、光学滤片、隔离组件以及单纤准直器均包裹设置于所述的组合器件的第三玻璃套管内部。采用了本实用新型的该组合器件，具有高集成度、高可靠性、小型化和成本低的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光雷达技术领域，具体是指一种具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件。
背景技术
随着1550nm激光雷达开始进入量产上车阶段，对其使用的激光雷达光源的抗干扰能力、可靠性有了更高的要求。在常规激光雷达光源的光路中需要高功率滤波器滤除ASE(非信号光)，以此提高光束质量，其通常的做法是需要高功率分光器件从输出光获取一部分参考光，监控设备是否正常工作，需要光隔离器对反向传输的光进行隔离，用以保护激光器。目前常规光纤激光器使用独立的滤波器、分光器件和光隔离器，器件内的光纤都是通信级别光纤，在85℃以上环境工作时会出现性能下降、光纤损伤等失效情况，而且器件都是密封结构，在长期高温使用情况下会存在有机气体的挥发，对光纤端面造成污染，造成器件烧毁的问题。因此采取目前方案的激光雷达存在光纤熔接点多、可靠性低和成本高的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供了一种具有高集成度、高可靠性、小型化和成本低的具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件。
为了实现上述目的，本实用新型的一种具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件具体如下：
该具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其主要特点是，所述的组合器件包括：
双纤准直器，设置于所述的组合器件的入射端，用于进行入射光纤的射入；
光学滤片，设置于所述的双纤准直器的出射端，用于对所述的入射光纤进行滤波、分光和反射处理；
隔离组件，设置于所述的组合器件内部的中心位置，用于接收经过所述的光学滤片处理后的高功率激光，并对所述的高功率激光进行光隔离处理；
单纤准直器，与所述的隔离组件相连接，用于输出所述的组合器件的信号光；
且所述的双纤准直器、光学滤片、隔离组件以及单纤准直器均包裹设置于所述的组合器件的第三玻璃套管内部。
较佳地，所述的双纤准直器具体包括：双纤pigtail、第一透镜以及第一玻璃套管；其中，所述的双纤pigtail与所述的第一透镜相连接，所述的第一透镜与所述的光学滤片相连接，所述的第一玻璃套管用于包裹固定所述的双纤pigtail与所述的第一透镜。
较佳地，所述的双纤pigtail表面采用IBS工艺，镀有高功率增透膜，其内部具体包括：入射光纤、反射光纤以及第一毛细管；其中，
所述的入射光纤以及反射光纤均为耐高温、抗弯曲的单模光纤，且所述的入射光纤以及反射光纤在靠近所述的第一透镜的光纤端面上还熔接设置有一第一段空心光纤或者第一多模光纤相连接，所述的第一空心光纤或者第一多模光纤的长度为0.25～0.45mm，所述的第一毛细管设置于所述的组合器件的入射端；
且所述的反射光纤用于输出所述的组合器件的参考光。
较佳地，所述的第一透镜与所述的光学滤片之间采用耐高温、低释气胶水相粘接；所述的第一透镜与所述的第一玻璃套管之间采用耐高温、低释气胶水相粘接；所述的第一玻璃套管与第三玻璃套管之间采用耐高温、低释气胶水相粘接。
较佳地，所述的单纤准直器具体包括：单纤pigtail、第二透镜以及第二玻璃套管；
其中，所述的第二透镜设置在靠近所述的隔离组件的一端，所述的单纤pigtail与所述的第二透镜相连接，所述的第二玻璃套管用于包裹固定所述的单纤pigtail与所述的第二透镜。较佳地，所述的单纤pigtail表面采用IBS工艺，镀有高功率增透膜，其内部设置有单模光纤以及第二毛细管，所述的单纤pigtail在靠近所述的第二透镜的一端还熔接设置有一段第二空心光纤或者第二多模光纤，所述的第二空心光纤或者第二多模光纤的长度为0.25～0.45mm，所述的第二毛细管设置于所述的组合器件的出射端。
较佳地，所述的第二透镜与第二玻璃套管之间采用耐高温、低释气胶水相粘接；所述的第二玻璃套管与第三玻璃套管之间采用耐高温、低释气胶水相粘接。
较佳地，所述的隔离组件与所述的第三玻璃套管之间采用耐高温、低释气胶水相粘接。较佳地，所述的光学滤片上设置有ASE滤波膜和分光膜，其中所述的ASE滤波膜设置在靠近所述的隔离组件的一端，所述的分光膜设置在靠近所述的双纤准直器的一端。
采用了本实用新型的该具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，使用耐高温抗弯曲单模光纤组成双纤pigtail和单纤pigtail，降低了在85℃以上环境长时间工作失效的风险，同时双纤pigtail和单纤pigtail的光纤端面都分别连接有空心光纤或多模光纤，降低了光纤端面的光能量密度，显著提高大功率激光损伤阈值。此外，各元件之间选用耐高温和低释气胶水粘接，提高长期可靠性。本技术方案集成了高功率滤波器、分光器件、隔离器件于一体，具有高集成度、高可靠性、小型化和成本低的特点。
附图说明
图1为本实用新型的该具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件的结构示意图。
附图标记
1双纤准直器
1-1双纤pigtail
1-1-1入射光纤
1-1-2反射光纤
1-1-3第一空心光纤或第一多模光纤
1-1-4第一毛细管
1-2第一透镜
1-3第一玻璃套管
2 光学滤片
3 隔离组件
4 单纤准直器
4-1单纤pigtail
4-1-1单模光纤
4-1-2第二空心光纤或第二多模光纤
4-1-3第二毛细管
4-2第二透镜
4-3第二玻璃套管
5第三玻璃套管
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
在详细说明根据本实用新型的实施例前，应该注意到的是，在下文中，术语“包括”、“包含”或任何其他变体旨在涵盖非排他性的包含，由此使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包含这些要素，而且还包含没有明确列出的其他要素，或者为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
请参阅图1所示，本实用新型的该具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其中，所述的组合器件包括：
双纤准直器1，设置于所述的组合器件的入射端，用于进行入射光纤的射入；
光学滤片2，设置于所述的双纤准直器1的出射端，用于对所述的入射光纤进行滤波、分光和反射处理；
隔离组件3，设置于所述的组合器件内部的中心位置，用于接收经过所述的光学滤片2处理后的高功率激光，并对所述的高功率激光进行光隔离处理；
单纤准直器4，与所述的隔离组件3相连接，用于输出所述的组合器件的信号光；
且所述的双纤准直器1、光学滤片2、隔离组件3以及单纤准直器4均包裹设置于所述的组合器件的第三玻璃套管5内部。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的双纤准直器1具体包括：双纤pigtail 1-1、第一透镜1-2以及第一玻璃套管1-3；其中，所述的双纤pigtail 1-1与所述的第一透镜1-2相连接，所述的第一透镜1-2与所述的光学滤片2相连接，所述的第一玻璃套管1-3用于包裹固定所述的双纤pigtail 1-1与所述的第一透镜1-2。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的双纤pigtail 1-1表面采用IBS工艺，镀有高功率增透膜，其内部具体包括：入射光纤1-1-1、反射光纤1-1-2以及第一毛细管1-1-4；其中，所述的入射光纤1-1-1以及反射光纤1-1-2均为耐高温、抗弯曲的单模光纤，且所述的入射光纤1-1-1以及反射光纤1-1-2在靠近所述的第一透镜1-2的光纤端面上还熔接设置有一段第一空心光纤或者第一多模光纤1-1-3相连接，所述的第一空心光纤或者第一多模光纤1-1-3的长度为0.25～0.45mm，所述的第一毛细管1-1-4设置于所述的组合器件的入射端；
且所述的反射光纤1-1-2用于输出所述的组合器件的参考光。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的第一透镜1-2与所述的光学滤片2之间采用耐高温、低释气胶水相粘接；所述的第一透镜1-2与所述的第一玻璃套管1-3之间采用耐高温、低释气胶水相粘接；所述的第一玻璃套管1-3与第三玻璃套管5之间采用耐高温、低释气胶水相粘接。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的单纤准直器4具体包括：单纤pigtail4-1、第二透镜4-2以及第二玻璃套管4-3；
其中，所述的第二透镜4-2设置在靠近所述的隔离组件3的一端，所述的单纤pigtail 4-1与所述的第二透镜4-2相连接，所述的第二玻璃套管4-3用于包裹固定所述的单纤pigtail 4-1与所述的第二透镜4-2。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的单纤pigtail 4-1表面采用IBS工艺，镀有高功率增透膜，其内部设置有单模光纤4-1-1以及第二毛细管4-1-3，所述的单纤pigtail4-1在靠近所述的第二透镜4-2的一端还熔接设置有一段第二空心光纤或者第二多模光纤4-1-2，所述的第二空心光纤或者第二多模光纤4-1-2的长度为0.25～0.45mm，所述的第二毛细管4-1-3设置于所述的组合器件的出射端。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的第二透镜4-2与第二玻璃套管4-3之间采用耐高温、低释气胶水相粘接；所述的第二玻璃套管4-3与第三玻璃套管5之间采用耐高温、低释气胶水相粘接。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的隔离组件3与所述的第三玻璃套管5之间采用耐高温、低释气胶水相粘接。
作为本实用新型的优选实施方式，所述的光学滤片2上设置有ASE滤波膜和分光膜，其中所述的ASE滤波膜设置在靠近所述的隔离组件3的一端，所述的分光膜设置在靠近所述的双纤准直器1的一端。
在实际应用当中，所述的双纤pigtail 1-1的入射光纤1-1-1和反射光纤1-1-2均为耐高温抗弯曲单模光纤，用于高功率激光的输入；
所述的单纤pigtail 4-1的单模光纤也是出射光纤，具体为耐高温抗弯曲单模光纤，用于高功率激光的输出；
所述的光学滤片2位于所述的第一透镜的中心处；
所述的隔离组件3为单极隔离芯或双极隔离芯或多级隔离芯；
所述的双纤pigtail 1-1和单纤pigtail 4-1的表面均镀有高功率增透膜，且该高功率增透膜可承受峰值功率10KW以上。
在实际应用当中，所述的双纤pigtail 1-1由耐高温抗弯曲的单模光纤，即入射光纤1-1-1和反射光纤1-1-2，以及第一空心光纤或第一多模光纤1-1-3及毛细管1-1-4组成。
所述的单纤pigtail 4-1由耐高温抗弯曲的单模光纤4-1-1、第二空心光纤或第二多模光纤4-1-2及毛细管4-1-3组成。
在实际应用当中，高功率激光从耐高温抗弯曲的入射光纤1-1-1的纤芯进入，依次通过第一透镜1-2、光学滤片2、隔离组件3、第二透镜4-2耦合到耐高温抗弯曲的单模光纤4-1-1中输出信号光。
高功率激光从耐高温抗弯曲的入射光纤1-1-1的纤芯进入，依次通过第一透镜1-2、光学滤片2，并从第一透镜1-2耦合到耐高温抗弯曲的反射光纤1-1-2中输出参考光。
结合图1所示，该组合器件在入射光纤1-1-1的出射端一侧设置有光学滤片2，从所述入射光纤1-1-1出射的高功率激光被所述光学滤片2反射至所述反射光纤1-1-2中出射；在所述双纤准直器1的一侧设置有隔离组件3，从所述入射光纤1-1-1出射的高功率激光经过所述光学滤片2后的另一部分入射至所述隔离组件3；在所述隔离组件3的一侧设置有单纤准直器4，所述单纤准直器2内设置有出射光纤，该出射光纤为单模光纤4-1-1，经过所述隔离组,3的高功率激光从所述单模光纤4-1-1射出。
所述的双纤pigtail 1-1和单纤pigtail 4-1均为耐高温抗弯曲的单模光纤，其中，耐高温温度在85℃以上，抗弯曲弯曲半径在10mm以上。
同时，所述双纤准直器1、光学滤片2、隔离组件3、单纤准直器4、第一玻璃套管1-3、第二玻璃套管4-3和第三玻璃套管5之间均使用耐高温、低outgassing胶水粘接。
可以理解的是，在实际应用当中，本技术方案的该具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，可普适于激光雷达用光纤激光器、光纤放大器等同类产品。
采用了本实用新型的该具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，使用耐高温抗弯曲单模光纤组成双纤pigtail和单纤pigtail，降低了在85℃以上环境长时间工作失效的风险，同时双纤pigtail和单纤pigtail的光纤端面都分别连接有空心光纤或多模光纤，降低了光纤端面的光能量密度，显著提高大功率激光损伤阈值。此外，各元件之间选用耐高温和低释气胶水粘接，提高长期可靠性。本技术方案集成了高功率滤波器、分光器件、隔离器件于一体，具有高集成度、高可靠性、小型化和成本低的特点。
在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (9)
1.一种具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其特征在于，所述的组合器件包括：
双纤准直器(1)，设置于所述的组合器件的入射端，用于进行入射光纤的射入；
光学滤片(2)，设置于所述的双纤准直器(1)的出射端，用于对所述的入射光纤进行滤波、分光和反射处理；
隔离组件(3)，设置于所述的组合器件内部的中心位置，用于接收经过所述的光学滤片(2)处理后的高功率激光，并对所述的高功率激光进行光隔离处理；
单纤准直器(4)，与所述的隔离组件(3)相连接，用于输出所述的组合器件的信号光；
且所述的双纤准直器(1)、光学滤片(2)、隔离组件(3)以及单纤准直器(4)均包裹设置于所述的组合器件的第三玻璃套管(5)内部；
所述的双纤准直器(1)包括：双纤pigtail(1-1)和第一透镜(1-2)，所述的双纤pigtail(1-1)其内部进一步包括：入射光纤(1-1-1)、反射光纤(1-1-2)以及第一毛细管(1-1-4)；其中，
所述的入射光纤(1-1-1)以及反射光纤(1-1-2)均为耐高温、抗弯曲的单模光纤，且所述的入射光纤(1-1-1)以及反射光纤(1-1-2)在靠近所述的第一透镜(1-2)的光纤端面上还熔接设置有一段第一空心光纤或者第一多模光纤(1-1-3)；以及
所述的光学滤片(2)上设置有ASE滤波膜和分光膜。
2.根据权利要求1所述的具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其特征在于，所述的双纤准直器(1)还包括：第一玻璃套管(1-3)；其中，所述的双纤pigtail(1-1)与所述的第一透镜(1-2)相连接，所述的第一透镜(1-2)与所述的光学滤片(2)相连接，所述的第一玻璃套管(1-3)用于包裹固定所述的双纤pigtail(1-1)与所述的第一透镜(1-2)。
3.根据权利要求1所述的具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其特征在于，所述的双纤pigtail(1-1)表面采用IBS工艺，镀有高功率增透膜，其中，
所述的第一空心光纤或者第一多模光纤(1-1-3)的长度为0.25～0.45mm，所述的第一毛细管(1-1-4)设置于所述的组合器件的入射端；
且所述的反射光纤(1-1-2)用于输出所述的组合器件的参考光。
4.根据权利要求2所述的具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其特征在于，所述的第一透镜(1-2)与所述的光学滤片(2)之间采用耐高温、低释气胶水相粘接；所述的第一透镜(1-2)与所述的第一玻璃套管(1-3)之间采用耐高温、低释气胶水相粘接；所述的第一玻璃套管(1-3)与第三玻璃套管(5)之间采用耐高温、低释气胶水相粘接。
5.根据权利要求1所述的具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其特征在于，所述的单纤准直器(4)具体包括：单纤pigtail(4-1)、第二透镜(4-2)以及第二玻璃套管(4-3)；
其中，所述的第二透镜(4-2)设置在靠近所述的隔离组件(3)的一端，所述的单纤pigtail(4-1)与所述的第二透镜(4-2)相连接，所述的第二玻璃套管(4-3)用于包裹固定所述的单纤pigtail(4-1)与所述的第二透镜(4-2)。
6.根据权利要求5所述的具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其特征在于，所述的单纤pigtail(4-1)表面采用IBS工艺，镀有高功率增透膜，其内部设置有单模光纤(4-1-1)以及第二毛细管(4-1-3)，所述的单纤pigtail(4-1)在靠近所述的第二透镜(4-2)的一端还熔接设置有一段第二空心光纤或者第二多模光纤(4-1-2)，所述的第二空心光纤或者第二多模光纤(4-1-2)的长度为0.25～0.45mm，所述的第二毛细管(4-1-3)设置于所述的组合器件的出射端。
7.根据权利要求5所述的具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其特征在于，所述的第二透镜(4-2)与第二玻璃套管(4-3)之间采用耐高温、低释气胶水相粘接；所述的第二玻璃套管(4-3)与第三玻璃套管(5)之间采用耐高温、低释气胶水相粘接。
8.根据权利要求1所述的具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其特征在于，所述的隔离组件(3)与所述的第三玻璃套管(5)之间采用耐高温、低释气胶水相粘接。
9.根据权利要求1所述的具有高功率滤波、分光、光隔离作用的组合器件，其特征在于，所述的ASE滤波膜设置在靠近所述的隔离组件(3)的一端，所述的分光膜设置在靠近所述的双纤准直器(1)的一端。
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| GR01 | Patent grant | ||
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