CN2446537Y - 一种光纤准直器结构 - Google Patents

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陈朝平
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Abstract

一种光纤准直器结构,采用一带倾角光纤头与带倾角的光学介质通过连接件固定,连接件套入准直器套筒的一端,准直器套筒另一端固定一带增透膜透镜,该透镜的焦点应位于光纤头和光学介质形成的出光点上。采用该结构相对传统制作方法节省大量光学材料,用作大口径准直器使用效果好,且体积相对缩小,具有高回程损耗,制作方便、制造成本降低,准直器出射光偏离中心轴线的角度。它可广泛应用于需较大口径长工作距离光学准直器的光学无源器件或其他领域。

Description

一种光纤准直器结构
本实用新型涉及一种光纤通讯中使用的光学器件，特别涉及一种光纤准直器结构。
在目前光纤无源器件中，最常用准直器结构如图1所述：
图中101为光纤线，102为光纤毛细管与光纤线101共同构成光纤头，104为微透镜，它为自聚焦透镜、非球面透镜或球透镜。103为固定光纤头与透镜的圆筒，光纤头与透镜相近一端通光镀上增透膜，并且磨成与光纤头或透镜轴线成82°左右的倾斜角。因为常规光学增透膜增透后透过率仅为99.9％，采用82°倾角可使光纤回程损耗达65dB以上，将光纤头出光点置于透镜焦平面上，并予固定即制成光纤准直器。
准直器有时也采用另一种类似结构，如图2所示。
图2中201为光纤线，202为光纤毛细管，204为微透镜，同样光纤头与透镜相邻端面磨成与光纤毛细管和透镜中心轴线成82°左右的倾角斜面，203为折射率匹配胶。光纤头202与透镜斜均镀与胶层相匹配增透膜，胶层203极薄，微调光纤头与透镜之间距离将其置于透镜焦点，胶203固化连接光纤头202与透镜204即制成光纤准直器。
常规准直器光束直径通常为0.2-0.5mm左右。在要求大光束口径准直器中，以上方法将存在严重缺陷。例如，当要求出光口径为Φ12mm时，采用K9或BK7玻璃制成球面透镜，且要求光纤头与透镜之间通光间隙为0.2mm，则光学透镜长度约90mm左右，透镜直径需Φ13-15mm，对于Φ15×90光学厚透镜对光学材料学均匀性要求将苛刻，而且严重浪费光学材料，如采用光纤头与薄透镜组合方式，由于82°倾角存在将引入较大的球差，尤其严重是将引起出射光束严重偏离准直器光轴，如图3所示。
本实用新型的目的在于：设计一种大光束口径准直器结构，首先满足高回程损耗的要求，使之体积缩小，出射光偏离中心轴线的角度小，制造成本低，且制作容易。
本实用新型采用如下结构实现上述目的：将一带倾角光纤头与带倾角的光学介质通过连接件固定，连接件套入套筒的一端，套筒另一端固定一透镜，其透镜的焦点位于光纤头和光学介质形成的出光点上。透镜为球面透镜、非球面透镜、组合透镜或其它折射率渐变透镜；光学介质采用均匀折射率介质，折射率等于或近似等于光纤纤芯折射率。
采用如上结构制质的大光束口径准直器，它适用任何大口径光的准直，仅需薄透镜即实现其功能，尤其能满足回损大于65dB要求，相对传统制作方法，可节省大量光学原材料；光学介质404与光纤纤芯折射率相等或近似相等，可使通过光学介质的光束基本不再由于82°倾角引起光束轴心偏离光轴，从而更易制作出光偏离光轴较小的大光束口径准直器。
下面结合实例说明：
图1为已有技术准直器。
图2为另一种已有技术准直器。
图3为已有准直器光偏离光轴示意图。
图4为本实用新型结构示意图。
图4中401为光纤线，402为光纤毛细管制成光纤头，而且出光面保持81°～84°倾角。光学介质404带81°～84°角(或其他保证回损合格的倾角)，与光纤头倾角相等。光学均匀材料，最好折射率与光纤纤芯折射率近似相等，如熔石英，K2玻璃。404出光面可采用基本垂直于其机械轴线的平面。光纤头402与光学介质404倾角面可镀增透膜，采用连接件403使402与404接近零间隙配合的固定。光纤头402与光学介质404倾面之间亦可采用已有技术中使用的胶合，如图2所示，由此构成的光学组合器件有效补偿光纤头和光学介质倾角引起的光束中心光线对准直器轴心偏离。在通常增透膜增透透过率为99.9％时，光学介质404通光方向光轴长度大于3mm，光学介质404直角端面反射回光纤401值大于70dB，完全能满足通常光纤准直器回损要求，此时透镜406可采用薄透镜，其平面部分不再需倾角，其表面回损自动满足大于65dB要求，其表面也镀增透膜。405为套筒，一端固定连接件，另一端固定透镜406。制作准直器时，先将光纤头402与光学介质404固定，拉动连接件403与透镜406相对位置，将出光点置于透镜406焦点上，并固定403，即可制成大光束口径准直器。

Claims (6)

1．一种光纤准直器结构，其特征在于一带倾角光纤头与带倾角的光学介质通过连接件固定，连接件置于准直器套筒的一端，准直器套筒另一端固定透镜，透镜焦点应位于光通过光纤头和光学介质形成的出光点上。
2．根据权利要求1所述的一种光纤准直器结构，其特征在于：透镜为非球面透镜、组合透镜、球面透镜、及其它折射率渐变透镜。
3．根据权利要求1所述的一种光纤准直器结构，其特征在于：带倾角的光学介质一面倾角与带倾角光纤头倾角相等，倾角为81°～84°，光学介质的另一面为垂直面。
4．根据权利要求1所述的一种光纤准直器结构，其特征在于：光学介质的中心长度≥3mm。
5．根据权利要求1所述的一种光纤准直器结构，其特征在于：光学介质倾角面和光纤头倾角面可镀上增透膜。
6．根据权利要求1所述的一种光纤准直器结构，其特征在于：光学介质倾角面和光纤头倾角面可直接胶合。
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