CN87207160U - 光纤耦合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于输运激光的光纤耦合器。它的光纤端头由裸光纤和用铜丝包绕在它外圆上的中间空隙填满电介铜的带有铜圈的铜套组成。固定光纤端头的夹头能够调正角度。端头装入夹头中，有三道可以阻挡激光辐照到光纤外包层上的防线。有效地防止了激光辐射引起外包层的燃烧。本新型具有结构简单合理、同轴性好，角度可调，能够用于高功率激光传输的优点。

Description

本实用新型是一种用于输送激光的光纤耦合器。

现有的光纤耦合器（例如日本专利文献昭59－114510）是由透镜、透镜架、金属座固定夹头和光纤端头组成。它的特点是光纤端头为不剥掉外包层的光纤一个端点与金属夹具之间用各种粘结剂粘结在一起。这种结构的缺点是：

（1）不能用于高功率激光的传输，因为在高功率激光的辐照下，光纤的外层和粘结剂将被引起燃烧，导致光纤本身燃烧。

（2）光纤端头与金属夹具之间，与整体耦合器轴心之间不容易安装成同轴。

（3）调整不灵活，光纤端面与金属座轴线之间的角度不能调，因为它们之间已用粘结剂封牢。

本实用新型的目的是提供一种含有结构简单合理的端头及可以调正角度的固定夹头，能够承受百瓦以上高功率激光辐照的光纤耦合器。

本实用新型的结构如附图。

附图1光纤端头：图中6－裸光纤，7－铜套，8－与铜套连成一体的外径大于光纤外包层直径的铜圈，14－带有外包层的光纤。

附图2光纤耦合器Ⅰ：1－螺环，2－透镜，3－透镜架，4－前空腔，5－圆形夹头，9、16－固定孔，10－加工槽，11－金属座，12－内腔道，13－后空腔，15－螺合螺纹，17、19、22、23、25、29－封结孔，18、20、21、24、26、28－固紧螺孔，27－内腔道细端，30、33－拉紧螺孔，31、32－顶孔，34、38－拉紧孔，35－中心小孔，36、37－顶螺孔。

图A－A为图形夹头的侧视图。

图B－B为金属座11的侧视图。

图C－C为图形夹头5的侧剖视图。

图D－D为圆形夹头5的侧剖视图。

附图3光纤耦合器Ⅱ：39－空腔，40－主支架，41、42－固定孔，43－凹孔，44－中心小孔，45－锥度夹紧端，46－螺母，47－弹性夹头，48－细腔道。图A－A为弹性夹头，47的侧剖视图。

本实用新型的光纤耦合器由透镜、透镜架、固定夹头、金属座和光纤端头组成。它的特征是光纤端头由裸光纤和带有铜圈的铜套组成。如图1所示。所说的裸光纤是把光纤的外包层剥去，並经过清洁处理的光纤。所说的带有铜圈的铜套是用铜丝紧紧地整齐地在裸光纤上包绕一层，当包绕到与光纤外包层接触处时再重叠地包绕几层、绕成铜圈的形状，铜圈外径要大于光纤外包层的外径。把这样绕好的端头浸在硫酸铜的饱和水溶液中作为负电极，另外用筒状的电介铜作为正电极，通电后，即可使得铜套与裸光纤之间的空隙全部填满电介铜。电介铜镀层的厚度可在电镀时调节电流大小和电镀时间来控制。

包绕在裸光纤上的铜丝由于电介铜的填充，使得铜套紧紧地套在裸光纤上。它的外经锥度小于0.001弧度。由于铜圈的外径大于光纤外包层的外径，它可有效地阻止激光辐照到外包层14上，避免引起外包层的燃烧。

镀好的光纤端头插入固定夹头内的内腔道里。固定夹头或者做成圆形的，如图2所示的圆形夹头，或者做成弹性的，如图3所示的弹性夹头。制造材料最好采用金属如硬铝或铜。

光纤耦合器Ⅰ如图2所示，采用的是圆形夹头。圆形夹头上有内腔道和中心小孔，内腔道经中心小孔与前空腔相通，当光纤端头插进内腔道时，使裸光纤6从中心小孔35中穿出，该中心小孔的直径与裸光纤的外经紧密配合，它小于铜套的外径。所以该中心小孔也是阻止激光投射到光纤外包层上的一道防线。内腔道细端的内径与光纤端头铜套的外经相配，作为铜套本身就是阻止激光辐照到外包层上的一道防线。

通过圆形夹头上的六个固紧螺孔用螺钉把光纤端头固定于夹头内。並在螺孔上端的六个封结孔里注入环氧树脂封固。

圆形夹头通过两个拉紧孔用两螺钉固定于金属座上的两拉紧螺孔上。夹头上的两个顶螺孔与金属座上两个顶孔相接触。此圆形夹头与金属座之间就是通过这四个孔的四个螺钉进行角度调整，以此实现了光纤端面与金属座轴线间的角度调整。光纤端头带有外包层的光纤在金属座的后空腔内自由放置。在透镜架的前端放置透镜，用螺环螺合固定。透镜架的后端与金属座以螺纹15相配。这些装配是在无尘室内进行，以保证前空腔内的清洁。最后通过透镜架后端的两个固定孔向加工槽10注入环氧树脂密封。

光纤耦合头Ⅱ是将固定夹头做成弹性夹头，如图3所示。透镜架与金属座连成一体叫做主支架，弹性夹头与主支架连在一起，弹性夹头内的细腔道通过开在主支架上的中心小孔与空腔相通。镀好的光纤端头插入细腔道内，使裸光纤从中心小孔伸进空腔内。中心小孔的直径小于铜套的外径，与裸光纤的外经相配。此处是阻挡激光辐照在外包层上的第一道防线。

弹性夹头底部的凹孔43增加了夹头的弹性。此夹头用螺母46螺合。螺母的夹紧端带有锥度与弹性夹头的外锥度相配，螺合时，可以把弹性夹头不断地收紧，使夹头紧紧地夹住光纤端头的铜套。然后在螺母的两侧固定孔内注入环氧树脂密封。为保证空腔的清洁，仍然是在无尘室内装配透镜。主支架最好采用金属材料如硬铝或铜。

本实用新型的优点：

1.本实用新型不怕高功率激光的辐照，能够用于百瓦以上高功率激光的传输。因为经过前空腔照射到光纤端面上的激光在裸光纤外的光经过了三道防线：（1）固定夹头上的中心小孔处，（2）铜套和它与内腔道细端配合；（3）铜圈外径大于外包层外径。三道防线完全确保了激光辐射不到能够引起燃烧的外包层上。上述的元件又都采用金属材料制成，它完全能够承受百瓦以上高功率激光的辐照。

2.光纤端头的结构简单合理。用铜套代替了光纤端头上的一段外包层，铜圈和铜套连成一体，用铜丝一次烧成，中间空隙填满电介铜，使得铜套牢固地附着在裸光纤上。而且这样镀好的光纤端头容易安装与固定夹头同轴。

3.固定夹头可以调整角度。实现光纤端面与金属座轴线之间的角度能够调整。

本实用新型的最佳实施例如图1、图2、图3所示。用于波长为1.06徽米的脉冲输出为7千瓦或者连续输出2百瓦以上的激光传输、激光无明显损耗，光纤耦合器无损坏。

Claims (2)

1、一种用于输运激光的光纤耦合器、它由透镜，透镜架、螺环、金属座，固定夹头和光纤端头组成，其特征在于光纤端头是由裸光纤和用铜丝包绕在它上面的中间空隙填满电介铜的带有外径大于光纤外包层外径的铜圈的铜套组成，它装入能够调正角度的固定夹头中的内腔道里，裸光纤穿出内径与它外径相配合的中心小孔与前空腔相通，内腔道细端的内径与铜套外径相配合。

2、根据权利要求1所述的光纤耦合器，其特征在于固定夹头或者做成圆形夹头或者做成弹性夹头，所说的圆形夹头除有内腔道和中心小孔外，还有六个固紧螺孔、六个封接孔，2个拉紧孔，2个顶螺孔，所说的弹性夹头底部有能够增加弹性的凹孔，有通过中心小孔与空腔相通的细腔道，它的外径有锥度与螺母夹紧端的锥度相配。

Images