一種雙通道光學旋轉耦合器制造技術

本實用新型專利技術公開一種雙通道光學旋轉耦合器，該耦合器包括旋轉軸以及繞旋轉軸旋轉的轉子，該耦合器具有相對世界坐標系靜止的靜止端、相對世界坐標系繞旋轉軸旋轉的活動端，該耦合器包括位于靜止端上的第一光纖與第二光纖，位于活動端上的第三光纖與第四光纖，該耦合器還包括相對旋轉軸靜止的第一準直透鏡、第二準直透鏡、合束器、第一會聚透鏡、第二會聚透鏡；隨轉子繞旋轉軸旋轉的分束器、第三準直透鏡、反射鏡、第三會聚透鏡、第四會聚透鏡。本實用新型專利技術的耦合器，克服了現有技術的不足，實現了在同一耦合器內兩路單模光信號能夠同時旋轉耦合。

A dual channel optical rotary coupler

The utility model discloses a dual channel optical rotary coupler, the coupler comprises a rotating shaft and a rotor rotating around the axis of rotation, the coupler is relative to the world coordinate system is relatively quiescent, end of the world coordinate system rotates around the rotating shaft of the movable end of the coupler includes a stationary end of the first optical fiber and the second optical fiber at the end of the third active optical fiber and the fourth optical fiber coupler, the stationary relative to the rotating shaft also includes a first collimating lens, a collimating lens, second beam combiner, the first lens and second lens; with the rotor rotating around the rotating axis of the beam splitter, third collimating lens, reflector, lens, four poly third lens. The coupler of the utility model overcomes the shortcomings of the prior art and realizes the simultaneous rotation coupling of two single-mode optical signals in the same coupler.

【技術實現步驟摘要】
一種雙通道光學旋轉耦合器
本技術涉及光學
，具體涉及一種雙通道光學旋轉耦合器。
技術介紹
光學旋轉耦合器或者光學旋轉連接器是一種廣泛應用于工業和醫用光纖激光掃描內窺鏡的裝置。光學旋轉耦合器的主要功能是實現兩段光纖之間的單模耦合，其中一段光纖靜止不動，另外一段光纖圍繞光軸高速旋轉。高速旋轉的單模光纖可以實現激光掃描內窺鏡當中的圓周掃描。而雙通道光學旋轉耦合器是指靜止不動的靜止端有兩條單模光纖1和2，參見圖1所示，每條單模光纖傳輸一個獨立的單模光信號；旋轉的活動端也有兩條單模光纖3和4，并且單模光纖3和4圍繞同一個旋轉軸高速旋轉；要求在旋轉過程當中，單模光3連續接收單模光纖1發出的光信號，單模光4連續接收單模光纖2發出的光信號，并且通道1-3和通道2-4光功率耦合效率都為最優(>80%)。由于活動端兩根光纖無法同時放在旋轉軸上，雙通道光學旋轉耦合成為一個難題。
技術實現思路
本技術的目的是克服現有技術中的不足，提供一種結構簡單，實現了在同一耦合器內的兩路單模光信號能夠同時旋轉耦合的雙通道光學旋轉耦合器。為達到上述目的，本技術采用的技術方案是：一種雙通道光學旋轉耦合器，所述耦合器包括旋轉軸以及繞所述旋轉軸旋轉的轉子，所述耦合器具有相對世界坐標系靜止的靜止端、相對世界坐標系繞所述旋轉軸旋轉的活動端，所述耦合器包括位于所述靜止端上的第一光纖與第二光纖，位于所述活動端上的第三光纖與第四光纖，所述耦合器還包括：第一準直透鏡，位于所述第一光纖的出光路徑上，所述第一光纖經所述第一準直透鏡后被準直形成第一單模準直光；第二準直透鏡，位于所述第二光纖的出光路徑上，所述第二光纖經所述第二準直透鏡后被準直形成第二單模準直光；第一會聚透鏡，位于所述第一單模準直光的出光路徑上，用于將所述第一單模準直光聚焦；合束器，位于所述第二單模準直光的出光路徑上，所述合束器上由所述第一單模準直光經所述第一會聚透鏡聚焦后所形成的焦點光斑處鍍覆有第一反射膜；所述第二單模準直光透過所述合束器的部分與所述第一單模準直光經所述第一反射膜反射后的部分形成共軸光束；第二會聚透鏡，位于所述共軸光束的出光路徑上，用于將所述共軸光束中的所述第二單模準直光聚焦；分束器，用于將所述共軸光束進行分束，所述分束器上由所述共軸光束中的所述第二單模準直光經所述第二會聚透鏡聚焦后形成的焦點光斑處鍍覆有第二反射膜；所述共軸光束中的所述第一單模準直光經所述第二會聚透鏡后，透過所述分束器的部分經第三會聚透鏡聚焦后耦合進入第三光纖；所述共軸光束中的所述第二單模準直光經所述第二會聚透鏡、所述分束器后，被所述分束器上的所述第二反射膜反射的部分依次經過第三準直透鏡、反射鏡、第四會聚透鏡后耦合進入第四光纖；其中，所述的第一準直透鏡、第二準直透鏡、合束器、第一會聚透鏡、第二會聚透鏡相對所述旋轉軸靜止；所述的分束器、第三準直透鏡、反射鏡、第三會聚透鏡、第四會聚透鏡隨所述轉子繞所述旋轉軸旋轉。優選地，所述第二單模準直光與所述第一單模準直光間呈90°夾角；所述合束器所在面與所述旋轉軸的軸心線方向呈45°夾角且所述旋轉軸沿自身軸心線方向穿設通過所述合束器的中心；所述分束器所在面與所述旋轉軸的軸心線方向呈135°夾角且所述旋轉軸沿自身軸心線方向穿設通過所述分束器的中心。進一步優選地，所述第一反射膜位于所述合束器的中心，且所述第一反射膜的面積與所述第一單模準直光通過所述第一會聚透鏡聚焦形成的焦點光斑面積相對應。進一步優選地，所述第二反射膜位于所述分束器的中心，且所述第二反射膜的面積與所述第二單模準直光通過所述第二會聚透鏡聚焦形成的焦點光斑面積相對應。進一步優選地，所述合束器為透明的光學平板或窗口。進一步優選地，所述分束器為透明的光學平板或窗口。由于上述技術方案的運用，本技術與現有技術相比具有下列優點：本技術的雙通道光學旋轉耦合器，該耦合器通過采用合束器、分束器及多個透鏡，實現了兩路單模光信號能夠同時繞旋轉軸旋轉耦合，提供了一種耦合雙通道光信號的裝置，其結構簡單、操作方便，有效地克服了現有技術中存在的問題。附圖說明附圖1為本技術所述的雙通道光學旋轉耦合器的結構示意圖；其中：1、第一光纖；2、第二光纖；3、第三光纖；4、第四光纖；5、第一單模準直光；6、第二單模準直光；10、旋轉軸；11、轉子；12、第一準直透鏡；13、第二準直透鏡；14、第一會聚透鏡；15、合束器；151、第一反射膜；16、第二會聚透鏡；17、分束器；171、第二反射膜；18、第三準直透鏡；19、反射鏡；20、第三會聚透鏡；21、第四會聚透鏡。具體實施方式下面結合附圖來對本技術的技術方案作進一步的闡述。參見圖1所示，一種雙通道光學旋轉耦合器，該耦合器包括旋轉軸10以及繞該旋轉軸10旋轉的轉子11，該耦合器具有相對世界坐標系靜止的靜止端、相對世界坐標系繞旋轉軸10旋轉的活動端，該耦合器包括位于靜止端上的第一光纖1與第二光纖2，位于活動端上的第三光纖3與第四光纖4。該第三光纖3與第四光纖4以任意速度繞旋轉軸10旋轉，且該第三光纖3與第四光纖4兩者間無相對運動。這里，該耦合器還包括相對旋轉軸10靜止的第一準直透鏡12、第二準直透鏡13、合束器15、第一會聚透鏡14、第二會聚透鏡16；隨轉子11繞旋轉軸10旋轉的分束器17、第三準直透鏡18、反射鏡19、第三會聚透鏡20、第四會聚透鏡21。具體的，該第一準直透鏡12與第二準直透鏡13分別位于第一光纖1與第二光纖2的出光路徑上，該第一光纖1經第一準直透鏡12后被準直形成第一單模準直光5，該第二光纖2經第二準直透鏡13后被準直形成第二單模準直光6。本例中，該第一單模準直光5與第二單模準直光6間呈90°夾角。該第一會聚透鏡14，位于第一單模準直光5的出光路徑上，用于將第一單模準直光5聚焦。該合束器15，位于第二單模準直光6的出光路徑上，本例中，該合束器15所在面與旋轉軸10的軸心線方向呈45°夾角且旋轉軸10沿自身軸心線方向穿設通過合束器15的中心。合束器15上由第一單模準直光5經第一會聚透鏡14聚焦后所形成的焦點光斑處鍍覆有第一反射膜151，本例中，該第一反射膜151位于合束器15的中心位置處，且該第一反射膜151的面積與該第一單模準直光5經第一會聚透鏡14后聚焦產生的焦點光斑的面積相對應（一般約為100平方微米）。當第二單模準直光6透過合束器15時，除了合束器15中心的第一反射膜151處無法通過，其余均能透過，而第一單模準直光5經合束器15時只能被第一反射膜151反射。由此，第二單模準直光6透過合束器15的部分與第一單模準直光5經第一反射膜151反射后的部分形成共軸光束。該第二會聚透鏡16位于共軸光束的出光路徑上，用于將共軸光束中的第二單模準直光6聚焦。分束器17，用于將共軸光束進行分束。本例中，該分束器17所在面與旋轉軸10的軸心線方向呈135°夾角且旋轉軸10沿自身軸心線方向穿設通過分束器17的中心。該分束器17上由所述共軸光束中的第二單模準直光6經第二會聚透鏡16聚焦后形成的焦點光斑處鍍覆有第二反射膜171，本例中，該第二反射膜171位于分束器17的中心位置處，且第二反射膜171的面積與第二單模準直光6通過第二會聚透鏡16后聚焦形成的焦點光斑面積相對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙通道光學旋轉耦合器，所述耦合器包括旋轉軸以及繞所述旋轉軸旋轉的轉子，所述耦合器具有相對世界坐標系靜止的靜止端、相對世界坐標系繞所述旋轉軸旋轉的活動端，其特征在于，所述耦合器包括位于所述靜止端上的第一光纖與第二光纖，位于所述活動端上的第三光纖與第四光纖，所述耦合器還包括：第一準直透鏡，位于所述第一光纖的出光路徑上，所述第一光纖經所述第一準直透鏡后被準直形成第一單模準直光；第二準直透鏡，位于所述第二光纖的出光路徑上，所述第二光纖經所述第二準直透鏡后被準直形成第二單模準直光；第一會聚透鏡，位于所述第一單模準直光的出光路徑上，用于將所述第一單模準直光聚焦；合束器，位于所述第二單模準直光的出光路徑上，所述合束器上由所述第一單模準直光經所述第一會聚透鏡聚焦后所形成的焦點光斑處鍍覆有第一反射膜；所述第二單模準直光透過所述合束器的部分與所述第一單模準直光經所述第一反射膜反射后的部分形成共軸光束；第二會聚透鏡，位于所述共軸光束的出光路徑上，用于將所述共軸光束中的所述第二單模準直光聚焦；分束器，用于將所述共軸光束進行分束，所述分束器上由所述共軸光束中的所述第二單模準直光經所述第二會聚透鏡聚焦后形成的焦點光斑處鍍覆有第二反射膜；所述共軸光束中的所述第一單模準直光經所述第二會聚透鏡后，透過所述分束器的部分經第三會聚透鏡聚焦后耦合進入第三光纖；所述共軸光束中的所述第二單模準直光經所述第二會聚透鏡、所述分束器后，被所述分束器上的所述第二反射膜反射的部分依次經過第三準直透鏡、反射鏡、第四會聚透鏡后耦合進入第四光纖；其中，所述的第一準直透鏡、第二準直透鏡、合束器、第一會聚透鏡、第二會聚透鏡相對所述旋轉軸靜止；所述的分束器、第三準直透鏡、反射鏡、第三會聚透鏡、第四會聚透鏡隨所述轉子繞所述旋轉軸旋轉。...

【技術特征摘要】
1.一種雙通道光學旋轉耦合器，所述耦合器包括旋轉軸以及繞所述旋轉軸旋轉的轉子，所述耦合器具有相對世界坐標系靜止的靜止端、相對世界坐標系繞所述旋轉軸旋轉的活動端，其特征在于，所述耦合器包括位于所述靜止端上的第一光纖與第二光纖，位于所述活動端上的第三光纖與第四光纖，所述耦合器還包括：第一準直透鏡，位于所述第一光纖的出光路徑上，所述第一光纖經所述第一準直透鏡后被準直形成第一單模準直光；第二準直透鏡，位于所述第二光纖的出光路徑上，所述第二光纖經所述第二準直透鏡后被準直形成第二單模準直光；第一會聚透鏡，位于所述第一單模準直光的出光路徑上，用于將所述第一單模準直光聚焦；合束器，位于所述第二單模準直光的出光路徑上，所述合束器上由所述第一單模準直光經所述第一會聚透鏡聚焦后所形成的焦點光斑處鍍覆有第一反射膜；所述第二單模準直光透過所述合束器的部分與所述第一單模準直光經所述第一反射膜反射后的部分形成共軸光束；第二會聚透鏡，位于所述共軸光束的出光路徑上，用于將所述共軸光束中的所述第二單模準直光聚焦；分束器，用于將所述共軸光束進行分束，所述分束器上由所述共軸光束中的所述第二單模準直光經所述第二會聚透鏡聚焦后形成的焦點光斑處鍍覆有第二反射膜；所述共軸光束中的所述第一單模準直光經所述第二會聚透鏡后，透過所述分束器的部分經第三會聚透鏡聚焦后耦合進入第三光纖；所述共軸光束中的所述第二單模準直光經所述第二會聚透鏡、所述分束...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉海軍，陳黎，
申請(專利權)人：蘇州塞羅爾醫學影像科技有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32