一種光纖耦合結構制造技術

一種光纖耦合結構。是一種簡單、可靠、實用、高精度的將激光耦合進光纖的裝置。包括一個光纖插針、一個透鏡、一個透鏡座、一個套筒，和一個可選擇的限位環。透鏡、透鏡座、光纖插針通過開口套筒同軸連接在一起。光纖插針的端面位于透鏡的焦平面上，它們之間的距離也可以由限位環定位。與透鏡的光軸平行的入射激光通過透鏡可以高效聚焦耦合到光纖。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種光纖耦合結構所屬
本技術為一種將激光耦合入光纖的裝置，屬于激光應用領域。
技術介紹
在需要將激光，特別是半導體激光耦合到光纖的場合，通常有兩種耦合方式。一種是直接耦合，將半導體激光器發出的光直接照射到光纖端面，光纖端面經過處理，形成球狀或楔狀的透鏡，以增加耦合效率；另一種方式是利用柱面透鏡分別對半導體激光器的光束在快軸和慢軸方向進行準直后，再用一個耦合透鏡將準直光聚焦到光纖端面上。第二種耦合方式雖然結構上更復雜，但是可以獲得更高的耦合效率和更強的適應性。半導體激光器的光纖耦合通常是一個精密調節的過程，其中光學元件、光纖經常會需要微米級的位置調整。在第二種耦合方式中，所有光學元件的調節，尤其是光纖和耦合透鏡的調節都需要極高的精度，通常是三維平動加上二維轉動精密調節，如果各個元件分立并且各自獨立調節，難度和復雜程度都很高。為了減少調節的復雜性和難度， 200820180757. 3號專利提供了一種結構，將耦合透鏡和光纖通過高精度的加工件(一個套筒)連接在一起，作為一個整體進行調節后固定，減少了調節維度，簡化了調節難度。但該專利結構限制了所使用透鏡直徑不能大于光纖插針直徑。在實際應用中，對于直徑大于光纖插針直徑的光束，所需透鏡的直徑必然要大于光纖插針的直徑，這種方法便無能為力了。
技術實現思路
為了實現不同直徑的透鏡均可簡單可靠地和光纖同軸安裝的目的，本技術設計了由一根光纖插針(I)、一個透鏡(2)、一個透鏡座(3)、一個套筒(4)和一個限位環(5) 構成的結構，其組成見圖I所示。帶光纖的光纖連接器的插針(I)(簡稱為“光纖插針”或“插針”)，插入一個其內徑與插針外徑密配合的套筒(4)中。透鏡座(3)為中間有聯通孔的加工件，在其一側的圓孔的內徑和透鏡(2)的外徑為密配合，透鏡(5)安裝在孔內，另一側外表面為圓柱形，透鏡(5)與圓柱同軸，圓柱外徑與插針(I)外徑相同，也就是說和套筒(4)的內徑為密配合。如圖2所示。將透鏡座(3) —側的圓柱插入套筒(4)，調節其與光纖插針(I)端面的距離，使光纖插針(I)端面位于透鏡的焦平面上(見圖3)。也可以加工一個合適長度的限位環(5)放在套筒中插針(I)和透鏡座(3)之間(圖4)，環的長度可以正好使光纖插針端面位于透鏡的焦平面上，更方便安裝定位。環的內徑足夠大，使經過透鏡聚焦的光可以不受阻礙地照射到光纖插針端面的光纖上。插針(I)可以是FC型、SMA905型、LC型等標準連接器的插針，利用常規的光纖連接頭制作工藝將光纖(6)插入插針并研磨、拋光、鍍表面增透膜。透鏡(2)可以是自聚焦透鏡、球面或非球面透鏡。套筒⑷可以是圓柱形，也可以是截面呈“C”型的開口套筒(如圖I所示)。可以根據不同連接器的插針形式制作不同內徑的套筒，也可以利用光纖通信所用的標準件。光纖通信所用標準件由于非常成熟并且大量加工使用，其精度非常高，而且價格便宜。套筒材料為金屬或陶瓷。這個由光纖插針、透鏡、透鏡座、套筒安裝成的組件，能夠保證透鏡和光纖的高精度同軸。將整形、準直后的半導體激光的光束調節到與組件的光軸同軸，則可以將光束高效率地聚焦耦合到光纖中。在耦合調整時，這個組件可以作為一個整體通過一個五維調節架進行調節并固定，十分方便簡潔。對不同直徑的透鏡，只要加工不同內孔直徑的透鏡座即可。附圖說明圖I為本技術的結構爆炸圖。圖2為透鏡座和透鏡的側視圖。圖3為本技術結構的一種實現方案的側視圖。圖4為本技術結構的一種實現方案的側視圖，結構中采用了限位環。編號說明1.光纖插針，2.透鏡,3.透鏡座,4.套筒,5.限位環,6.光纖。具體實施方式在圖3所示的例子中，采用了在光纖通信行業廣泛使用的FC型光纖連接器的插針，這種插針的外徑為2. 5mm，精度優于I μ m。光纖芯徑為105 μ m，包層直徑125 μ m，數值孔徑O. 15。套筒(4)采用標準FC型光纖適配器所用磷青銅套筒或者氧化鋯陶瓷套筒，這兩種套筒均為截面為C型的開口套筒，精度非常高。光纖插針插入套筒一端。透鏡座(3)為兩個圓柱組合起來的形狀。一側圓柱外徑為2. 5mm,另外一側圓柱的內孔直徑為4mm,與2. 5mm圓柱的同軸度誤差小于2 μ m。一個直徑為4_的透鏡⑵安裝到內孔上，實現密配合，使透鏡與另一側2. 5mm圓柱的同軸度保證在5um以內。將2. 5mm圓柱部分插入套筒(4)的另外一端，調整距離，使光纖插針(I)的端面與透鏡(2)的焦平面重合。用膠將插針⑴和透鏡座⑶與套筒⑷粘牢。在圖4所示的另一個實施例中，透鏡座(3)和插針⑴之間放置了一個限位環(5)，當透鏡座(3)和插針(I)都與之頂緊時，限位環的長度正好使插針端面位于透鏡焦平面上，這樣的設計免去了調整插針和透鏡座之間距離的步驟，使安裝更加簡化。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光纖耦合結構，由一個光纖插針、一個透鏡、一個透鏡座、一個套筒和一個可選的限位環構成，其特征為：透鏡安裝在透鏡座上，光纖插針和透鏡座分別插入套筒的兩端，光纖插針的端面位于透鏡的焦平面上。

【技術特征摘要】
1.ー種光纖耦合結構，由ー個光纖插針、一個透鏡、一個透鏡座、一個套筒和一個可選的限位環構成，其特征為透鏡安裝在透鏡座上，光纖插針和透鏡座分別插入套筒的兩端，光纖插針的端面位于透鏡的焦平面上。2.根據權利要求I所述的ー種光纖耦合結構，其特征是光纖插針的外徑與套筒的內徑之間為密配合。3.根據權利要求I所述的ー種光纖耦合結構，其特征是透鏡座為中間有聯通孔的加エ件，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳龍飛，
申請(專利權)人：北京大族天成半導體技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：