[实用新型]倾角和横向位移可调的光学耦合器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光学耦合器，尤其是一种倾角和横向位移可调的光学耦合器。

背景技术

激光和光纤高效率耦合在很多方面都有非常重要的应用，如光纤通信、光学仪器、光学光源、光纤传感器、计量、干涉仪、激光测量仪器、生物医学仪器等。一种较为普遍的光纤与激光二极管耦合的方式是这样的：激光二极管被镶嵌在一个光学机械零件内部，光学透镜放置在激光二极管发光部位前并将二极管所发散的光变成准直光。光纤准直器是由光纤和光学透镜组成，当光从光纤中传输时，光纤端面作为光学透镜的聚焦点，这样就可以得到准直光束。带有激光二极管和光学透镜的光学器件就与光纤准直器在同一直线上，调节倾角和横向位移便得到效率优化的耦合光束。气体激光器例如HeNe激光器，固体激光器经常根据需要要与光纤进行耦合来传输光，为了耦合HeNe激光器或固体激光器和光纤，首先是建立光纤准直器与光纤耦合，然后光纤准直器与激光器在同一直线上调节倾角和横向位移，进而使激光在光纤中传输得到优化效率耦合的激光。

要连接或耦合两个输出扩束光的光学器件，相比较小尺寸光束要容易一些，例如直接耦合激光二极管和光纤输出端面非常困难且耦合效率也非常低。现在，很多人是先将激光二极管的或光纤的光束先扩束或准直，然后将两个光学器件耦合起来就容易得多。更特殊的是激光二极管与光纤耦合，激光二极管和光学透镜被封装在一个光学器件上，所以从光学器件发出来的光是经过准直或扩束的。光纤准直器是用一个光学透镜和一根光纤组成，光纤的端面置于光学透镜的焦点处使输出光是准直光或扩束光。这样，这两个光学器件就被光学耦合器或连接器耦合或连接。用两个传输准直光的光学器件横向对准精度要求比两个不准直光束的光学器件例如激光二极管和光纤要低得多。

对于两个准直光或是扩束光的光学器件的连接从而得到高光能耦合效率的因素是倾角对准。一个好的光学耦合器或连接器必须有一个简单而且效果好的方法来精确调整两光学元件的角度并得到最佳的耦合效率。1988年6月28日公开的美国专利号#4,753,510《Tilt adjustable optical fibre connector》中，欧玛·舒兹曼(Omur Sezerman)提出了一种耦合器包括三部分：一个弹性体或是叫“O型环”，两个光学基板用于调整两个光学器件的角度，在他的发明中，橡胶O型圈用来调整两个光学元件之间的角度，由于橡胶O型圈具有弹性和灵活性，一个光纤准直器器件被压在O型圈其中一面上实现角度偏转。欧玛·舒兹曼的发明有很多缺点，O型圈是橡胶的，橡胶O型圈和两个光学基板等多数组件使得这个耦合器的长期稳定性和可靠性被质疑。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用在两个光学元件的连接点上，具有高耦合效率的光传输，具备长期的稳定性和可靠性，倾角和横向位移都可调节的光学耦合器。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的倾角和横向位移可调的光学耦合器，包括上基板、下基板，上基板和下基板之间通过颈部连接成整体，上基板、下基板和颈部中间设置有通孔，颈部周围上基板和下基板之间设置有至少两根螺钉，螺钉穿过上基板上的螺孔，端面顶住下基板的端面。

所述颈部上设置有密布的小孔。所述颈部和下基板外套有封装套筒。

所用材料为金属或塑料。

有益效果：本实用新型提供的光学耦合器最基础结构是以薄壁圆筒做为颈部来连接两个基板作为整体，两个基板和薄圆筒颈部用同样的材料，中间有一个孔通过两基板和颈部，作为光束通过的通道。两个光学元件分别安装在两基板内，光束可以在两个光学元件间无阻碍的传输。一组螺钉在沿中心轴方向通过一个基板到达另一个基板。通过逐个调整两基板间的螺钉来挤压或拉伸颈部，这种方式可以使调整带有螺钉的上基板相对于下基板的角度，安装在上基板的光学元件可以相对安装在下基板的光学器件进行倾斜或横向位移调节，直到两光学器件所通过的光的损耗达到最小。光学元件可以是带光纤的准直器，或者是光学透镜，或者是(带或不带聚焦透镜)的激光二极管，或者是(带或不带光学准直镜阵列)的光纤阵列，或者是(带或不带光学聚焦透镜阵列)的光纤阵列，光波导器件，光学半导体放大器，或(带或不带光学透镜)的气体激光器，或固体激光器(带或不带光学透镜)，或准分子激光器(带或不带准直光学透镜)，或是其他传输光信号的耦合系统，或者是插拔式光纤准直器或是光纤聚焦装置，在光纤取下重新安装后不需要再次调整光路。倾角和横向位移均可调节的光学耦合器大大降低了由于连接两光学元件的端面的倾斜所造成的损耗。这种倾斜可调和横向位移可调的耦合器优化了光在两光学器件中的传输具备良好，长期的稳定性。