[发明专利]用于大口径大发散角激光的光纤耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤设备的技术领域，尤其涉及到一种用于大口径大发散角激光的光纤耦合器。

背景技术

光纤是由纤芯、包层所组成的圆柱形的介质光波导，纤芯的折射率比包层的折射率略大。当光波从折射率较大的介质入射进入较小的介质时，会在两种介质的边界发生折射和反射。由斯奈尔(Snell)定律可知，如果光与光纤轴之间的夹角过大，光进入纤芯后以就无法在纤芯与包层的分界面上发生全反射，这就导致光无法在光纤中传输。因此，投射到光纤端面上的光必须在一个有限的角度范围，这个角度范围就是光纤的数值孔径。光纤的数值孔径表示光纤接收入射光的能力，数值孔径越大，光纤接收光的角度范围越大，同时从光纤出射的光的发散角也就越大。光纤的数值孔径大小与纤芯折射率，及纤芯与包层相对折射率差有关，不同厂家不同型号的光纤的数值孔径不同，多模光纤的数值孔径取值范围为0.18至0.23，对应的光纤端面接收角在10°至13°。

由牛顿公式和拉赫公式可知，在旁轴近似的条件下，物距与像距的比值等于物方和像方光束发散角度比值的倒数。例如发散角12度、光斑直径10mm的光束，经过物距10mm、像距30mm的成像结构后，输出激光的拉赫常数不变，发散角度变为4度，光斑直径变为30mm。对于一个通过光纤输出的光学系统，如果想减小出射光的发散角，就需要小物距与大像距。但是透镜材料的折射率限制了透镜偏折光线的能力，结合像差因素，在压缩发散角10°至13°的光束时，通常需要10mm至20mm的距离，通过2至3片透镜来实现。在成像传递的同时，为了将光纤发出的光压缩到近平行光，就需要1米至2米的距离，这对于在激光器等仪器设备上应用来说，占据的空间过长，不实用。

对于现有的光纤耦合器件，主要是针对便捷、高效实现光纤与光纤、光纤与光波导、激光与光纤之间的耦合来展开的，并不能够压缩拉赫不变量，同时实现小光束截面、小发散角度激光长距离传输。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于大口径大发散角激光的光纤耦合器，以解决现有技术的上述不足。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

本发明提供了一种用于大口径大发散角激光的光纤耦合器，包括：

光纤接头；

与所述光纤接头可拆卸的固定连接的支架；

与所述支架固定连接的套筒；

沿远离光纤接头的方向依次设置于所述套筒内的带孔的弧形反射镜、折叠反射镜和准直透镜，所述光纤信号依次通过折叠反射镜、带孔的弧形反射镜反射后，照射到准直透镜后射出。

优选的，还包括设置于所述折叠反射镜和准直透镜之间的聚焦透镜，所述光纤信号经过折叠反射镜反射后，照射到聚焦透镜聚焦。

优选的，所述支架为塑料支架、金属支架或陶瓷支架中的任一种。

优选的，所述支架上设置有若干个固定孔。

优选的，所述折叠反射镜为玻璃反射镜或塑料反射镜，所述折叠反射镜的直径为5mm-100mm，厚度为2-20mm，折叠反射镜的中心部位设置有一反射部，穿过所述通孔反射镜照射出的光纤信号通过该反射部反射到所述通孔反射镜的反射面上。

优选的，所述反射部为锥形凹槽或球形凸起。

优选的，所述反射部的表面粘贴有反射膜，所述反射膜为银膜或铝膜。

本发明的有益效果为：通过带孔的弧形反射镜、折叠反射镜以及准直透镜对反射出的光纤信号进行反射、聚焦处理，改变光纤输出激光的拉赫常数，在汇聚激光束的同时减小汇聚后光束的发散角；缩小了光纤耦合器的尺寸，提高了处理后的光纤信号的凝聚度。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明一实施例所述的用于大口径大发散角激光的光纤耦合器的分解示意图；

图2是本发明另一实施例所述的用于大口径大发散角激光的光纤耦合器的剖视图；

图3是光纤信号在图2所示的用于大口径大发散角激光的光纤耦合器中的传播示意图。

图中：

1、光纤接头；2、支架；3、带孔的弧形反射镜；4、折叠反射镜；5、聚焦透镜；6、准直透镜；7、套筒。

具体实施方式