[实用新型]一种大能量、窄脉宽的激光与光纤的耦合装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种大能量、窄脉宽的激光与光纤的耦合装置。

背景技术

空气被激光击穿需有一定的阈值能量密度，超过此阈值后空气击穿才会发生。现有技术大多是通过透镜将激光束直接聚焦到光纤芯径大小，然后直接耦合进入光纤中。当激光能量过大时，激光束的能量密度超过阈值往往会击穿空气，使耦合进入光纤的效率大大降低，从而不能够实现大能量的纳秒级脉冲激光和光纤之间的耦合。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种大能量、窄脉宽的激光与光纤的耦合装置，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型一种大能量、窄脉宽的激光与光纤的耦合装置，该激光光纤耦合装置包括：在激光光束的光轴上，从激光器开始，依次设置扩束系统、二元光学透镜，聚焦镜和光纤。

优选地，所述扩束系统包括：平凹透镜和平凸透镜，且所述平凹透镜和所述平凸透镜之间的距离任意调节，由激光器发射的激光光束先经过所述平凹透镜，再穿过所述平凸透镜。

优选地，所述聚焦镜要在所述光束的光轴方向任意调节。

优选地，所述扩束系统、所述二元光学透镜和所述聚焦镜均镀有与所述激光器发射的激光波长相对应的增透膜。

更优选地，所述激光波长为由所述光纤传输的任何一种波长。

优选地，所述光纤通过接头固定在三维可调的调整架上。

优选地，所述激光器是市售的且能发射由所述光纤传输的任何一种波长的激光器。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在聚焦系统中加入二元光学透镜，使激光聚焦后，激光光束焦点附近的能量密度降低，可以在空气中实现大能量纳秒激光和光纤的耦合，本装置不仅适用于纳秒激光脉冲的光纤耦合，也适用于皮秒和飞秒脉冲的光纤耦合。

附图说明

图1是实施例中所述大能量、窄脉宽的激光与光纤的耦合装置的结构示意图；

其中，1表示激光器，2表示平凹透镜，3表示平凸透镜，4表示二元光学镜片，5表示聚焦镜，6表示光纤。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

参照图1，本实施例中大能量、窄脉宽的激光与光纤的耦合装置，包括：在激光光束的光轴上，从激光器1开始，依次设置扩束系统、二元光学透镜4，聚焦镜5和光纤6。

本实施例中，所述扩束系统包括：平凹透镜2和平凸透镜3，且所述平凹透镜2和所述平凸透镜3之间的距离可调节，由激光器1发射的激光光束先经过所述平凹透镜2，再穿过所述平凸透镜3。所述扩束系统中的两个镜片之间的距离可以调节，保证通过扩束系统的光束的准直输出。所述扩束系统将激光器发射的光束直径扩大，减小光束的发散角，保证光斑可以充分作用在二元光学镜片上。

本实施例中，二元光学镜片4利用光的衍射原理，将光束横场的强度重新分布，形成强度近似于均匀的光场分布。具体为：所述二元光学镜片4通过二元光学的原理，将射入其中的光束进行空间分布的整形，使光束横场分布更加均匀，改变了光斑形状和聚焦光斑的尺寸，有利于大能量光束的聚焦。

本实施例中，所述聚焦镜5要在所述光束的光轴方向任意调节。所述聚焦镜5的作用是将光束尺寸聚焦到足够小，以满足光纤耦合对光斑尺寸的要求。通过调节聚焦镜5与二元光学镜片4距离改变穿过聚焦镜5而形成的焦点的位置。

本实施例中，所述扩束系统、所述二元光学透镜4和所述聚焦镜5均镀有与所述激光器1发射的激光波长相对应的增透膜，所述激光器发射出的激光波长为1064nm、532nm、355nm或266nm。

本实施例中，所述光纤6通过接头固定在三维可调的调整架上。通过调节三维可调的调整架保证光纤和聚焦光斑之间的对准。

因为在本实用新型中所述激光器1是市售的且能由光纤6传输的任意一种波长的激光器，所以本实用新型不存在使用范围的局限性。

通过采用本实用新型公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：

本实用新型通过在聚焦系统中加入二元光学透镜，使激光聚焦后，激光光束焦点附近的能量密度降低，可以在空气中实现大能量纳秒激光和光纤的耦合，本装置不仅适用于纳秒激光脉冲的光纤耦合，也适用于皮秒和飞秒脉冲的光纤耦合。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。