[发明专利]一种激光熔融式光纤准直器及其制作工具和方法

说明书

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种激光熔融式光纤准直器及其制作工具和方法，光纤准直器包括裸光纤、毛细管、准直透镜和外封玻璃管，所述裸光纤的第一端剥离涂覆层后穿入所述毛细管内；所述外封玻璃管套接在所述毛细管与所述准直透镜外侧，并对所述毛细管与所述准直透镜进行同轴固定；其中，所述裸光纤与所述毛细管之间、所述毛细管与所述外封玻璃管之间以及所述准直透镜与所述外封玻璃管之间，均采用激光熔融连接固定。本发明通过合理设置激光能量与激光位置，熔融连接固定准直器的各元器件，工艺流程简单、成本低，生产制作周期短，不存在插针气泡、空胶等质量问题，能耐受较高光功率密度，长期工作可靠性好。

【技术领域】

本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种激光熔融式光纤准直器及其制作工具和方法。

【背景技术】

光纤准直器作为最基础的元器件之一，广泛应于光开关、光隔离器、光滤波器及光环形器等光无源器件中，其性能优劣对整个无源器件及光传输链路具有决定性的影响。目前，光纤准直器多采用胶合粘接的方式制作，利用胶水将裸光纤、毛细管、准直透镜、玻璃管壳等各结构进行粘合。胶合粘接的方式具有易调节、指标一致性好等优点，但工艺复杂，易出现插针气泡、空胶等质量问题，而且由于胶水的不稳定性，准直器的长期可靠性较差；在制作过程中，胶合式准直器需几次胶粘并温循固化，耗费时间很长。此外，因胶水无法耐受较高功率密度，胶合式准直器在光纤激光器、掺铒光纤放大器、拉曼光纤放大器等高功率场景应用时易出现胶水软化流动，引起整个器件烧毁报废，从而大大限制了无源器件可耐受的光功率。

鉴于此，克服上述现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。

【发明内容】

本发明需要解决的技术问题是：

目前的光纤准直器多采用胶合粘接，工艺复杂，易出现插针气泡、空胶等质量问题，准直器的长期可靠性较差，制作时需几次胶粘并温循固化，耗费时间很长。此外，因胶水无法耐受较高光功率，在高功率场景应用时易出现胶水软化流动，引起整个器件烧毁报废。

本发明通过如下技术方案达到上述目的：

第一方面，本发明提供了一种激光熔融式光纤准直器，包括裸光纤1、毛细管2、准直透镜3和外封玻璃管4，所述裸光纤1的第一端剥离涂覆层后穿入所述毛细管2内；所述外封玻璃管4套接在所述毛细管2与所述准直透镜3外侧，并对所述毛细管2与所述准直透镜3进行同轴固定；

其中，所述裸光纤1与所述毛细管2之间、所述毛细管2与所述外封玻璃管4之间以及所述准直透镜3与所述外封玻璃管4之间，均采用激光熔融连接固定。

优选的，所述毛细管2是一种内径从锥孔到直孔的玻璃管，用于使穿入的裸光纤1平直和固定；其中，所述裸光纤1的第一端剥离与所述直孔长度相对应的涂覆层后，经由锥孔穿入所述毛细管2的直孔中，形成插针结构。

优选的，所述毛细管2的锥孔处以及靠近锥孔的尾端处点有保护尾胶5，所述保护尾胶5用于保护所述裸光纤1。

第二方面，本发明还提供了一种激光熔融式光纤准直器的制作工具，用于制作上述第一方面所述的激光熔融式光纤准直器，包括激光熔接机，所述激光熔接机包括激光器6、反射镜组、夹持模块和镜头组；

所述反射镜组可移动和/或偏转，以改变激光束的焦点位置；所述夹持模块用于固定需要熔接的器件，且所述夹持模块可移动，以便推进需要熔接的器件至指定位置；所述镜头组用于对器件的熔接情况实时成像，以便根据需要调整激光能量和/或焦点位置；

其中，所述激光器6产生的激光束经所述反射镜组反射至所述夹持模块，通过移动和/或偏转所述反射镜组，使激光聚焦在需要熔接的器件结合处，进而实现熔接固定。

优选的，所述反射镜组包括第一全反射镜7、分束镜8、第二全反射镜9和第三全反射镜10；所述第二全反射镜9和第三全反射镜10可移动和/或偏转，用于改变激光束的焦点位置；