[发明专利]一种激光刻蚀光纤端面匀化光斑的方法

说明书

本发明提供一种激光刻蚀光纤端面匀化光斑的方法，本发明利用在光纤端面制作出均匀的图形，在光束经过图形时，改变光的传播路径，从而达到光斑匀化的效果。本发明所述端面图形匀化光斑的方法，不但其结构简单，操作方便，而且端面图形可以起到匀化透镜的作用，但是该图形不易脱落，不会移位，能使出光光线的达到匀化效果、安全性高，在光纤输出激光器中明显改善光线的光斑。

技术领域

本发明涉及一种激光刻蚀光纤端面匀化光斑的方法，属于光电子的技术领域。

背景技术

自20世纪70年代初，美国康宁公司成功地研制出世界上第一根实用化石英光纤以来，以光纤为传输媒介的光纤通信和由此派生出来的光纤传感器技术得到了飞速的发展。在使用光纤传送光束的光路结构中，往往以半导体激光器(LD)作光源，光纤与光接收机之间是利用耦合技术来实现连接的，所以，耦合效率的高低直接影响光纤通信系统的性能。半导体激光器同光纤的耦合系统概括起来可分为两大类：采用分立的小型或微型光学元件构成的耦合系统和采用在光纤端面制作微透镜的耦合系统。后一类系统的优点是灵活方便，易于集成封装和～jn-r制作。

半导体激光器发展速度之快，应用范围之广，发展潜力之大是目前其他激光器无法比拟的，近年来，固定波长半导体激光器的使用数量居所有激光器之首，某些重要的应用领域过去常用的其他激光器，已逐渐为半导体激光器所取代。这是因为它有许多突出的优点：体积小、重量轻、供电功率小和转换效率高、能通过注入电流进行直接调制、可靠性高、工作寿命长、发射波长从可见到红外，覆盖范围广、价格日益降低。

但是激光器诸多的优点中，存在不足，激光器发出的光通过整形耦合到多模光纤时，一般不是均匀对称的光束，这样从端面出射的光束通常分布也不均匀，常见的会出现圆环状、螺旋状或者不对称状。另外由于激光的单色性好因而有极高的相干性，这样在照射面上就会有明显的干涉斑点。在照明时，这种光纤输出光场的不均匀性和干涉散斑严重影响检测端的显示效果，也直接影响到激光显示系统中图像的质量；

中国专利文件201010522065.4公开了一种光纤耦合输出半导体激光器输出光斑匀化方法，包括以下步骤：将光纤和混模材料的一端分别插进一个插芯的光纤孔和混模材料孔中；把灌胶后带一根光纤和一根混模材料的插芯放在一个光纤固化架上，放入烘箱使胶水固化；将露出在光纤孔外部的裸光纤去掉，并把切割后的裸光纤端面进行处理，去胶抛光，达到光学平面；将插芯和激光器耦合，并固定两者的相对位置；把光纤与混模材料缠在一起，使光斑达到光束混模的无暗心、无光环和无手电筒现象的最佳状态；安装连接头。采用混模材料将光纤绕曲，以达到输出光束混模情况，实现了光斑相对均匀输出。该方案是利用混模材料达到匀化光斑的，但是在应用中，混模材料的控制比较难，灌胶的一致性不好控制，从而光纤匀化的一致性不好控制。

中国专利文件201420168202.2公开了一种半导体激光器照明模组的光斑匀化装置，依次设置半导体激光器，微透镜，光学匀化片和平凸透镜；所述半导体激光器，微透镜，光学匀化片和平凸透镜位于同一水平直线上。由半导体激光器发出激光，照射到微透镜上，激光经过双面微透镜阵列后，先被微透镜中的第一组微透镜单元分裂为多束光，然后在第二组微透镜阵列中相互交叠，将光斑进行匀化；出射光束再经过光学匀化片进行双重匀化，有效避免了激光光束在通过第二层阵列时的干涉问题，使激光光束能量更加均匀。该方案是在光束前增加透镜的方法，在实施过程中存在透镜脱落，透镜斜等问题，从而影响匀化效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种激光刻蚀光纤端面匀化光斑的方法。本发明利用在激光高能量的作用于光纤端面制作出均匀的图形，在光束经过图形时，改变光的传播路径，从而达到光斑匀化的效果。

本发明的技术方案如下：

一种激光刻蚀光纤端面匀化光斑的方法，包括以下步骤：

(1)将光纤去掉涂覆层，穿过插芯，用光学胶固定，然后利用研磨机将端面研磨成平面；

(2)在光纤端面利用激光刻蚀出图形；