CN100417964C - 偏心调焦的光纤转接器结构和光纤转接器调整方法 - Google Patents

Abstract

本发涉及光纤转接器技术领域，特别是偏心调焦的光纤转接器结构和光纤转接器调整方法。结构包括：两个接头，一输入端盖，一透镜组外壳，一支架，一左端偏心法兰，一右端偏心法兰，一定位栓，一输出端盖，一小输出端盖，两输出端盖锁母。方法包括：安装左端偏心法兰和右端偏心法兰，使左端偏心法兰、支架、和右端偏心法兰三者的定位栓孔在一条直线上；旋转左端偏心法兰围绕支架转动，同时，旋转输出端盖在右端偏心法兰的中空处转动，得到最大的转接效率，调节的是接收光纤的轴向距离，输入光纤经过透镜组后会聚的焦点与输出光纤接收点重合，得到了偏心调焦光纤转接器的最大转换效率。用于不同芯径光纤之间的转接。

Description

偏心调焦的光纤转接器结构和光纤转接器调整方法

技术领域

本发涉及光纤转接器技术领域，特别是偏心调焦的光纤转接器结构和光纤转接器调整方法。

背景技术

在医疗、泵浦、材料加工和处理等实际应用中，常常用光纤将输出光束导到需要加工和处理的物体上，这是由于光纤具有可绕性好、孔径小、损耗低等优点；同时，光纤能够改善光场分布，得到高功率、小孔径的圆形对称光斑，给实际应用带来很大方便；而且光纤能够远距离地传输，方便地操作，进入人体内管腔。由于应用的不同，常常需要将不同芯径光纤之间相互转换。

如图1所示，根据光学中的拉格朗日-亥姆霍兹定理(J.L.Lagrange，H.von Helm-holtz)，通过透镜组能够将不同芯径光纤之间相互转换。透镜组确定后，如何进行机械结构设计保证输入光纤和输出光纤的端面在透镜组两端的焦点上是保证转换效率的关键，当输入光纤经过透镜组后会聚的焦点与输出光纤接收点重合时，得到光纤转接器的最大转换效率。因此，机械结构设计中，首先保证输入光纤经过透镜组形成的焦点与输出光纤中轴线在一条直线上，然后调节接收光纤的轴向距离，使输入光纤经过透镜组后会聚的焦点与输出光纤接收点重合，即可得到光纤转接器的最大转换效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种偏心调焦的光纤转接器结构和其调整方法，用于不同芯径光纤之间的转接，在降低机械加工难度的同时，保证不同芯径光纤之间的转接效率。

附图说明

为进一步说明本发明的技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如下，其中：

图1是通过透镜组将不同芯径光纤之间相互转换的示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是图2中输入端盖的结构示意图；

图4是图2中透镜组外壳的结构示意图；

图5是图2中支架的结构示意图；

图6是图2中左端偏心法兰的结构示意图；

图7是图2中右端偏心法兰的结构示意图；

图8是图2中定位栓的结构示意图；

图9是图2中输出端盖的结构示意图；

图10是图2中小输出端盖的结构示意图；

图11是图2中输出端盖锁母的结构示意图；

图12是图2中小输出端盖锁母的结构示意图。

具体实施方式

图2中

1.输入端接头          2.输入端盖             3.透镜组外壳

4.透镜组              5.左端偏心法兰         6.支架

7.右端偏心法兰        8.定位栓               9.输出端盖锁母

10.小输出端盖锁母     11.小输出端盖          12.输出端接头

13.输出端盖           14.锁紧螺钉

首先请参阅图1及图2，本发明为一种偏心调焦的光纤转接器结构，用于大芯径小发散角光纤与小芯径大发散角光纤之间的转接，其中包括：两个接头1和12，其中一接头1为输入端接头，用于连接输入光纤，一接头12为输出端接头，用于连接输出光纤；

请参阅图2及图3，一输入端盖2，输入端接头1在输入端盖2上；

请参阅图2及图4，一透镜组外壳3，该透镜组外壳3有一大内径端31和一小内径端32，大内径端31内径正好与透镜组4配合，小内径端32内径小于透镜组4直径，使透镜组4不能向小内径端32移动，在大内径端31的末端有一段小外径端33；

请参阅图2及图5，一支架6，该支架由61和62两部分组成，其中一部分61是整个结构的支撑，另一部分62是一个同心圆环，用于连接左端偏心法兰5和右端偏心法兰7，该同心圆环62上有四个锁紧螺钉孔63和一个定位栓孔64；

请参阅图2及图6，一左端偏心法兰5，该左端偏心法兰5的圆心与法兰沉孔中空处51的圆心不重合，透镜组外壳3的小外径端33与该左端偏心法兰5的沉孔51紧配合，该左端偏心法兰5上有四个长椭圆形锁紧螺钉孔52和一个定位栓孔53，该左端偏心法兰5嵌入支架6，且能够自如地转动；

请参阅图2及图7，一右端偏心法兰7，该右端偏心法兰7的圆心与法兰中空处71的圆心不重合，该右端偏心法兰7有内螺纹72，且有四个锁紧螺钉孔73和一个定位栓孔74；

请参阅图2及图8，一定位栓8，该定位栓8上有滚花，且该定位栓8能够***左端偏心法兰5的定位栓孔53、支架6上同心圆环部分62的定位栓孔64以及右端偏心法兰7的定位栓孔74中；

请参阅图2及图9，一输出端盖13，该输出端盖13上有一与外圆不同心的通孔131和一内螺纹132，该输出端盖13嵌入右端偏心法兰7的中空处71中，且能够自如地转动；

请参阅图2及图10，一小输出端盖11，输出端接头12在小输出端盖11上，该小输出端盖11的外螺纹111与输出端盖13的内螺纹132配合，能够带动输出端接头12的旋进和旋出；

请参阅图2、图11及图12，两输出端盖锁母9和10，其中一输出端盖锁母9，其外螺纹91能够与右端偏心法兰7的内螺纹72配合，且有四个对称的辅助孔92，便于与工具配合使用，使其旋紧；另一小输出端盖锁母10，其内螺纹101与小输出端盖11的外螺纹111配合，且有四个对称的辅助孔102，便于与工具配合使用，使其旋紧；

对于支架左端，左端偏心法兰5、透镜组4、透镜组外壳3、输入端盖2、输入端接头1为同心的一体，透镜组外壳3的小外径端33与左端偏心法兰5的沉孔51紧配合。

其中所述的支架6的两部分61和62是圆形、方形或其它形状，其作用是将光纤转接器的输入端和输出端连接起来，并且作为整个偏心调节转接器的结构支撑。

其中所述的偏心调焦的光纤转接器结构中有定位栓8，通过定位栓8容易找到最佳位置。

其中所述的定位栓8上有滚花，滚花的作用在于增加摩擦力，便于定位栓的使用。

其中所述的定位栓8能够***左端偏心法兰5的定位栓孔53、支架6上同心圆环部分62的定位栓孔64以及右端偏心法兰7的定位栓孔74中，将左端偏心法兰5、支架6和右端偏心法兰7相对定位。

其中所述的两输出端盖锁母9和10上有辅助孔92和102，辅助孔92和102的作用是便于与工具配合使用，使其容易旋紧。

其中所述的左端偏心法兰5、支架6和右端偏心法兰7上有四个锁紧螺钉孔52、63和73，其形状是长椭圆形、圆形或其他形状，其作用在于螺钉***左端偏心法兰5、支架6和右端偏心法兰7的锁紧螺钉孔52、63和73中，加螺母后能够将左端偏心法兰5、支架6和右端偏心法兰7锁紧定位。

根据光学中的光路可逆原理，输入端和输出端能够互换，输入端作为输出端，输出端作为输入端。

透镜组4的输入焦距由透镜组外壳3小径端32内径小于透镜组4直径，使透镜组4不能向小径端移动来保证。

通过小输出端盖11的外螺纹111与输出端盖13内螺纹132的配合，带动输出端接头12的旋进和旋出，调节输出光纤的轴向距离，调整精度由小输出端盖11的外螺纹111与输出端盖13的内螺纹132确定，用螺距小的细牙螺纹能够提高偏心调焦的光纤转接器结构中输出光纤轴向距离的调整精度。

本发明为一种偏心调焦的光纤转接器调整方法，包括如下步骤：将左端偏心法兰5、透镜组4、透镜组外壳3、输入端盖2安装在支架6的左端，将右端偏心法兰7安装在支架6的右端，转动左端偏心法兰5和右端偏心法兰7，使左端偏心法兰5、支架6和右端偏心法兰7三者的定位栓孔53、64和74在一条直线上，然后将定位栓8***三者的定位栓孔53、64和74中，将左端偏心法兰5、支架6、右端偏心法兰7相对定位；

小输出端盖11的外螺纹111与输出端盖13的内螺纹132配合，将小输出端盖11安装在输出端盖13中，并将小输出端盖11旋至最紧，然后将安装在一起的输出端盖13和小输出端盖11嵌入到右端偏心法兰7的中空处71；

将输入光纤连接到输入端接头1上，将输出光纤连接到输出端接头12上，取出将左端偏心法兰5、支架6和右端偏心法兰7相对定位的定位栓8，在此位置附近，旋转左端偏心法兰5围绕支架6转动，同时，旋转输出端盖13在右端偏心法兰7的中空处71转动，得到最大的转接效率后，将锁紧螺钉14***右端偏心法兰7、支架6和左端偏心法兰5的锁紧螺钉孔73、63和52中，并加螺母将左端偏心法兰5、支架6和右端偏心法兰7定位，锁紧调整好的结构；同时，通过输出端盖锁母9的外螺纹91与右端偏心法兰7内螺纹72的配合，旋紧输出端盖锁母9，将输出端盖13固定；此时，调节的是输入光纤和输出光纤的中轴线，输入光纤经过透镜组4形成的焦点与输出光纤中轴线调整到了一条直线上；

将小输出端盖11由最紧向外慢慢旋出，得到最大的转接效率后，通过小输出端盖锁母10的内螺纹101与小输出端盖11外螺纹111的配合，旋紧小输出端盖锁母10，将小输出端盖11固定；此时，调节的是接收光纤的轴向距离，输入光纤经过透镜组4后会聚的焦点与输出光纤接收点重合，得到了偏心调焦光纤转接器的最大转换效率。

当调节左端偏心法兰5围绕支架6转动，左端偏心法兰5带动透镜组4、透镜组外壳3、输入端盖2、输入端接头1围绕支架6转动，等效于调节光纤输入端中轴线以及透镜组4的中轴线围绕支架转动。

采用螺纹调整输出光纤轴向距离，能够采用同样的方法调整输入光纤轴向距离。

发明的优点

本发明为一种偏心调焦的光纤转接器结构和其调整方法，用于不同芯径光纤之间的转接。通常光纤转接器的输入输出焦距靠机械加工精度保证，一方面增加了加工的难度，另一方面由于机械加工的误差不能得到最大的转换效率。光纤转接器结构中，输入输出的同轴度和轴向焦距是影响转接器转接效率的两个重要参数，很难由机械加工保证精度，得到最大的转接效率。本发明提供一种偏心调焦的光纤转接器结构和其调整方法，用于不同芯径光纤之间的转接，在降低机械加工难度的同时，能够得到最大的转接效率。

Claims (11)

1. 一种偏心调焦的光纤转接器结构，其特征在于：其中包括：

两个接头(1、12)，其中一接头(1)为输入端接头，用于连接输入光纤，一接头(12)为输出端接头，用于连接输出光纤；

一输入端盖(2)，输入端接头(1)在输入端盖(2)上；

一透镜组外壳(3)，该透镜组外壳(3)有一大内径端(31)和一小内径端(32)，大内径端(31)内径正好与透镜组(4)配合，小内径端(32)内径小于透镜组(4)直径，使透镜组(4)不能向小内径端(32)移动，在大内径端(31)的末端有一段小外径端(33)；

一支架(6)，该支架由两部分(61、62)组成，其中一部分(61)是整个结构的支撑，另一部分(62)是一个同心圆环，用于连接左端偏心法兰(5)和右端偏心法兰(7)，该同心圆环(62)上有四个锁紧螺钉孔(63)和一个定位栓孔(64)；

一左端偏心法兰(5)，该左端偏心法兰(5)的圆心与法兰沉孔中空处(51)的圆心不重合，透镜组外壳(3)的小外径端(33)与该左端偏心法兰(5)的沉孔(51)紧配合，该左端偏心法兰(5)上有四个锁紧螺钉孔(52)和一个定位栓孔(53)，该左端偏心法兰(5)嵌入支架(6)，且能够自如地转动；

一右端偏心法兰(7)，该右端偏心法兰(7)的圆心与法兰中空处(71)的圆心不重合，该右端偏心法兰(7)有内螺纹(72)，且有四个锁紧螺钉孔(73)和一个定位栓孔(74)；

一定位栓(8)，该定位栓(8)上有滚花，且该定位栓(8)能够***左端偏心法兰(5)的定位栓孔(53)、支架(6)上同心圆环部分(62)的定位栓孔(64)以及右端偏心法兰(7)的定位栓孔(74)中；

一输出端盖(13)，该输出端盖(13)上有一与外圆不同心的通孔(131)和一内螺纹(132)，该输出端盖(13)嵌入右端偏心法兰(7)的中空处(71)，且能够自如地转动；

一小输出端盖(11)，输出端接头(12)在小输出端盖(11)上，该小输出端盖(11)的外螺纹(111)与输出端盖(13)的内螺纹(132)配合，能够带动输出端接头(12)的旋进和旋出；

两输出端盖锁母(9、10)，其中一输出端盖锁母(9)，其外螺纹(91)能够与右端偏心法兰(7)的内螺纹(72)配合，且有四个对称的辅助孔(92)，便于与工具配合使用，使右端偏心法兰(7)旋紧；另一小输出端盖锁母(10)，其内螺纹(101)与小输出端盖(11)的外螺纹(111)配合，且有四个对称的辅助孔(102)，便于与工具配合使用，使小输出端盖(11)旋紧。

2. 如权利要求1所述的偏心调焦的光纤转接器结构，其特征在于：对于支架左端，左端偏心法兰(5)、透镜组(4)、透镜组外壳(3)、输入端盖(2)和输入端接头(1)为同心的一体，透镜组外壳(3)的小外径端(33)与左端偏心法兰(5)的沉孔(51)紧配合。

3. 如权利要求1或权利要求2所述的偏心调焦的光纤转接器结构，其特征在于：其中所述的支架(6)的两部分(61、62)是圆形或方形，其作用是将光纤转接器的输入端和输出端连接起来，并且作为整个偏心调焦的光纤转接器的结构支撑。

4. 如权利要求1所述的偏心调焦的光纤转接器结构，其特征在于：其中所述的定位栓(8)上有滚花，滚花的作用在于增加摩擦力，便于定位栓的使用。

5. 如权利要求1所述的偏心调焦的光纤转接器结构，其特征在于：其中所述的定位栓(8)能够***左端偏心法兰(5)的定位栓孔(53)、支架(6)上同心圆环部分(62)的定位栓孔(64)以及右端偏心法兰(7)的定位栓孔(74)中，将左端偏心法兰(5)、支架(6)和右端偏心法兰(7)相对定位。

6. 如权利要求1所述的偏心调焦的光纤转接器结构，其特征在于：根据光学中的光路可逆原理，输入端和输出端能够互换，输入端作为输出端，输出端作为输入端。

7. 如权利要求1所述的偏心调焦的光纤转接器结构，其特征在于：透镜组(4)的输入焦距由透镜组外壳(3)小内径端(32)内径小于透镜组(4)直径，使透镜组(4)不能向小内径端(32)移动来保证。

8. 如权利要求1所述的偏心调焦的光纤转接器结构，其特征在于：通过小输出端盖(11)的外螺纹(111)与输出端盖(13)内螺纹(132)的配合，带动输出端接头(12)的旋进和旋出，调节输出光纤的轴向距离，调整精度由小输出端盖(11)的外螺纹(111)与输出端盖(13)的内螺纹(132)确定。

9. 一种偏心调焦的光纤转接器调整方法，其特征在于：包括如下步骤：

将左端偏心法兰(5)、透镜组(4)、透镜组外壳(3)和输入端盖(2)安装在支架(6)的左端，将右端偏心法兰(7)安装在支架(6)的右端，转动左端偏心法兰(5)和右端偏心法兰(7)，使左端偏心法兰(5)、支架(6)和右端偏心法兰(7)三者的定位栓孔(53、64和74)在一条直线上，然后将定位栓(8)***三者的定位栓孔(53、64和74)中，将左端偏心法兰(5)、支架(6)、右端偏心法兰(7)相对定位；

小输出端盖(11)的外螺纹(111)与输出端盖(13)的内螺纹(132)配合，将小输出端盖(11)安装在输出端盖(13)中，并将小输出端盖(11)旋至最紧，然后将安装在一起的输出端盖(13)和小输出端盖(11)嵌入到右端偏心法兰(7)的中空处(71)；

将输入光纤连接到输入端接头(1)上，将输出光纤连接到输出端接头(12)上，取出将左端偏心法兰(5)、支架(6)和右端偏心法兰(7)相对定位的定位栓(8)，在此位置附近，旋转左端偏心法兰(5)围绕支架(6)转动，同时，旋转输出端盖(13)在右端偏心法兰(7)的中空处(71)转动，得到最大的转接效率后，将锁紧螺钉(14)***右端偏心法兰(7)、支架(6)和左端偏心法兰(5)的锁紧螺钉孔(73、63和52)中，并加螺母将左端偏心法兰(5)、支架(6)和右端偏心法兰(7)定位，锁紧调整好的结构；同时，通过输出端盖锁母(9)的外螺纹(91)与右端偏心法兰(7)内螺纹(72)的配合，旋紧输出端盖锁母(9)，将输出端盖(13)固定；此时，调节的是输入光纤和输出光纤的中轴线，输入光纤经过透镜组(4)形成的焦点与输出光纤中轴线调整到了一条直线上；

将小输出端盖(11)由最紧向外慢慢旋出，得到最大的转接效率后，通过小输出端盖锁母(10)的内螺纹(101)与小输出端盖(11)外螺纹(111)的配合，旋紧小输出端盖锁母(10)，将小输出端盖(11)固定；此时，调节的是接收光纤的轴向距离，输入光纤经过透镜组(4)后会聚的焦点与输出光纤接收点重合，得到了偏心调焦光纤转接器的最大转换效率。

10. 如权利要求11所述的偏心调焦的光纤转接器调整方法，其特征在于：当调节左端偏心法兰(5)围绕支架(6)转动，左端偏心法兰(5)带动透镜组(4)、透镜组外壳(3)、输入端盖(2)和输入端接头(1)围绕支架(6)转动，等效于调节光纤输入端中轴线以及透镜组(4)的中轴线围绕支架转动。

11. 如权利要求11所述的偏心调焦的光纤转接器调整方法，其特征在于：采用螺纹调整输出光纤轴向距离，同时采用螺纹调整输入光纤轴向距离。

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