CN110701503A - 一种光纤反馈*** - Google Patents

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陆建东
马慧玲
葛燕妮
朱瓒
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Abstract

一种光纤反馈***，属于照明技术领域。***包括激光耦合装置、二向色镜、光纤、光源模组、汇聚透镜、检测器、控制装置；光纤一端连接光源模组，另一端具有面朝二向色镜的光纤接头插芯；激光耦合装置发射的激光经二向色镜透过，进入光纤接头插芯；光线通过光纤传播至光源模组，光源模组中激光激发成白光，部分白光漫反射反向耦合传输至所述二向色镜，二向色镜将白光中设计波长之外的光线反射给所述汇聚透镜，汇聚透镜将光线汇聚于所述检测器；检测器用于检测反射的光能量或波长，反馈光纤正常或异常信号给所述控制装置，以控制激光耦合装置工作状态。本发明使用纤内反馈方式，节约成本和人力物力，且将反馈耦合设计为一体，封装便捷。

Description

一种光纤反馈***
技术领域
本发明涉及照明技术领域，尤其涉及一种光纤反馈***。
背景技术
目前我们研究的激光照明***，是利用高功率激光，在常规的廉价的通信用玻璃光纤内部传输，最后输出到远端灯具，激发光源模组。因此光线内部传输的光功率密度非常高，存在很大能量，一旦发生异常故障，光路受阻，需要立即及时关闭光源电源，切断不可控的高能量隐患。
现有技术采用两种方案，第一种，在远端光源模组端利用硅光电池等光电转换器件采集光能得到电能转换，再通过无线传输方式返回主机光电箱。无线都是433M或者2.4GISM频段，一旦现场环境中无线电频谱被严重干扰或者阻塞，整个***就会失去保护，这相当于打仗时通信***被敌人瘫痪。可见，无线方式存在被干扰的风险，并且传输也存在相应延迟。第二种，在已有传输光纤的基础上增加一根回光光纤，利用该回光光纤来检测远端荧光粉激发的状况。此方案的缺点：反馈需要单独设置一根光纤，成本高，会使得产品体积更大，封装更复杂，需要更多的人力物力。
发明专利CN201210063216.3公开了具有自检验功能的光纤电弧光检测装置，并具体公开了装置包括弧光探头、光纤和光电转换单元，所述弧光探头通过光纤和光电转换器连接，其中，所述弧光探头的光学窗口端与光纤之间设置有荧光材料。该发明能够克服传统的点式光纤弧光传感器在传感器自身故障的情况下可能产生的信号丢失和误操作，但无法检测到故障后自动切断电源。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题，提出了一种光纤反馈***，使用纤内反馈方式，节约成本和人力物力，且将反馈耦合设计为一体，封装便捷。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
本发明提出了一种光纤反馈***，包括激光耦合装置、二向色镜、光纤、光源模组、汇聚透镜、检测器、控制装置；所述光纤一端连接光源模组，另一端具有面朝所述二向色镜的光纤接头插芯；所述激光耦合装置发射的激光经所述二向色镜透过，进入光纤接头插芯；所述光线通过光纤传播至所述光源模组，光源模组中激光激发成白光，部分白光漫反射反向耦合传输至所述二向色镜，二向色镜将白光中设计波长之外的光线反射给所述汇聚透镜，所述汇聚透镜将光线汇聚于所述检测器；所述检测器用于检测反射的光能量，反馈光纤异常信号给所述控制装置，以控制激光耦合装置断电。
本发明使用纤内反馈的方式，出射光纤和反馈光纤共用一条光纤，相比现有技术的纤外反馈方案中需要多一根反馈光纤而言，更节约成本；其次，本发明耦合反馈一体，封装更加方便，节省人力物力。
作为优选，所述激光耦合装置包括激光光源、耦合透镜；所述激光光源发射激光经耦合透镜耦合后经二向色镜，进入光纤接头插芯。
作为优选，所述二向色镜为允许透过设计波长的二向色镜。
作为优选，所述检测器为照度传感器或波长传感器。
作为优选，所述二向色镜向所述激光耦合装置侧倾斜30度或45度或60度放置。
作为优选，所述光纤接头插芯为由FC接头和UPC插芯构成的接头插芯，或者为由FC接头和APC插芯构成的接头插芯，或者为由LC接头和UPC插芯构成的接头插芯，或者为由LC接头和APC插芯构成的接头插芯。
作为优选，所述汇聚透镜为球面式或非球面式汇聚透镜。
作为优选，所述光纤为塑料光纤，多模光纤，玻璃光纤中的一种。
本发明具有以下有益效果：
本发明一种光纤反馈***：
(1)摆脱了电的束缚，凸显了高安全的特点。主要解决了高压环境下电线可能会漏电，以及不允许带电进入易燃易爆物储藏的室内的问题。
(2)使用纤内反馈的方式，出射光纤和反馈光纤共用一条光纤，比纤外反馈需要多一根反馈光纤更节约成本。
(3)使用二向色镜的方式，使得光源传输和反馈共用一根光纤成为可能，结构设计更简单化。
(4)反馈耦合一体，封装更加方便，节省了人力物力。
附图说明
图1为本发明一种光纤反馈***的结构示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1，本发明一种光纤反馈***，包括激光耦合装置、二向色镜3、光纤、光源模组5、汇聚透镜6、检测器7、控制装置11。所述光纤一端连接光源模组5，另一端具有面朝所述二向色镜3的光纤接头插芯4。所述激光耦合装置发射的激光经所述二向色镜3透过，进入光纤接头插芯4。所述光线通过光纤传播至所述光源模组5，光源模组中激光激发成白光，部分白光漫反射反向耦合传输至所述二向色镜，二向色镜将白光中设计波长之外的光线反射给所述汇聚透镜6，所述汇聚透镜6将光线汇聚于所述检测器7。所述检测器7用于检测反射的光能量，反馈光纤异常信号给所述控制装置11，以控制激光耦合装置断电。
所述激光耦合装置激光光源12、耦合透镜2。所述激光光源12发射激光经耦合透镜2耦合后经二向色镜3，进入光纤接头插芯4。所述激光光源为固体激光器、气体激光器、半导体激光器、光纤激光器中的一种。
所述检测器包括照度传感器或波长传感器。当检测到反射的光能量正常，则光源正常工作；当检测到反射的光能量超过正常值时，则认为反射回来的光能量异常，则证明光纤发生异常故障，反馈光纤异常信号给控制装置11，控制装置控制激光光源12断电。当检测到反射的光波长峰值为正常值时，则光源正常工作；当检测到反射的光波长峰值超过正常值时，则认为反射回来的光线异常，反馈异常信号给控制装置11，控制装置控制激光光源12断电。
所述光纤为塑料光纤或玻璃光纤或多模光纤。
所述二向色镜的特点是对一定波长的光几乎完全透过，而对另一些波长的光完全反射。设计波长为二向色镜允许通过的波长，设计波长根据光源波长确定，一般为光源波长±5nm范围作为截止，截止线一侧波长可通过。光源波长可以为450、525、638nm等多种。所述二向色镜向所述激光耦合装置侧倾斜30度或45度或60度。以图1为优选示例，所述二向色镜向所述激光耦合装置侧倾斜45度放置。
所述光纤接头插芯4已经做了光纤对准设计，使得耦合进光纤接头插芯的光线在纤芯中心轴处汇聚成一条焦线。所述光纤接头插芯为由FC接头和UPC插芯构成的接头插芯，或者为由FC接头和APC插芯构成的接头插芯，或者为由LC接头和UPC插芯构成的接头插芯，或者为由LC接头和APC插芯构成的接头插芯，或者为其他接头插芯。
所述控制模块为光电箱，用于处理检测设备发送来的检测信号，并根据处理后的信号发送逻辑命令给激光光源，用以控制激光光源的通断电工作。所述检测器与所述控制模块之间电连接或无线连接。
所述汇聚透镜为球面式或非球面式汇聚透镜。
以450nm激光照明反馈为例，选择能通过450nm波长的二向色镜。激光光源12发射激光，通过耦合透镜2将光源耦合进入光纤插芯4，在耦合透镜2和光纤之间放置450nm二向色镜3，激光波长450nm，正好通过二向色镜，光纤接头插芯4接收光线，通过光纤传播至光源模组5，激光照射光源模组反射一部分白色荧光，当光线沿光纤至二向色镜3后，白色荧光不能通过二向色镜而反射，反射的光通过汇聚透镜6将光线汇聚于检测装置7。检测装置7检测反射的白光能量，若反射回来的白光能量异常，则证明光纤发生异常故障，检测装置 7将信号传给控制装置11，控制装置11控制激光光源12，实现断电。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (9)

1.一种光纤反馈***，其特征在于，包括激光耦合装置、二向色镜、光纤、光源模组、汇聚透镜、检测器、控制装置；所述光纤一端连接光源模组，另一端具有面朝所述二向色镜的光纤接头插芯；所述激光耦合装置发射的激光经所述二向色镜透过，进入光纤接头插芯；所述光线通过光纤传播至所述光源模组，所述光源模组中激光激发成白光，部分白光漫反射反向耦合传输至所述二向色镜，所述二向色镜将白光中设计波长之外的光线反射给所述汇聚透镜，所述汇聚透镜将光线汇聚于所述检测器；所述检测器用于检测反射的光能量或波长，反馈光纤正常或异常信号给所述控制装置，以控制激光耦合工作状态。
2.根据权利要求1所述的一种光纤反馈***，其特征在于，所述激光耦合装置包括激光光源、耦合透镜；所述激光光源发射激光经耦合透镜耦合后经二向色镜，进入光纤接头插芯。
3.根据权利要求2所述的一种光纤反馈***，其特征在于，所述激光光源为固体激光器、气体激光器、半导体激光器、光纤激光器中的一种。
4.根据权利要求1所述的一种光纤反馈***，其特征在于，所述二向色镜为允许透过设计波长的二向色镜。
5.根据权利要求1所述的一种光纤反馈***，其特征在于，所述检测器包括照度传感器或波长传感器。
6.根据权利要求1所述的一种光纤反馈***，其特征在于，所述二向色镜向所述激光耦合装置侧倾斜30度或45度或60度放置。
7.根据权利要求1所述的一种光纤反馈***，其特征在于，所述光纤接头插芯为由FC接头和UPC插芯构成的接头插芯，或者为由FC接头和APC插芯构成的接头插芯，或者为由LC接头和UPC插芯构成的接头插芯，或者为由LC接头和APC插芯构成的接头插芯。
8.根据权利要求1所述的一种光纤反馈***，其特征在于，所述汇聚透镜为球面式或非球面式汇聚透镜。
9.根据权利要求1所述的一种光纤反馈***，其特征在于，所述光纤为塑料光纤，多模光纤，玻璃光纤中的一种。
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