CN113759467A - 一种新型光纤直熔准直器制作方法 - Google Patents
一种新型光纤直熔准直器制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113759467A CN113759467A CN202110931349.7A CN202110931349A CN113759467A CN 113759467 A CN113759467 A CN 113759467A CN 202110931349 A CN202110931349 A CN 202110931349A CN 113759467 A CN113759467 A CN 113759467A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- collimator
- lens
- melting
- manufacturing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 104
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 11
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 abstract description 7
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 238000007526 fusion splicing Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/20—Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
本发明公开了一种新型光纤直熔准直器制作方法,包括以下步骤:步骤一:制备带保护件的光纤线,在光纤线上的去涂覆层后的包层端部熔接保护件;步骤二:计算光纤***量,通过光斑仪测量输出光斑束腰的位置,测量出透镜的厚度,通过计算获得理想光斑时光纤线需要***C透镜的光纤***量;步骤三:光纤熔接,将带有保护件的光纤线的保护件部熔接在C透镜上,其***的距离为步骤二中计算的光纤***量;步骤四:准直器制作,用固定装置将步骤三中熔接后的光纤线进行固定,再用封装管将光纤线、固定装置和C透镜进行封装。本发明采用上述方法,具有避免纤芯损伤、光斑质量好、保证正常偏振消光比、保证准直器的工作距离和发散角正常的优点。
Description
技术领域
本发明涉及激光通讯技术领域,尤其是涉及一种新型光纤直熔准直器制作方法。
背景技术
光纤准直器由尾纤与自聚焦透镜精确定位而成。它可以将光纤内的传输光转变成准直光(平行光),或将外界平行(近似平行)光耦合至单模光纤内。
光纤准直器被广泛用于光纤通讯和光纤激光器等领域,激光已经被广泛应用于医疗领域,传统的光纤准直器已经非常成熟,光纤头,和C透镜,以及封装所用的玻璃管,通常的C透镜和光纤头之间会有空气隙,所以光纤头倾斜端面和C透镜倾斜端面分别度AR膜来降低反射带来的损耗,在装配过程通过调整空气隙的间隔大小来达到理想的工作距离和光斑大小。此种传统光纤最大的问题是在于高功率下,因功率密度过大会导致AR膜烧毁,导致准直器失效。
直熔准直器能很好的解决高功率烧毁的问题,可大大提高功率承受能力。直熔准直器是将光纤线切割端面后,直接熔到C透镜上,这样就避免了空气隙的存在,省去了两个镀膜面,从而大大提高了光纤准直器的功率承受能力。尽管这种普通直熔准直器能很好的提高功率承受能力,但本身存在由于C透镜本身曲率半径和厚度值存在加工公差,会导致输出光发散角偏大,偏离理想设计结果,如果一味的控制 C透镜的公差又会增加成本;且熔接过程中可能会破坏光纤端面的纤芯,导致出射光斑光束质量差,如椭圆度低,对于敏感的保偏光纤线,还会影响到偏振消光比,大大降低产品的成品率。
发明内容
本发明的目的是提供一种避免纤芯损伤、光斑质量好、保证正常偏振消光比、保证准直器的工作距离和发散角正常的新型光纤直熔准直器制作方法。
为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案,一种新型光纤直熔准直器制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:制备带保护件的光纤线,在光纤线上的去涂覆层后的包层端部熔接保护件,确定保护件长度;
步骤二:计算光纤***量,将步骤一制备的带有保护件的光纤线居中并紧靠在C透镜上,通过光斑仪测量输出光斑束腰的位置,测量出透镜的厚度,从而计算光纤***量;
步骤三:光纤熔接,将带有保护件的光纤线的保护件部熔接在C 透镜上,熔接时将功率、熔接位置和行进速度因素调至合适状态,C 透镜熔融状态下,将带有保护件的光纤线的保护件部***到C透镜里面,并达到互熔,其***的距离为步骤二中计算的光纤***量,来保证准直器的工作距离和发散角;
步骤四:准直器制作,用固定装置将步骤三中熔接后的光纤线进行固定,再用封装管将光纤线、固定装置和C透镜进行封装。
优选的,步骤一中保护件长度根据光纤线的数值孔径来计算确定,其公式为
L≦D/(2*NA)
其中L代表端帽长度,NA为光纤数值孔径,D为端帽直径。
优选的,步骤一中保护件采用端帽,端帽为石英玻璃丝或光纤。
优选的,步骤二中通过计算获得理想光斑时光纤线需要***C透镜的光纤***量,步骤二中光纤***量的数值通过软件进行计算。
优选的,步骤三中熔接时功率、熔接位置和行进速度因素的合适状态根据使用设备进行确定。
优选的,步骤三中准直器的工作距离和发散角根据准直器型号进行确定。
优选的,步骤四中所述固定装置采用支架,通过胶水将所述支架与所述光纤线粘接固定。
优选的,步骤四中所述封装管为玻璃管或不锈钢管。
优选的,步骤二、步骤三和步骤四中的所述C透镜代替为渐变折射率G透镜。
因此,本发明采用上述方法,具有以下有益效果:
1、直熔准直器光纤线带有端帽和C透镜熔接,能有效避免*** C透镜时对纤芯的损害,保证了光斑质量(如椭圆度),且有效保证了保偏准直器的偏振消光比。其端帽长度越短越好,能避免光超出端冒边沿。
2、根据理论公式计算选取合理的光纤***量,能有效保证准直器的工作距离和发散角处于正常范围,降低C透镜的加工要求,且能消除加工时厚度和曲率带来的加工误差。
3、根据上述制备方法制作出来的新型光纤直熔准直器,其性能得到提高,降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明一种新型光纤直熔准直器制作方法的制作流程图;
图2为本发明中带端帽的光纤线的结构示意图;
图3为本发明中新型光纤直熔准直器的结构示意图。
附图标记,1、光纤涂覆层;2、去涂覆层后的包层;3、端帽;4、 C透镜;5、光纤线;6、光纤***量;7、玻璃管;8、支架;9、胶水。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
除非另外定义,本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例
如图1所示,一种新型光纤直熔准直器制作方法,实例准直器参数:束腰光斑直径为660um,工作距离为70mm,光纤MFD=10um@1550nm, NA=0.14,材料使用融石英。光学设计结果为C透镜曲率半径R=1.5034, T=4.9mm,工作距离70mm,发散角2.98mrad,具体制作包括以下步骤:
如图2所示,步骤一:制备带保护件的光纤线5,保护件采用端帽3,其中端帽3可以使用石英玻璃丝,还可以使用光纤。这里选取 125um的石英玻璃丝作为端帽3,在光纤线5上的去涂覆层后的包层 2端部熔接一定长度的端帽3,端帽3长度根据光纤的数值孔径来计算确定,其公式为,
端帽3最大长度Lmax=125/(2*NA)=535.7um,根据上述可知端帽 3长度越短越好,控制端帽3长度L≦100um,其中L代表端帽长度,NA为光纤数值孔径;其端帽3长度越短越好,避免光超出端帽3边沿。
步骤二:计算光纤***量6,测量得到C透镜4的实际厚度T’,其中C透镜4可以用渐变折射率G透镜来代替。因为C透镜4在加工时厚度和曲率都存在误差,为了消除这些加工误差,将光纤线5远离端帽3的一端接入1550nm的光源,将端帽3居中并紧靠在C透镜4 的平面上,通过光斑仪测量输出光斑束腰的位置P,根据束腰位置P 和实测透镜厚度T’,算出C透镜4实际焦距F,进而计算出当满足束腰位置在35mm处(即工作距离为70mm)时,带端帽3的光纤需*** C透镜4深度δ(即光纤***量),在测得C透镜厚度和光纤紧靠C 透镜时的当前熔接前的实际束腰的位置后,可以反推出C透镜的实际曲率半径R,根据反推出的C透镜实际R和理想束腰位置,即可得到理想情况下的透镜厚度,那么***量等于实测的C透镜厚度减去理想的透镜厚度。根据实测厚度和束腰位置计算出的***量6,能有效补偿C透镜4的加工的加工误差,如厚度和曲率误差等,进而降低C透镜的加工要求。光纤***量6的数值可以软件进行计算。可以采用包括但不限于ZEMAX软件完成上述计算,
步骤三:光纤熔接,将带有端帽3的光纤线5的端帽部熔接在C 透镜4上,熔接时将功率、熔接位置和行进速度等因素调至合适状态,其合适状态的工艺参数因设备和工艺不同而异,可以根据实际使用情况确定,并根据其设定熔接程序,C透镜4熔融状态下,将带有端帽 3的光纤线5的端帽部***到C透镜4里面,并达到互熔,其***的距离为步骤二中计算的光纤***量6,得到的其工作距离和发散角。其设计结果为R1.5034,T=4.9mm。根据上述制备方法制作出来的新型光纤直熔准直器,其性能得到提高,且降低了生产成本。
如图3所示,步骤四:准直器制作,用固定装置将步骤三中熔接后的光纤线进行固定,固定装置包括但不限于支架8,再用封装管将光纤线5、支架8和C透镜4进行封装,封装管可以包括玻璃管7,还可以包括不锈钢管。使用胶水9将光纤线5与支架8粘接固定。直熔准直器光纤线带有端帽3和C透镜4熔接,能有效避免***C透镜时对纤芯的损害,保证了光斑质量(如椭圆度),且有效保证了保偏准直器的偏振消光比。
对得到的装置利用现有技术进行检测,实验数据检测证明采用上述方法制作出来的新型光纤直熔准直器的椭圆度能达到95%以上,偏振消光比25dB以上。
利用现有的制作装置的技术,采用相同尺寸进行制作,检测对比实验,实验数据证明单纯的无端帽熔接的准直器,其椭圆度小于90%,消光比小于20dB。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种新型光纤直熔准直器制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:制备带保护件的光纤线,在光纤线(5)上的去涂覆层后的包层(2)端部熔接保护件,确定保护件长度;
步骤二:计算光纤***量(6),将步骤一制备的带有保护件的光纤线(5)居中并紧靠在C透镜(4)上,通过光斑仪测量输出光斑束腰的位置,测量出透镜的厚度,从而计算光纤***量(6);
步骤三:光纤熔接,将带有保护件的光纤线(5)的保护件部熔接在C透镜(4)上,熔接时将功率、熔接位置和行进速度因素调至合适状态,C透镜(4)熔融状态下,将带有保护件的光纤线(5)的保护件部***到C透镜(4)里面,并达到互熔,其***的距离为步骤二中计算的光纤***量(6),来保证准直器的工作距离和发散角;
步骤四:准直器制作,用固定装置将步骤三中熔接后的光纤线(5)进行固定,再用封装管将光纤线(5)、固定装置和C透镜(4)进行封装。
2.根据权利要求1所述的一种新型光纤直熔准直器制作方法,其特征在于,步骤一中保护件长度根据光纤线(5)的数值孔径来计算确定,其公式为,
L≦D/(2*NA)
其中L代表端帽长度,NA为光纤数值孔径,D为端帽直径。
3.根据权利要求1所述的一种新型光纤直熔准直器制作方法,其特征在于,步骤一中保护件采用端帽(3),所述端帽(3)为石英玻璃丝或光纤。
4.根据权利要求1所述的一种新型光纤直熔准直器制作方法,其特征在于,步骤二中通过计算获得理想光斑时光纤线需要***C透镜的光纤***量(6),光纤***量(6)的数值通过软件进行计算。
5.根据权利要求1所述的一种新型光纤直熔准直器制作方法,其特征在于,步骤三中熔接时功率、熔接位置和行进速度因素的合适状态根据使用设备进行确定。
6.根据权利要求1所述的一种新型光纤直熔准直器制作方法,其特征在于,步骤三中准直器的工作距离和发散角根据准直器型号进行确定。
7.根据权利要求1所述的一种新型光纤直熔准直器制作方法,其特征在于,步骤四中所述固定装置采用支架(8),通过胶水(9)将所述支架(8)与所述光纤线(5)粘接固定。
8.根据权利要求1所述的一种新型光纤直熔准直器制作方法,其特征在于,步骤四中所述封装管为玻璃管(7)或不锈钢管。
9.根据权利要求1所述的一种新型光纤直熔准直器制作方法,其特征在于,步骤二、步骤三和步骤四中的所述C透镜(4)代替为渐变折射率G透镜。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110931349.7A CN113759467B (zh) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | 一种新型光纤直熔准直器制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110931349.7A CN113759467B (zh) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | 一种新型光纤直熔准直器制作方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113759467A true CN113759467A (zh) | 2021-12-07 |
CN113759467B CN113759467B (zh) | 2024-02-20 |
Family
ID=78789274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110931349.7A Active CN113759467B (zh) | 2021-08-13 | 2021-08-13 | 一种新型光纤直熔准直器制作方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113759467B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004061887A (ja) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Kyocera Corp | ファイバーレンズ |
JP2005202200A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Fujikura Ltd | 光ファイバコリメータ及び光部品 |
CN205038369U (zh) * | 2015-10-19 | 2016-02-17 | 福建福晶科技股份有限公司 | 一种新型高功率光纤准直器结构 |
CN106646897A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-10 | 湖北大学 | 用于侧壁输出环状光斑的光纤探针结构 |
US9678275B1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-06-13 | InnovaQuartz LLC | Efficient coupling of infrared radiation to renal calculi |
CN113237850A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-10 | 广州永士达医疗科技有限责任公司 | 一种用于oct的光纤准直器、制作方法以及oct设备 |
-
2021
- 2021-08-13 CN CN202110931349.7A patent/CN113759467B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004061887A (ja) * | 2002-07-29 | 2004-02-26 | Kyocera Corp | ファイバーレンズ |
JP2005202200A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Fujikura Ltd | 光ファイバコリメータ及び光部品 |
CN205038369U (zh) * | 2015-10-19 | 2016-02-17 | 福建福晶科技股份有限公司 | 一种新型高功率光纤准直器结构 |
US9678275B1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-06-13 | InnovaQuartz LLC | Efficient coupling of infrared radiation to renal calculi |
CN106646897A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-05-10 | 湖北大学 | 用于侧壁输出环状光斑的光纤探针结构 |
CN113237850A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-08-10 | 广州永士达医疗科技有限责任公司 | 一种用于oct的光纤准直器、制作方法以及oct设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113759467B (zh) | 2024-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7421161B2 (en) | Optical power monitor and its manufacturing method | |
US5340371A (en) | Optical fiber splicing chuck | |
CN103246011B (zh) | 扩束光纤及其制作方法 | |
CN108469652B (zh) | 一种光学模式适配器及其制备方法 | |
CN202837591U (zh) | 一种膜片式光纤激光耦合器 | |
CN205608241U (zh) | 一种光纤准直器 | |
CN104865646A (zh) | 一种大功率光纤准直器 | |
CN109387904B (zh) | 一种光纤激光合束器及其制造方法 | |
CN113759467A (zh) | 一种新型光纤直熔准直器制作方法 | |
CN204790068U (zh) | 一种大功率光纤准直器 | |
CN114384631B (zh) | 一种烧结熔融980-1550nm光隔离器制作方法 | |
JP2843417B2 (ja) | 光結合回路に用いるファイバ結合用パイプの製造方法 | |
CN210572869U (zh) | 一种可承受高功率的光纤准直器 | |
CN203337850U (zh) | 扩束光纤 | |
CN114924353B (zh) | 一种氟碲酸盐玻璃光纤与石英光纤的低损耗熔接方法 | |
CN212011588U (zh) | 融合激光输出头的激光加工头 | |
CN217133482U (zh) | 一种光纤激光器的准直器 | |
CN219162428U (zh) | 光纤跳线结构和加工工装 | |
CN220171297U (zh) | 一种光纤分束器 | |
CN217238444U (zh) | 一种即插即用的保偏激光准直输出头 | |
CN102809783B (zh) | 一种膜片式光纤激光耦合器 | |
CN116931174A (zh) | 实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法及产品 | |
JPH09211274A (ja) | レーザダイオードモジュールの製造方法 | |
US11022754B2 (en) | Methods for processing a two row multi-fiber ferrule | |
JPH03291608A (ja) | レセプタクル形光半導体結合器の構造 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |