专利名称：光纤耦合检测器的制作方法
技术领域：
本实用新型是涉及激光耦合至光纤传输的耦合对准的一种光纤耦合检测器。
已有技术，许多激光设备需要通过光纤做为柔性导光系统，传输激光功率或能量，以实现激光治疗、加工、测量的应用功能。可互换的光纤系统的插头与激光器主机上插座相连接，由光纤耦合器将激光束会聚在光纤入射端面，再耦合进入光纤，其会聚的焦斑与纤芯入射面同心的对准是至关重要的。通常对两者是否对准的检测是用放大镜从侧面目视光束耦合焦斑与光纤端面的同心状况，以指导耦合透镜的调整。由于目视能看见的焦斑实际上是入射面对耦合光束散射时诸多散射中心的面集合，由于光纤的纤芯透光性能好，散射极小，致使其显示的焦斑图象微弱而不易辨认；而且侧向目视对光的投影视差大，致使焦斑与纤芯圆面同心对准的同轴度偏差大，导致耦合调整既费时又不精确。
本实用新型的目的是针对上述光纤耦合对准调整时的困难，提出一种以光在两种不同介质中折射成像原理为基础，能清晰显示耦合器焦斑放大像，并可装在光纤连接器插座上的耦合光路中，结构简单的耦合对准检测器。
本实用新型的光纤耦合检测器的结构如附图1所示，呈多重阶梯圆柱形状的镜筒1，镜筒1的细端为带有细孔11的插针12，在插针12内有成像圆柱体2，成像圆柱体2外表面与插针12内壁之间有一层胶层13，胶层13将成像圆柱体2固定在插针12内。成像圆柱体2是一端面为入射面21、另一端面为出射面22的光学元件。镜筒1外侧细端与粗端交接处靠近插针12的部位有外向止滑槽14。一固紧螺帽3的一端有与光纤插座相配的内螺纹31、另一端有内向止滑槽32，固紧螺帽3与镜筒1两者之间借助置于止滑槽14、32之间的止滑卡圈4，使固紧螺帽3与镜筒1是纵向止滑联接。镜筒1的粗端有外螺纹15.一调节筒5的一端即开口端有与镜筒1外螺纹15相匹配的内螺纹51、另一端有观察孔52，调节筒5置于镜筒1粗端，与镜筒1之间借助于外螺纹15和内螺纹51的调节使两者之间作纵向可调节伸缩的连接。调节筒5的另一端有观察孔52，在调节筒5内贴近观察孔52的部位置有观察镜6，观察镜6朝向镜筒1内的一面是刻有圆环标记61的成像面62、朝向镜筒1外的另一面有衰减膜63，在观察镜6成像面62的一侧有压圈7，压圈7的外螺纹71与调节筒5内侧相应部位的内螺纹51的螺纹相匹配，靠压圈7将观察镜6紧固在调节筒5的观察孔52端。
成像圆柱体2和观察镜6均为光学元件，由光学玻璃加工而成，观察镜6的直径D6大于调节筒5观察孔52的直径D5，即D6＞D5，成像圆柱体2的直径D2比光纤芯直径D0的尺寸大，即D2＞D0，入射面21为模拟光纤入射面的光学平面，出射面22为球形折射面。出射面22对耦合到入射面21上的焦斑起放大成像作用，入射面21与插针12端面是平齐的。成像圆柱体2将耦合焦斑放大成像在观察镜6的成像面62上，成像面62为毛面，其上刻有嵌黑圆环标记61，当调节光纤耦合时，用来比较耦合焦斑像的同心程度，观察镜6的另一面是对指示光波长镀衰减介质膜的光学衰减膜63，具有对激光防护作用。观察镜6的直径D6大于成像圆柱体2的直径D2，即D6＞D2，而且观察孔52的直径D5也大于成像圆柱体2的直径D2，即D5＞D2，所以D6＞D5＞D2。镜筒1与调节筒5间的拉伸调节，保证成像面62上成像清晰。镜筒1的插针12和固紧螺帽3，按IEC标准中SMA905光纤连接器的插头尺寸参数制作，具有可互换性。固紧螺帽3的内螺纹31为1/4-36-UNS-2B，它的作用是当本光纤耦合检测器接入光纤耦合光路，进行检测时，将其紧固在SMA905光纤连接插座上。
本光纤耦合检测器具有如下优点构件简单轻小，可装在光纤连接器插座上精确检测耦合对准纤芯状况，使光纤耦合的调整快捷容易。成像圆柱体2不仅模拟光纤入射面，显示耦合焦斑大小和位置，还起到对其放大成像的透镜作用，与用已有技术凸透镜成像相比，则缩短了光路尺度。观察镜6刻划有圆环标志61，可提高耦合焦斑同心对准精度，对指示光波长镀有衰减膜63，对人眼有防护作用。对投入运行的激光整机，在调换光纤系统时，可先行用此耦合检测器检测激光耦合光路是否因日久光路变动使耦合失调，避免出现失调的耦合焦斑偏离纤芯而烧坏光纤插头的损失。
图1是光纤耦合检测器的结构图。
实施例参照图1结构的光纤耦合检测器，成像圆柱体2采用K9光学玻璃材料的直径D2＝2mm圆柱体，长10mm，入射面21为光学平面，出射面22为曲率半径R＝2.72mm的光学球面。镜筒1的插针12、紧固螺帽3和止滑卡圈4均按SMA905标准光纤连接器插头尺寸的要求制作，插针12上的细孔11为φ1通孔。镜筒1总长31.5mm，阶梯中空圆柱直径分别为φ4mm、φ7mm，其镜筒1的外螺纹15与调节筒5上的内螺纹均为M7×0.5。调节筒5长17mm，外径φ9，观察孔52的直径D5＝4mm，轴向伸缩调节±2.5mm。观察镜6的直径D6＝6mm的光学平镜，厚1mm，成像面62的表面粗糙度0.5-1μm，在其上刻槽嵌黑φ2、φ4同心圆环标记61，衰减膜63是对632.8nm波长镀透过率10％的光学介质膜。压圈7外螺纹71为M7×0.5，通光孔径大于φ4mm，具有上述元件主要参数的光纤耦合检测器，其放大倍率4×能够准确检测光纤总直径D0≤1mm的光纤入射端面上的光纤耦合焦斑的对准状况，检测器最大外形尺寸为φ9mm×38mm。是一种小巧实用的光纤耦合检测器。
权利要求1.一种光纤耦合检测器，含有成像镜和观测镜，其特征在于具体结构是(1)一呈阶梯圆柱形的镜筒(1)，它的细端是带有细孔(11)的插针(12)，粗端有外螺纹(15)，在粗端与细端交接处有外向止滑槽(14)；(2)置于插针(12)内有成像圆柱体(2)，成像圆柱体(2)与插针(12)内壁之间有一胶层(13)；(3)固紧螺帽(3)一端有与光纤插座相配的内螺纹(31)，另一端有内向止滑槽(32)，内向止滑槽(32)与镜筒(1)的外向止滑槽(14)相对之间有止滑卡圈(4)；(4)置于镜筒(1)粗端有一端带有与镜筒(1)外螺纹(15)相配的内螺纹(51)的调节筒(5)，调节筒(5)的另一端有观察孔(52)；(5)调节筒(5)内贴近观察孔(52)有由压圈(7)固紧的观察镜(6)。
2.根据权利要求1的检测器，其特征在于成像圆柱体(2)的一端面为光学平面的入射面(21)，另一端面为球形折射面的出射面(22)。
3.根据权利要求1的检测器，其特征在于观察镜(6)对着成像圆柱体(2)的一面是带有圆环标记(61)毛面的成像面(62)，观察镜(6)的另一面上带有衰减膜(63)。
4.根据权利要求1的检测器，其特征在于成像圆柱体(2)的直径D2大于光纤总直径D0，即D2＞D0。
5.根据权利要求1的检测器，其特征在于观察镜6的直径D6大于成像圆柱体(2)的直径D2，即D6＞D2。
6.根据权利要求1的检测器，其特征在于观察镜(6)的直径D6大于调节筒(5)上的观察孔(52)的直径D5，即D6＞D5。
7.根据权利要求1的检测器，其特征在于调节筒(5)上的观察孔(52)的直径D5大于成像圆柱体(2)的直径D2，即D5＞D2。
专利摘要一种检测光束耦合焦斑与光纤端面同心状况的光纤耦合检测器含有一呈阶梯圆柱形的镜筒,在镜筒细端插针内有成像圆柱体,在镜筒粗端有与镜筒螺纹连接的调节筒,贴近调节筒观察孔内有观察镜,镜筒的细端与粗端交接处有滑动连接的一端有与光纤插座相配内螺纹的固紧螺帽。本新型检测器的整体构件简单轻小,检测准确,调整快捷容易。
文档编号G02B6/24GK2284406SQ9623076
公开日1998年6月17日 申请日期1996年9月25日 优先权日1996年9月25日
发明者赵继然, 王凤云, 韩放华 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所