一种即插式激光器输出光缆接口的制作方法

本实用新型涉及光通信领域，具体涉及一种即插式激光器输出光缆接口。

背景技术：

近几年，伴着制造业工业4.0的建设，激光器，特别是光纤激光器，作为一种新型的智能化材料加工处理方式，正不断取代传统制造业，并迎来了一个蓬勃发展期。

在激光加工过程中，能量被集中在很小的百微米级圆斑中，能量的高度集中使得对作业环境有很高的要求，然而实际现场的洁净度并不高，激光器输出光缆常常会在使用的过程中出现烧斑等情况，返修较频繁。又因为激光器在更换输出光缆的时候是通过光纤熔接来实现的，需要使用到高精密的专用设备，并且对操作员的要求较高，故一般激光器输出光缆的更换需要返厂维修，维修周期长，维护成本高。专利“一种便于更换激光输出光缆和指示器的光纤激光器系统及其维护方法”，设计了一个熔接点独立封装盒，并将封装盒置于激光器外部，其实现了激光输出光缆的现场维护，但是依然摆脱不了高精密的熔接设备和高难度的人员操作。

综上所述，现有的维修方式存在以下几个缺点：

1.维修要求高，需要专用的高精密设备；

2.维修难度大，需要专业受过培训的人员操作；

3.维修周期长，一般需要将激光器返回原厂进行维修；

4.维护成本高。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种即插式激光器输出光缆接口，以克服上述现有技术中的不足。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种即插式激光器输出光缆接口，包括接口主体单元以及以插接方式分别连接在其两端的输入单元和输出单元；

输入单元包括输入光纤、输入固定件和准直透镜石英柱，输入固定件的前端与接口主体单元相插接，准直透镜石英柱设置在输入固定件的前端，输入光纤的两端分别与激光器输出光纤和准直透镜石英柱的一端相连，准直透镜石英柱远离输入光纤的一端为第一曲面；

输出单元包括输出光纤、输出固定件、聚焦透镜石英柱和激光光缆输出头，输出固定件的前端与接口主体单元相插接，聚焦透镜石英柱设置在输出固定件的前端，输出光纤的两端分别与激光光缆输出头和聚焦透镜石英柱的一端相连，聚焦透镜石英柱远离输出光纤的一端为第二曲面。

本实用新型的有益效果是：利用空间光耦合的方式，对激光器输出的发散光经准直透镜石英柱和聚焦透镜石英柱进行准直和聚焦，最后耦合进输出光纤中，即插即用，快速维护，摆脱了传统高精密熔接设备，降低了操作难度，降低了维护成本，另外，能将有害的回返光滤除，提高了激光器整体的抗回返能力。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，第一曲面的曲率半径等于第二曲面的曲率半径；成对称设计，实现方便。

进一步，第一曲面和第二曲面上均设有增透膜，激光耦合效率高。

进一步，准直透镜石英柱和聚焦透镜石英柱均为熔石英透镜。

进一步，准直透镜石英柱远离第一曲面的一端具有第一梯形柱，输入光纤与第一梯形柱熔接；聚焦透镜石英柱远离第二曲面的一端具有第二梯形柱，输出光纤与第二梯形柱熔接。

进一步，输出单元还包括光纤铠甲，位于输出固定件与激光光缆输出头之间的输出光纤装配在光纤铠甲内。

进一步，接口主体单元包括接口主体外壳以及分别固定在其两端的输入插口和输出插口，输入固定件与输入插口相插接，输出固定件与输出插口相插接。

进一步，输入固定件的外圆周面上设有第一固定锁槽，输入插口的内壁面上设有第一固定锁销，输入固定件插入到输入插口内后第一固定锁销卡入第一固定锁槽内；

输出固定件的外圆周面上设有第二固定锁槽，输出插口的内壁面上设有第二固定锁销，输出固定件插入到输出插口内后第二固定锁销卡入第二固定锁槽内，实现接口的快速稳定插拔，即插即用。

进一步，接口主体单元还包括温度传感器、水冷输入接口和水冷输出接口，接口主体外壳上设有插槽，温度传感器设置在插槽内；接口主体外壳内部设有水冷通道，接口主体外壳上设有与水冷通道相连通的水冷输入螺纹孔和水冷输出螺纹孔，水冷输入接口和水冷输出接口分别旋在水冷输入螺纹孔和水冷输出螺纹孔中，在设备运行中，外接水冷机，对接口进行散热，确保了设备的稳定运行，设计安装有温度传感器，对接口进行过热保护，确保了设备的稳定运行。

附图说明

图1为本实用新型所述即插式激光器输出光缆接口的结构示意图；

图2为本实用新型所述输入单元的结构示意图；

图3为本实用新型所述接口主体单元的结构示意图；

图4为本实用新型所述输出单元的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1，如图1、图2、图3、图4所示，一种即插式激光器输出光缆接口，包括接口主体单元2、输入单元1和输出单元3，其中，输入单元1以插接方式连接在接口主体单元2的输入端，而输出单元3以插接方式连接在接口主体单元2的输出端；

输入单元1包括输入光纤110、输入固定件120和准直透镜石英柱130，输入固定件120的前端与接口主体单元2相插接，准直透镜石英柱130设置在输入固定件120的前端，输入光纤110的两端分别与激光器输出光纤和准直透镜石英柱130的一端相连，准直透镜石英柱130远离输入光纤110的一端为第一曲面131；

输出单元3包括输出光纤310、输出固定件320、聚焦透镜石英柱330和激光光缆输出头340，输出固定件320的前端与接口主体单元2相插接，聚焦透镜石英柱330设置在输出固定件320的前端，输出光纤310的两端分别与激光光缆输出头340和聚焦透镜石英柱330的一端相连，聚焦透镜石英柱330远离输出光纤310的一端为第二曲面331，激光以一定的发散角从输入光纤110进入准直透镜石英柱130，经准直透镜石英柱130的第一曲面131输出为准直光，聚焦透镜石英柱330将空间中的激光耦合进输出光纤310的纤芯中。

如图1、图2、图3、图4所示，实施例2，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，具体如下：

第一曲面131的曲率半径等于第二曲面331的曲率半径，第一曲面131上设有增透膜，第二曲面331上设有增透膜，准直透镜石英柱130和聚焦透镜石英柱330为相同规格参数的熔石英透镜。

如图1、图2、图3、图4所示，实施例3，本实施例为在实施例1或2的基础上所进行的进一步改进，具体如下：

准直透镜石英柱130远离第一曲面131的一端具有第一梯形柱132，输入光纤110与第一梯形柱132熔接；聚焦透镜石英柱330远离第二曲面331的一端具有第二梯形柱332，输出光纤310与第二梯形柱332熔接，第一梯形柱132和第二梯形柱332的斜边均优选倾斜45°。

如图1、图2、图3、图4所示，实施例4，本实施例为在实施例1或2或3的基础上所进行的进一步改进，具体如下：

输出单元3还包括光纤铠甲350，位于输出固定件320与激光光缆输出头340之间的输出光纤310装配在光纤铠甲350内。

如图1、图2、图3、图4所示，实施例5，本实施例为在实施例1或2或3或4的基础上所进行的进一步改进，具体如下：

接口主体单元2包括接口主体外壳220以及分别固定在其两端的输入插口210和输出插口230，输入固定件120与输入插口210相插接，输出固定件320与输出插口230相插接。输入固定件120的外圆周面上设有第一固定锁槽121，输入插口210的内壁面上设有第一固定锁销211，输入固定件120插入到输入插口210内后第一固定锁销211卡入第一固定锁槽121内；输出固定件320的外圆周面上设有第二固定锁槽321，输出插口230的内壁面上设有第二固定锁销231，输出固定件320插入到输出插口230内后第二固定锁销231卡入第二固定锁槽321内。

接口主体单元2还包括温度传感器240、水冷输入接口250和水冷输出接口260，接口主体外壳220上设有插槽221，温度传感器240设置在插槽221内，温度传感器240设有温度开关，当接口主体单元2温度超过60°时，温度传感器240断开保护；接口主体外壳220内部设有水冷通道222，接口主体外壳220上设有与水冷通道222相连通的水冷输入螺纹孔223和水冷输出螺纹孔224，水冷输入接口250和水冷输出接口260分别旋在水冷输入螺纹孔223和水冷输出螺纹孔224中，设备运行时，水冷输入接口250外接水冷机，为接口制冷，水冷输出接口260靠近接口主体外壳220的输出端。接口主体外壳220优选采用高导热系数金属加工而成。

接口主体单元2还包括主体固定板270，主体固定板270设置在接口主体外壳220上，主体固定板270用于将接口主体外壳220固定在激光器机箱上。

输入固定件120前端开有两个准直透镜石英柱固定点胶孔122，两个准直透镜石英柱固定点胶孔122分居输入固定件120前端两侧，输入固定件120后端设有输入光纤固定点胶孔123，熔接有准直透镜石英柱130的输入光纤110从输入固定件120前端穿入，尾端穿出，准直透镜石英柱130适配在输入固定件120限位槽中；准直透镜石英柱固定点胶孔122注入胶水，固定准直透镜石英柱130；输入光纤固定点胶孔123注入胶水，固定输入光纤110。

输出固定件320前端开有两个聚焦透镜石英柱固定点胶孔322，两个聚焦透镜石英柱固定点胶孔322分居输出固定件320前端两侧；输出固定件320后端设有输出光纤固定点胶孔。熔接有聚焦透镜石英柱330的输出光纤310从输出固定件320前端穿入，后端穿出，聚焦透镜石英柱330适配在输出固定件320的限位槽中；聚焦透镜石英柱固定点胶孔322注入胶水，固定聚焦透镜石英柱330；输出光纤固定点胶孔注入胶水，固定输出光纤310。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。