專利名稱：多分支石英光導(dǎo)纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種多分支石英光導(dǎo)纖維，是一種能快速耦合的新型石英光纖制品，涉及到纖維光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
隨著激光技術(shù)及其應(yīng)用的發(fā)展，多分支光纖已成為不可缺少的主要配件，與大功率激光器配合使用，可廣泛應(yīng)用于激光醫(yī)療、傳感器、程序控制、檢測等方面。若用于激光醫(yī)療，可對人體進(jìn)行多穴位照射和針灸，或同時對幾個病人進(jìn)行治療，實現(xiàn)一機(jī)多用，提高設(shè)備利用率；用于傳感器時，可進(jìn)行多位測量，程序控制等。隨著激光事業(yè)的發(fā)展，多分支快速耦合石英光纖必將有更廣泛的應(yīng)用。以往的分支光纖大多采用多組份玻璃光纖集束分支的方法制作，即把若干根單絲光纖的一端集成一束，另一端分成幾股即集成幾小束；而后也曾經(jīng)有把數(shù)根石英光纖的端頭焊接在一起，即所謂端面熔接法來制作分支光纖的，但前者的缺點是由于填充率較低而影響了耦合效率，因而降低了輸出功率；后者的缺點是由于耦合件與激光束的對中及使其均勻分流，調(diào)正困難，各個分支光纖的輸出光不易調(diào)正均勻，重復(fù)性和互換性較差，用戶使用不便。
本實用新型的任務(wù)在于設(shè)計一種帶有“過渡光纖”的多分支石英光導(dǎo)纖維，采用過渡光纖的目的是為了達(dá)到“均勻分流”的目的，激光束通過聚焦鏡匯聚到“過渡光纖”的一端，然后在“過渡光纖”內(nèi)，經(jīng)過多次反射，使另一端的輸出光均勻化，其特點是耦合快，各個分支光纖的輸出光均勻，重復(fù)性及互換性好。
多分支石英光導(dǎo)纖維的結(jié)構(gòu)見附圖
①n分支石英光纖②分支石英光纖套管③聯(lián)接套管④過渡光纖⑤過渡光纖套管⑥外保護(hù)套管⑦耦合器⑧聚光鏡。
多分支石英光導(dǎo)纖維主要采用石英光導(dǎo)纖維作為過渡光纖④，以實現(xiàn)對n分支光導(dǎo)纖維①的“均勻分流”，為此，首先要選擇好過渡光纖④和分支光纖①的直徑匹配，二者分別為D和d，它們之間必須有一個適當(dāng)?shù)谋壤?，這樣才能實現(xiàn)“均勻分流”，同時又能達(dá)到最理想的耦合效果；其比例的確定必須同時考慮兩個方面1)以一定形狀集束在一起的各n分支光纖必須最大限度地接收到過渡光纖的輸出光；2)各n分支光纖接收到的光能量要基本一樣多；通常D／d＝(1.5～3.0)；若D／d太大或太小，則都損失光能量，使其耦合效率降低。以直徑為D的石英光纖作過渡光纖④，外層有套管⑤，直徑為d的n分支石英光纖①的一端集束在套管②內(nèi)，另一端則為n個分支的光纖的自由端供其使用，n通常為2～10支。
將套管②內(nèi)的n分支石英光纖①和套管⑤內(nèi)的石英過渡光纖的兩個端面分別拋光，使之平整光潔，然后在端面涂以光學(xué)匹配液，以減少端面反射，再進(jìn)行耦合，耦合時必須把n分支光纖①和過渡光纖④要“同軸對中”，不能偏移，以使得各n分支石英光纖輸出均勻，對接好以后，再用聯(lián)接套管③將其固定，然后將裝有過渡光纖④的套管⑤的另一端插入裝有聚光鏡⑧的耦合器⑦內(nèi)，使過渡光纖④的另一端的端面在聚光鏡⑧的焦點上，最外層有保護(hù)套管⑥，用環(huán)氧樹脂將其密封，使之成為一體。過渡光纖的長度 要適當(dāng)，若 太短，則達(dá)不到多次反射、均勻分流的效果；過渡光纖越長，則光在其中反射次數(shù)越多，越能均化，但太長了也沒什么必要，只要能達(dá)到“均勻分流”的目的即可。通常情況下，100mm以內(nèi)的“短”過渡光纖可以做成裝在金屬套管中的剛性過渡光纖，若100mm以上的過渡光纖，可做成外面復(fù)合有橡膠、塑料或金屬軟管的柔性過渡光纖，看其需要而定。所有套管和外保護(hù)管可用金屬制作如黃銅、鋁合金、不銹鋼等；也可用非金屬材料如工程塑料制作。
多分支石英光導(dǎo)纖維的特點是耦合快、各個分支光纖的輸出光均勻、能快速調(diào)整同軸對中、重復(fù)性和互換性好、適用性強(qiáng)、耦合效率達(dá)70％左右，不受激光器輸出光斑大小的影響，實現(xiàn)光能多路分流，提高設(shè)備利用率，便于遠(yuǎn)距離傳輸和集中管理。
實施例以n＝4的4分支石英光導(dǎo)纖維為例過渡光纖④的D為0.6mm，分支光纖①的d為0.3mm，即D＝2d，過渡光纖長度為30mm。套管②、③、⑤均用黃銅制作，外保護(hù)管采用工程塑料制作。采用功率為30毫瓦的氦氖激光束作為激光源，其耦合效率為70％。
權(quán)利要求1.一種多分支石英光導(dǎo)纖維，由聚光鏡、耦合器和光導(dǎo)纖維組成，其特征在于具有套管⑤的過渡光纖④和一端集束在套管②內(nèi)的n分支石英光纖①耦合；在耦合處用聯(lián)接套管③將其固定；具有套管⑤的過渡光纖④的另一端插入裝有聚光鏡⑧的耦合器⑦中，最外層有保護(hù)套管⑥，使其聯(lián)成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)纖維，其特征在于過渡光纖④為石英光導(dǎo)纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)纖維，其特征在于過渡光纖④可以是如下所述中的一種(A)剛性過渡光纖，(B)柔性過渡光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)纖維，其特征在于多分支石英光纖的n為2～10支。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)纖維，其特征在于套管和外保護(hù)管可以是如下所述中的一種A，黃銅管、B，鋁合金管、C，不銹鋼管、D，工程塑料管。
專利摘要一種多分支石英光導(dǎo)纖維，是一種能快速耦合的新型石英光纖制品，涉及到纖維光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于具有套管⑤的過渡光纖④和一端集來在套管②內(nèi)n分支石英光纖①耦合；在耦合處用連接套管③將其固定；具有套管⑤的過渡光纖④的另一端插入裝有聚光鏡⑧的耦合器中，最外層有保護(hù)套使其連成一體。其特點是耦合快，各個分支的輸出光均勻，重復(fù)性和互換性好，適用性強(qiáng)，耦合效率達(dá)70％左右，實現(xiàn)光能多路分流，提高設(shè)備利用率，便于遠(yuǎn)距離傳輸和集中管理。
文檔編號G02B6/26GK2068691SQ9021433
公開日1991年1月2日 申請日期1990年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月10日
發(fā)明者曾新華, 董鶴崟, 湯玲, 張貴順, 殷志東, 周詩瓊 申請人:國家建筑材料工業(yè)局南京玻璃纖維研究設(shè)計院