專利名稱：光纖耦合檢測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是涉及激光耦合至光纖傳輸?shù)鸟詈蠈实囊环N光纖耦合檢測器。
已有技術(shù)，許多激光設(shè)備需要通過光纖做為柔性導(dǎo)光系統(tǒng)，傳輸激光功率或能量，以實現(xiàn)激光治療、加工、測量的應(yīng)用功能?？苫Q的光纖系統(tǒng)的插頭與激光器主機上插座相連接，由光纖耦合器將激光束會聚在光纖入射端面，再耦合進入光纖，其會聚的焦斑與纖芯入射面同心的對準是至關(guān)重要的。通常對兩者是否對準的檢測是用放大鏡從側(cè)面目視光束耦合焦斑與光纖端面的同心狀況，以指導(dǎo)耦合透鏡的調(diào)整。由于目視能看見的焦斑實際上是入射面對耦合光束散射時諸多散射中心的面集合，由于光纖的纖芯透光性能好，散射極小，致使其顯示的焦斑圖象微弱而不易辨認；而且側(cè)向目視對光的投影視差大，致使焦斑與纖芯圓面同心對準的同軸度偏差大，導(dǎo)致耦合調(diào)整既費時又不精確。
本實用新型的目的是針對上述光纖耦合對準調(diào)整時的困難，提出一種以光在兩種不同介質(zhì)中折射成像原理為基礎(chǔ)，能清晰顯示耦合器焦斑放大像，并可裝在光纖連接器插座上的耦合光路中，結(jié)構(gòu)簡單的耦合對準檢測器。
本實用新型的光纖耦合檢測器的結(jié)構(gòu)如附圖1所示，呈多重階梯圓柱形狀的鏡筒1，鏡筒1的細端為帶有細孔11的插針12，在插針12內(nèi)有成像圓柱體2，成像圓柱體2外表面與插針12內(nèi)壁之間有一層膠層13，膠層13將成像圓柱體2固定在插針12內(nèi)。成像圓柱體2是一端面為入射面21、另一端面為出射面22的光學(xué)元件。鏡筒1外側(cè)細端與粗端交接處靠近插針12的部位有外向止滑槽14。一固緊螺帽3的一端有與光纖插座相配的內(nèi)螺紋31、另一端有內(nèi)向止滑槽32，固緊螺帽3與鏡筒1兩者之間借助置于止滑槽14、32之間的止滑卡圈4，使固緊螺帽3與鏡筒1是縱向止滑聯(lián)接。鏡筒1的粗端有外螺紋15.一調(diào)節(jié)筒5的一端即開口端有與鏡筒1外螺紋15相匹配的內(nèi)螺紋51、另一端有觀察孔52，調(diào)節(jié)筒5置于鏡筒1粗端，與鏡筒1之間借助于外螺紋15和內(nèi)螺紋51的調(diào)節(jié)使兩者之間作縱向可調(diào)節(jié)伸縮的連接。調(diào)節(jié)筒5的另一端有觀察孔52，在調(diào)節(jié)筒5內(nèi)貼近觀察孔52的部位置有觀察鏡6，觀察鏡6朝向鏡筒1內(nèi)的一面是刻有圓環(huán)標記61的成像面62、朝向鏡筒1外的另一面有衰減膜63，在觀察鏡6成像面62的一側(cè)有壓圈7，壓圈7的外螺紋71與調(diào)節(jié)筒5內(nèi)側(cè)相應(yīng)部位的內(nèi)螺紋51的螺紋相匹配，靠壓圈7將觀察鏡6緊固在調(diào)節(jié)筒5的觀察孔52端。
成像圓柱體2和觀察鏡6均為光學(xué)元件，由光學(xué)玻璃加工而成，觀察鏡6的直徑D6大于調(diào)節(jié)筒5觀察孔52的直徑D5，即D6＞D5，成像圓柱體2的直徑D2比光纖芯直徑D0的尺寸大，即D2＞D0，入射面21為模擬光纖入射面的光學(xué)平面，出射面22為球形折射面。出射面22對耦合到入射面21上的焦斑起放大成像作用，入射面21與插針12端面是平齊的。成像圓柱體2將耦合焦斑放大成像在觀察鏡6的成像面62上，成像面62為毛面，其上刻有嵌黑圓環(huán)標記61，當調(diào)節(jié)光纖耦合時，用來比較耦合焦斑像的同心程度，觀察鏡6的另一面是對指示光波長鍍衰減介質(zhì)膜的光學(xué)衰減膜63，具有對激光防護作用。觀察鏡6的直徑D6大于成像圓柱體2的直徑D2，即D6＞D2，而且觀察孔52的直徑D5也大于成像圓柱體2的直徑D2，即D5＞D2，所以D6＞D5＞D2。鏡筒1與調(diào)節(jié)筒5間的拉伸調(diào)節(jié)，保證成像面62上成像清晰。鏡筒1的插針12和固緊螺帽3，按IEC標準中SMA905光纖連接器的插頭尺寸參數(shù)制作，具有可互換性。固緊螺帽3的內(nèi)螺紋31為1/4-36-UNS-2B，它的作用是當本光纖耦合檢測器接入光纖耦合光路，進行檢測時，將其緊固在SMA905光纖連接插座上。
本光纖耦合檢測器具有如下優(yōu)點構(gòu)件簡單輕小，可裝在光纖連接器插座上精確檢測耦合對準纖芯狀況，使光纖耦合的調(diào)整快捷容易。成像圓柱體2不僅模擬光纖入射面，顯示耦合焦斑大小和位置，還起到對其放大成像的透鏡作用，與用已有技術(shù)凸透鏡成像相比，則縮短了光路尺度。觀察鏡6刻劃有圓環(huán)標志61，可提高耦合焦斑同心對準精度，對指示光波長鍍有衰減膜63，對人眼有防護作用。對投入運行的激光整機，在調(diào)換光纖系統(tǒng)時，可先行用此耦合檢測器檢測激光耦合光路是否因日久光路變動使耦合失調(diào)，避免出現(xiàn)失調(diào)的耦合焦斑偏離纖芯而燒壞光纖插頭的損失。


圖1是光纖耦合檢測器的結(jié)構(gòu)圖。
實施例參照圖1結(jié)構(gòu)的光纖耦合檢測器，成像圓柱體2采用K9光學(xué)玻璃材料的直徑D2＝2mm圓柱體，長10mm，入射面21為光學(xué)平面，出射面22為曲率半徑R＝2.72mm的光學(xué)球面。鏡筒1的插針12、緊固螺帽3和止滑卡圈4均按SMA905標準光纖連接器插頭尺寸的要求制作，插針12上的細孔11為φ1通孔。鏡筒1總長31.5mm，階梯中空圓柱直徑分別為φ4mm、φ7mm，其鏡筒1的外螺紋15與調(diào)節(jié)筒5上的內(nèi)螺紋均為M7×0.5。調(diào)節(jié)筒5長17mm，外徑φ9，觀察孔52的直徑D5＝4mm，軸向伸縮調(diào)節(jié)±2.5mm。觀察鏡6的直徑D6＝6mm的光學(xué)平鏡，厚1mm，成像面62的表面粗糙度0.5-1μm，在其上刻槽嵌黑φ2、φ4同心圓環(huán)標記61，衰減膜63是對632.8nm波長鍍透過率10％的光學(xué)介質(zhì)膜。壓圈7外螺紋71為M7×0.5，通光孔徑大于φ4mm，具有上述元件主要參數(shù)的光纖耦合檢測器，其放大倍率4×能夠準確檢測光纖總直徑D0≤1mm的光纖入射端面上的光纖耦合焦斑的對準狀況，檢測器最大外形尺寸為φ9mm×38mm。是一種小巧實用的光纖耦合檢測器。
權(quán)利要求1.一種光纖耦合檢測器，含有成像鏡和觀測鏡，其特征在于具體結(jié)構(gòu)是(1)一呈階梯圓柱形的鏡筒(1)，它的細端是帶有細孔(11)的插針(12)，粗端有外螺紋(15)，在粗端與細端交接處有外向止滑槽(14)；(2)置于插針(12)內(nèi)有成像圓柱體(2)，成像圓柱體(2)與插針(12)內(nèi)壁之間有一膠層(13)；(3)固緊螺帽(3)一端有與光纖插座相配的內(nèi)螺紋(31)，另一端有內(nèi)向止滑槽(32)，內(nèi)向止滑槽(32)與鏡筒(1)的外向止滑槽(14)相對之間有止滑卡圈(4)；(4)置于鏡筒(1)粗端有一端帶有與鏡筒(1)外螺紋(15)相配的內(nèi)螺紋(51)的調(diào)節(jié)筒(5)，調(diào)節(jié)筒(5)的另一端有觀察孔(52)；(5)調(diào)節(jié)筒(5)內(nèi)貼近觀察孔(52)有由壓圈(7)固緊的觀察鏡(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的檢測器，其特征在于成像圓柱體(2)的一端面為光學(xué)平面的入射面(21)，另一端面為球形折射面的出射面(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的檢測器，其特征在于觀察鏡(6)對著成像圓柱體(2)的一面是帶有圓環(huán)標記(61)毛面的成像面(62)，觀察鏡(6)的另一面上帶有衰減膜(63)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的檢測器，其特征在于成像圓柱體(2)的直徑D2大于光纖總直徑D0，即D2＞D0。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的檢測器，其特征在于觀察鏡6的直徑D6大于成像圓柱體(2)的直徑D2，即D6＞D2。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的檢測器，其特征在于觀察鏡(6)的直徑D6大于調(diào)節(jié)筒(5)上的觀察孔(52)的直徑D5，即D6＞D5。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的檢測器，其特征在于調(diào)節(jié)筒(5)上的觀察孔(52)的直徑D5大于成像圓柱體(2)的直徑D2，即D5＞D2。
專利摘要一種檢測光束耦合焦斑與光纖端面同心狀況的光纖耦合檢測器含有一呈階梯圓柱形的鏡筒,在鏡筒細端插針內(nèi)有成像圓柱體,在鏡筒粗端有與鏡筒螺紋連接的調(diào)節(jié)筒,貼近調(diào)節(jié)筒觀察孔內(nèi)有觀察鏡,鏡筒的細端與粗端交接處有滑動連接的一端有與光纖插座相配內(nèi)螺紋的固緊螺帽。本新型檢測器的整體構(gòu)件簡單輕小,檢測準確,調(diào)整快捷容易。
文檔編號G02B6/24GK2284406SQ9623076
公開日1998年6月17日 申請日期1996年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月25日
發(fā)明者趙繼然, 王鳳云, 韓放華 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所