一种光纤输入端结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种光纤输入端结构。
【背景技术】
[0002] 当高功率激光耦合进入光纤时，若入射光光斑尺寸大于光纤纤芯直径或入射角度 超过光纤的数值孔径角，就会有部分光进入光纤包层。在包层中传输的光在入射端泄露后 会转化成热量，从而损伤光纤头；若在传输过程中被涂覆层吸收，也会转换成热量，从而损 伤光纤。
[0003] 图1示出了现有的一种光纤输入端结构的示意图，由美国专利US20100195957A1 所公开，如图1所示，该专利在光纤外部套透明套管保护光纤。光纤表面要进行粗糙化预处 理，或在光纤与透明套管之间填充材料（填充材料折射率等于或大于包层折射率）；透明套 管的折射率等于或大于包层折射率，外表面粗糙化处理，且其长度足够长，使得包层中的残 余光在到达连接头尾部之前能够溢出光纤。该发明使得辐射光以光的形式离开连接头，而 不会产生热量，避免了对连接头的热损伤。
[0004] 该方案存在的问题是：对光纤进行粗糙化处理后，光纤表面可能会留下微裂纹，影 响其长期工作的可靠性；结构复杂。而且溢出光可能烧毁光纤与透明套管之间填充材料，部 件的可靠性存在风险。
[0005] 图2示出了现有的另一种光纤输入端结构的示意图，由美国专利 US20120262938A1所公开，如图2所示，在裸光纤的前端有一段长度为L的纤芯延长区域，该 纤芯延长区域可通过腐蚀或其它工艺去除裸光纤前端的包层来实现。纤芯延长区域也可以 保留一定厚度的包层，例如厚度小于包层直径的1/3,1/5,1/10,1/20,或1/100。通过这种 方式，能够基本上消除由于光斑尺寸过大或方向偏离而耦合到光纤包层中的光。
[0006] 该方案存在的问题是：需要对光纤进行包层腐蚀，腐蚀后的光纤变脆弱，影响长期 可靠性，且腐蚀后的光纤无法再进行切割、研磨等工艺加工；为消除入射光通过包层末端端 面（107面）进入光纤包层，还需要对该面进行粗糙化或镀反射膜等工艺处理，加工难度大。
【发明内容】
[0007] 鉴于上述问题，本发明提供了一种光纤输入端结构，以解决上述问题或者至少部 分地解决上述问题。
[0008] 依据本发明的一个方面，提供了一种光纤输入端结构，该光纤输入端结构包括：第 一光纤和第二光纤；
[0009] 所述第一光纤与所述第二光纤的中心轴共轴，所述第一光纤的一端作为光输入 端，所述第一光纤的另一端与所述第二光纤接合；
[0010] 所述第一光纤包括：第一光纤纤芯和包裹在第一光纤纤芯外的第一光纤第一包 层；所述第二光纤包括：第二光纤纤芯和包裹在第二光纤纤芯外的第二光纤第一包层；
[0011] 所述第一光纤第一包层的直径大于所述第二光纤第一包层的直径，且二者的差值 大于第一预设阈值；
[0012] 所述第一光纤纤芯的直径小于或等于所述第二光纤纤芯的直径，且二者的差值小 于第二预设阈值。
[0013] 可选地，该光纤输入端结构进一步包括：包裹在所述第一光纤第一包层外的第一 光纤第二包层。
[0014] 可选地，所述第一光纤第一包层的直径从预设位置处开始逐渐均匀减小，直至所 述第一光纤与所述第二光纤的接合处。
[0015] 可选地，该光纤输入端结构进一步包括：端帽；
[0016] 所述端帽的一端镀有增透膜，所述端帽的另一端与所述第一光纤的一端接合，所 述端帽的材质为石英或玻璃，所述端帽的直径大于所述第一光纤纤芯的直径。
[0017] 可选地，该光纤输入端结构进一步包括：套管；
[0018] 所述套管套置于所述第一光纤和所述第二光纤上，所述套管的材质为金属或玻 璃；
[0019] 当所述套管的材质为金属时，所述套管内侧与所述第二光纤第一包层的外侧形成 的空隙中以胶进行填充；
[0020] 当所述套管的材质为玻璃时，所述套管内侧与所述第二光纤第一包层的外侧形成 的空隙中以胶进行填充，或者，所述套管内侧与所述第二光纤第一包层的外侧通过激光或 者电弧焊接固定。
[0021] 可选地，所述第一光纤的一端的端面上镀有增透膜。
[0022] 可选地，所述第一光纤的另一端与所述第二光纤通过电极放电熔接、激光加热熔 接或胶黏剂粘接的方式接合。
[0023] 可选地，所述第一光纤第一包层的直径与第一光纤纤芯的直径的比值为1. 1~ 50；
[0024] 所述第一光纤纤芯的直径与所述第二光纤纤芯的直径的差值等于所述第一光纤 与所述第二光纤的共轴精度的2倍。
[0025] 可选地，所述第一光纤的长度为1mm~3000mm。
[0026] 可选地，所述第一光纤为单模光纤或者多模光纤；所述第二光纤为单模光纤或者 多模光纤；
[0027] 所述第一光纤为纤芯和包层为D形或方形的异形截面光纤，或者，所述第一光纤 为光子晶体光纤；
[0028] 所述第二光纤为纤芯和包层为D形或方形的异形截面光纤，或者，所述第二光纤 为光子晶体光纤。
[0029] 由上述可知，本发明提供的高功率光纤的输入端结构在光纤前端接合一段大直径 光纤，从机械结构上可以看出，该光纤输入端结构具有结构简单、工艺上易于实现、可靠性 高、可实施性强等优势；从工作原理可以看出，该光纤输入端结构可以有效地剥除进入光纤 的包层中的光，且剥除的光以光的形式溢出，而不会转化为热量，不会产生热效应，避免了 热效应对光纤造成的热损伤。
【附图说明】
[0030] 图1不出了现有的一种光纤输入端结构的不意图；
[0031] 图2示出了现有的另一种光纤输入端结构的示意图；
[0032] 图3示出了根据本发明实施例一的一种光纤输入端结构的示意图；
[0033] 图4A示出了根据本发明一个实施例的入射光进入光纤输入端结构的光路示意 图；
[0034] 图4B示出了根据本发明另一个实施例的入射光进入光纤输入端结构的光路示意 图；
[0035] 图5示出了根据本发明实施例二的一种光纤输入端结构的示意图；
[0036] 图6示出了根据本发明实施例三的一种光纤输入端结构的示意图；
[0037] 图7示出了根据本发明实施例四的一种光纤输入端结构的示意图；
[0038] 图8示出了根据本发明实施例五的一种光纤输入端结构的示意图。
【具体实施方式】
[0039] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方 式作进一步地详细描述。
[0040] 图3示出了根据本发明实施例一的一种光纤输入端结构的示意图。如图3所示，该 光纤输入端结构包括：第一光纤1和第二光纤2 ;第一光纤1与第二光纤2的中心轴共轴， 第一光纤1的一端作为光输入端，第一光纤1的另一端与第二光纤接合。
[0041] 第一光纤1包括：第一光纤纤芯和包裹在第一光纤纤芯外的第一光纤第一包层； 第二光纤2包括：第二光纤纤芯和包裹在第二光纤纤芯外的第二光纤第一包层。其中，第 一光纤第一包层的直径0:1大于第二光纤第一包层的直径04,二者的差值大于第一预设阈 值；所述第一光纤纤芯的直径02小于或等于第二光纤纤芯的直径03,二者的差值小于第 二预设阈值。
[0042] 可见，在图3所示的光纤输入端结构中，第一光纤第一包层的直径大于第二光纤 第一包层的直径，使得进入到第一光纤第一包层中的光大部分会在第一光纤与第二光纤的 结合处离开第一光纤和第二光纤而溢出到外部空间中，很小部分的光进入到第二光纤第一 包层中，提高了光