专利名称：一种激光到光纤耦合头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光到光纤耦合头，特别涉及一种带有新型调谐装置 的激光到光纤耦合头。
背景技术：
激光到光纤耦合头是一种用于将入射激光耦合到光纤的装置。，图l是 激光耦合到光纤的光学原理图，从图中可以看出，入射的激光经过聚焦透
镜16的折射汇聚到光纤15的内部，最佳情况下垂直入射到光纤截面的中 心，从而达到通过光纤实现激光传送的目的。在这一过程中，要实现激光 的准确折射，需要注意两个问题 一是要准确调节聚焦透镜16与光纤15 的距离，以使得两者间的距离与聚焦透镜16的焦距相适应；二是要调节 入射激光与聚焦透镜16间的角度，以使得入射激光经过折射后可以到达 光纤15的最佳耦合位置。激光到光纤耦合头的作用就是实现上述的激光 耦合到光纤的耦合过程，并在耦合过程中完成对角度与距离的调节。
从激光到光纤耦合头的功能可以知道，耦合头的调谐精度是判断耦合 头质量优劣与耦合效率高低的关键。图2是现有技术中常见的激光到光纤 耦合头的侧视图，从图中可以看出，该耦合头主要包括光纤接入处1、水 平板2、调节螺丝3、基座6以及橡胶圏14。其中的水平板2中安装有聚 焦透镜，通过对光纤接入处1的旋转可调节水平板2与光纤间的距离，从 而达到调节聚焦透镜与光纤间距离的目的；而通过橡胶圈14与调节螺丝3 之间的配合，则可以实现对水平板2的调节，从而调整激光入射的角度。 该耦合头中所采用的橡胶圈14为环形橡胶圈，它被放置于水平板2与基 座6之间的中心位置，橡胶圈14除了可以配合调节螺丝3实现对激光入 射角度的调节外，还具有封闭激光传播路径的作用。
现有技术中的此类耦合头的缺点在于
1、耦合头中所采用的橡胶圈在一段时间后容易发生老化现象，使得 橡胶圈回复形变的张力和幅度减小，从而造成调节螺丝3上的螺紋和基座上 的螺孔的螺紋吻合紧密度降低，进而导致调节精度大大降低、调节的幅度变小，最终降低了耦合效率，影响激光到光纤耦合头的使用；
2、耦合头中所采用的橡胶圈的弹性系数不容易准确定制，增加了耦
合头调节的难度。
在申请号为2 574 702的加拿大申请中，对前述的采用橡胶圈调节焦 距与角度的激光到光纤耦合头有相关的说明。在现有技术中，还存在其它 类型的激光到光纤耦合头，但这些耦合头也存在着构造比较复杂，价格昂 贵，在规模化使用时不易降低成本的缺陷。
发明内容
因此，齐发明的任务是克服现有激光到光纤耦合^中由于部件老化产 生的调节精度降低的缺陷，从而提供一种调节精度高、结构简单的激光到 光纤耦合头。
为了实现上述目的，本发明提供了一种激光到光纤耦合头，包括光纤 接入处、基座以及调节装置；所述的调节装置包括水平板、调节螺丝以及 磁铁，其中，所述的光纤接入处连接到所述的水平板的一端，所述的水平 板与所述的基座之间安装有磁铁，所述的调节螺丝穿过所述的水平板安装 在所述的水平板与所述的基座之间；所述水平板上开有用于安装所述调节 螺丝的螺孔。
上述技术方案中，还包括用于封闭激光传播路径的封闭罩，所述的封 闭罩位于所述的水平板和所述的基座之间。
上述技术方案中，还包括用于锁定所述激光到光纤耦合头的耦合角度 的固定螺丝，所述的固定螺丝安装在所述水平板上。
上述技术方案中，所述的水平板上有一个圆柱状的凸起，所述凸起的 长度与直径与所述光纤接入处底端中心的圓孔相匹配，所述凸起与所述圆 孔间光滑连接。
上述技术方案中，所述的调节螺丝有三个，所述的三个调节螺丝在所 述的水平板上呈正三角形或等腰三角形分布。
上述技术方案中，所述的磁铁为环状永磁铁，安装时套在所述调节螺 丝上。
上述技术方案中，所述的磁铁为永^磁铁，与所述的调节螺丝(3)在 相邻位置安装。
上述技术方案中，所述的磁铁以正三角形或等腰三角形分布在所述水平板和基座之间。
上述技术方案中，所述的磁铁为一个环状永磁铁，位于所述水平板与 所迷基座之间的中心位置。
上述技术方案中，所述水平板上的螺孔与所述调节螺丝上的螺紋相吻 合，而在所述基座上有用于固定所述调节螺丝的凹槽。
本发明的优点在于
1、 本发明的激光到光纤耦合头采用磁铁替代原有的橡胶圈，可以克 服橡胶圈由于老化所带来的调节精度降低的缺陷。
2、 本发明的激光到光纤耦合头中，由于调节螺丝提供一个向外的支 ,撑力，因此，在基座上只需要在对应位置力？工生成凹槽，而无需加工成螺 孔，具有易于加工的优点。
3、 本发明的激光到光纤耦合头在擦拭或更换位于水平板中的聚焦透 镜时，可克服磁体吸力直接将基座和水平板掰开，而无需将光纤接入处从 水平板上卸下，这样就避免了在拆装聚焦透镜前后，透镜和光纤的距离发 生变动，克服了擦拭或更换完聚焦透镜后需重新调节聚焦透镜和光纤15 间距离的缺陷。
4、 本发明的激光到光纤耦合头中，由于水平板和基座间通过磁铁连 接，当水平板需要更换时，只需将原有水平板拆卸下，更换上新的水平板 即可，而不需要整体更换，不但方便，也节省了成本。
5、 本发明的激光到光纤耦合头中，磁铁的吸附力使得调节螺丝的螺纹 和水平板上的螺孔的螺紋吻合的更加紧密，加大了调节的精度。
6、 本发明的激光到光纤耦合头中，光纤接入处与水平板之间水平连 接，使得调节光纤接入处时，光纤的光轴位置不发生变化，保证了耦合头 的调节精度。
以下，结合附图来详细说明本发明的实施例，其中
图1为激光耦合到光纤的光学原理图2为现有技术中常见的激光到光纤耦合头的侧视图3为本发明的激光到光纤耦合头在一个实施方式中的侧视图4为本发明的激光到光纤耦合头中聚焦透镜所在位置的示意图5为本发明的激光到光纤耦合头在一个实施方式中的仰视图；图6为本发明的激光到光纤耦合头在一个实施方式中的俯视图； 图7为本发明的激光到光纤耦合头在另 一个实施方式中的侧视图。
图面说明
1 光纤接入处2水平板3调节螺丝
10 磁铁5封闭罩6基座
7 探测孔8固定螺丝9输入口
每 錄15光纤16聚焦透镜
17 圆孑L18水平板上的圆柱状凸起
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明的激光到光纤耦合头进行说明。
图3、图5和图6是对本发明的一种实施方式的说明，其中，图3是 一个激光到光纤耦合头的侧视图，图5是该耦合头的俯视图，图6则是仰 视图。从上述附图可以看出，在该实施例中，所述的激光到光纤耦合头包 括光纤接入处l、水平板2、调节螺丝3、基座6、封闭罩5以及磁铁10。
光纤接入处1整体上呈瓶盖状，在所述瓶盖的顶端中部还向外凸出有 一个中空的圆柱体，光纤接入处1的底端中心有一个圆孔17，该圆孔17 用于与水平板2的相应部件结合，起到连接以及调节水平板2和光纤接入 处1之间距离的作用。
本发明中的水平板2、调节螺丝3以及磁铁IO组成一个调节装置，该 调节装置用于调节激光的入射角度。如图3所示，其中的水平板2的一面 有用于安装光纤接入处1的接口 ，实现光纤接入处1与水平板2间的连接， 另一面则紧贴封闭罩5。如图4所示，其中，所述的接口为一个圓柱状的 凸起18,其长度与直径应当与光纤接入处1上的对应圆孔17相匹配。所 述凸起18与圆孔17间光滑连接，使得调节光纤接入处1时，光纤的光轴 位置不发生变化。所述凸起18的内部腔中空，在腔内通过环形楔子固定 一个聚焦透镜16,在固定所述的聚焦透镜16时，应当保证聚焦透镜16的 光轴总是垂直于水平板2。通过对光纤接入处1的调节，即可实现聚焦透 镜16与光纤15间的距离调节，使聚焦透镜16的焦点在光纤横截面附近， 以保证激光光束全部聚焦入光纤15内，达到最佳的聚焦距离。
磁铁10安装在水平板2与基座6之间，利用磁铁10对金属的吸引力而产生的拉力以及调节螺丝3的支撑力实现对水平板2的调节。由于调节 螺丝3在本实施例中提供一个向外的支撑力，因此，在基座6上只需要在 对应位置加工生成凹槽，而无需加工成螺孔。当安装在水平板2腔内的聚 焦透镜16需要擦拭或更换时，只需要克服磁体吸力用力地将基座6和水 平板2掰开，卸下固定聚焦透镜16内用来固定透镜的圆环形的楔子，从 水平板2的通光处直接将聚焦透镜拿出，当擦拭完聚焦透镜16再次装上 后，再将水平板2和基座6连在一起。在现有技术中的激光到光纤耦合头 中，当需要擦拭或更换聚焦透镜16时，首先将光纤接入处1从水平板2 上卸下，然后取出水平板2腔内的聚焦透镜16,接着对聚焦透镜16做进 一步的处理。与现有技术相比，在本实施方式中，由于在拆卸聚焦透镜时， 不需要将光纤接入处1从水平板2上卸下，且磁铁10和调节螺丝3的位 置在拆装前后也基本没有改变，因此透镜的焦距和角度也基本没有改变， 这样就避免了在拆装聚焦透镜16前后，透镜和光纤的距离发生变动，使 得擦拭或更换完聚焦透镜后无需重新调节聚焦透镜16和光纤15间距离的 缺陷。另外，由于水平板2和基座6间通过磁铁连接，方便拆卸，当水平 板2需要更换时，只需将原有水平板拆卸下，更换上新的水平板即可，而 不需要整体更换，不但方便，也节省了成本。磁铁10的吸附力也使调节螺 丝3的螺紋和水平板2上的螺孔的螺紋吻合的更加紧密，加大了调节的精度。 本实施例中的;兹铁10为环状的永》兹名失，该环状永;兹4失环套在调节螺丝3 处于水平板2和基座6之间的部分，与前述实施方式相类似，本实施方式 中的调节螺丝3与磁铁10的数量、安装位置以及相互间的配合关系可以 有多种实现手段，调节螺丝3和环形的永久磁铁10安装在水平板上时，可 以呈正三角分布或等腰三角形分布。调节螺丝3和磁铁10也可以分开安装， 此时磁铁10可采用一般的永磁铁，调节螺丝3和磁铁10各自以正三角或等 腰三角形分布在水平板2和基座6之间。
在水平板2与基座6之间夹有封闭罩5，封闭罩5的作用是对激光的 传播路径进行封闭，以防止激光在传播的过程中受到干扰。封闭罩5本身 呈环状，可由海绵、铁皮等材料制成。
激光到光纤耦合头在使用过程中将基座6固定在激光器的激光输出口 上。如图6所示，基座6本身呈环状空心型，在基座6的底部有圆形的输 入口 9,入射的激光束通过该输入口进入到耦合头中，经过封闭罩5，发 送到聚焦透镜16上。在基座6上还有一个探测3.L 7,探测孔7位于基座6的侧面，各种外接的探测器通过探测孔7可探测到入射激光的各种参数， 如输入激光的功率、能量等，通过对激光输入功率的进一步测量，可以得 到激光耦合的效果，从而知道激光的入射角度是否正确，透镜与光纤间的 距离是否合适等。通过对激光能量的测量，可以了解激光能量的变化，激 光器的工作情况等。另外，探测孔上还可以置有调节螺紋，用以调节各种
探测器的位置，并且在探测孔上还可以置有固定装置，用以固定数据线， 并且通过对:探测孔的封装，保证激光光束和空气的隔离。与现有的激光到 光纤耦合头中的相应基座相比，本实施例中的基座6的结构没有发生改变， 因此，在本实施例中，不对其结构做进一步说明，本领域的普通技术人员 参考现，技术即可实现。 ，
利用本实施例的激光到光纤的耦合头实现激光到光纤耦合的过程如
下所要耦合的激光首先从基座6底部的输入口 9入射，穿过封闭罩5后， 照射到水平板2中的聚焦透镜16上，经过聚焦透镜16的折射，将入射激 光传送到光纤15中。在这一入射过程中，可能激光的入射角度、聚焦透 镜16与光纤15间的距离都存在着误差，此时，需要对本发明的激光到光 纤耦合头进行调节，其调节顺序如下首先通过调节螺丝3调节水平板， 使激光垂直射入光纤15的截面，然后水平调节光纤接入处1，以调节聚焦 透镜16和光纤15的距离，使透镜焦点在光纤截面附近，并且在调节光纤 接入处1的过程中要保证透镜的光轴和光纤的光轴始终重合。
在上述实施例中，在水平板2还可以安装固定螺丝8，通过该固定螺 丝8可将整个激光到光纤耦合头的耦合角度锁定，使其保持不变，固定螺 丝的具体位置可根据具体要求排布。
本发明的激光到光纤耦合头还存在其它的实现方式，如图7所示，在 另一个实施例中，所述的磁铁10只是一个较大的环状》兹铁，它被放置于水 平板2与基座6之间的中心位置，除了作为调节装置的 一部分用于调节激 光入射角度外，还可以替代封闭罩5，实现对激光传播路径的封闭。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。 尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理 解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案 的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1、一种激光到光纤耦合头，包括光纤接入处(1)、基座(6)以及调节装置；其特征在于，所述的调节装置包括水平板(2)、调节螺丝(3)以及磁铁(10)，其中，所述的光纤接入处(1)连接到所述的水平板(2)的一端，所述水平板(2)的另一端与所述的基座(6)之间安装有磁铁(10)，所述的调节螺丝(3)穿过所述的水平板(2)安装在所述的水平板(2)与所述的基座(6)之间；所述水平板(2)上开有用于安装调节螺丝(3)的螺孔。
2、 根据权利要求1所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，还包括 用于封闭激光传播路径的封闭罩(5),所述的封闭罩(5)位于所述的水 平板(2)和所述的基座(6)之间。
3、 根据权利要求1或2所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，还 包括用于锁定所述激光到光纤耦合头的耦合角度的固定螺丝(8)，所述的 固定螺丝(8)安装在所述水平板(2)上。
4、 根据权利要求1或2所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所 述的水平板(2)上有一个圓柱状的凸起(18)，所述凸起(18)的长度与 直径与所述光纤接入处(1 )底端中心的圆孔(17 )相匹配，所述凸起(18 ) 与所述圆孔(17)间光滑连接。
5、 根据权利要求1或2所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所 述的调节螺丝(3)有三个，所述的三个调节螺丝(3)在所述的水平板(2) 上呈正三角形或等腰三角形分布。
6、 根据权利要求5所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所述的 磁铁(10)为环状永磁铁，安装时套在所述调节螺丝(3)上。
7、 根据权利要求5所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所述的 磁铁(10)为永磁铁，与所述的调节螺丝(3)在相邻位置安装。
8、 根据权利要求1或2所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所 述的磁铁(10 )以正三角形或等腰三角形分布在所述水平板(2 )和基座(6 ) 之间。
9、 根据权利要求1所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所述的 磁铁(10)为一个环状永磁铁，位于所述水平板(2)与所述基座(6)之 间的中心位置。
10、根据权利要求1所述的激光到光纤耦合头，其特征在于，所述水 平板(2 )的螺孔与所述调节螺丝(3 )上的螺紋相吻合，而在所述基座(6 ) 上有用于固定所述调节螺丝(3)的凹槽。
全文摘要
本发明提供一种激光到光纤耦合头，包括光纤接入处、基座以及调节装置；所述的调节装置包括水平板、调节螺丝以及磁铁，其中，所述的光纤接入处连接到所述的水平板的一端，所述的水平板与所述的基座之间安装有磁铁，所述的调节螺丝穿过所述的水平板安装在所述的水平板与所述的基座之间；所述水平板上开有螺孔，所述螺孔与所述调节螺丝上的螺纹相吻合，而在所述基座上有用于固定所述调节螺丝的凹槽。本发明采用磁铁替代原有的橡胶圈，可以克服橡胶圈由于老化所带来的调节精度降低的缺陷；还具有易加工、易拆卸、调节精度高的优点。
文档编号G02B6/26GK101295056SQ20071017753
公开日2008年10月29日 申请日期2007年11月16日 优先权日2007年11月16日
发明者涛 房, 勇 毕, 贾中达, 光 郑 申请人:北京中视中科光电技术有限公司;中国科学院光电研究院