专利名称：一种光纤耦合结构的制作方法
技术领域：
一种光纤耦合结构所属技术领域[0001]本实用新型为一种将激光耦合入光纤的装置，属于激光应用领域。
背景技术：
[0002]在需要将激光，特别是半导体激光耦合到光纤的场合，通常有两种耦合方式。一种是直接耦合，将半导体激光器发出的光直接照射到光纤端面，光纤端面经过处理，形成球状或楔状的透镜，以增加耦合效率；另一种方式是利用柱面透镜分别对半导体激光器的光束在快轴和慢轴方向进行准直后，再用一个耦合透镜将准直光聚焦到光纤端面上。第二种耦合方式虽然结构上更复杂，但是可以获得更高的耦合效率和更强的适应性。[0003]半导体激光器的光纤耦合通常是一个精密调节的过程，其中光学元件、光纤经常会需要微米级的位置调整。在第二种耦合方式中，所有光学元件的调节，尤其是光纤和耦合透镜的调节都需要极高的精度，通常是三维平动加上二维转动精密调节，如果各个元件分立并且各自独立调节，难度和复杂程度都很高。为了减少调节的复杂性和难度， 200820180757. 3号专利提供了一种结构，将耦合透镜和光纤通过高精度的加工件(一个套筒)连接在一起，作为一个整体进行调节后固定，减少了调节维度，简化了调节难度。但该专利结构限制了所使用透镜直径不能大于光纤插针直径。在实际应用中，对于直径大于光纤插针直径的光束，所需透镜的直径必然要大于光纤插针的直径，这种方法便无能为力了。发明内容[0004]为了实现不同直径的透镜均可简单可靠地和光纤同轴安装的目的，本实用新型设计了由一根光纤插针(I)、一个透镜(2)、一个透镜座(3)、一个套筒(4)和一个限位环(5) 构成的结构，其组成见图I所示。[0005]带光纤的光纤连接器的插针(I)(简称为“光纤插针”或“插针”)，插入一个其内径与插针外径密配合的套筒(4)中。[0006]透镜座(3)为中间有联通孔的加工件，在其一侧的圆孔的内径和透镜(2)的外径为密配合，透镜(5)安装在孔内，另一侧外表面为圆柱形，透镜(5)与圆柱同轴，圆柱外径与插针(I)外径相同，也就是说和套筒(4)的内径为密配合。如图2所示。[0007]将透镜座(3) —侧的圆柱插入套筒(4)，调节其与光纤插针(I)端面的距离，使光纤插针(I)端面位于透镜的焦平面上(见图3)。也可以加工一个合适长度的限位环(5)放在套筒中插针(I)和透镜座(3)之间(图4)，环的长度可以正好使光纤插针端面位于透镜的焦平面上，更方便安装定位。环的内径足够大，使经过透镜聚焦的光可以不受阻碍地照射到光纤插针端面的光纤上。[0008]插针(I)可以是FC型、SMA905型、LC型等标准连接器的插针，利用常规的光纤连接头制作工艺将光纤(6)插入插针并研磨、抛光、镀表面增透膜。[0009]透镜(2)可以是自聚焦透镜、球面或非球面透镜。[0010]套筒⑷可以是圆柱形，也可以是截面呈“C”型的开口套筒(如图I所示)。可以根据不同连接器的插针形式制作不同内径的套筒，也可以利用光纤通信所用的标准件。光纤通信所用标准件由于非常成熟并且大量加工使用，其精度非常高，而且价格便宜。套筒材料为金属或陶瓷。这个由光纤插针、透镜、透镜座、套筒安装成的组件，能够保证透镜和光纤的高精度同轴。将整形、准直后的半导体激光的光束调节到与组件的光轴同轴，则可以将光束高效率地聚焦耦合到光纤中。在耦合调整时，这个组件可以作为一个整体通过一个五维调节架进行调节并固定，十分方便简洁。对不同直径的透镜，只要加工不同内孔直径的透镜座即可。
图I为本实用新型的结构爆炸图。图2为透镜座和透镜的侧视图。图3为本实用新型结构的一种实现方案的侧视图。图4为本实用新型结构的一种实现方案的侧视图，结构中采用了限位环。编号说明1.光纤插针，2.透镜,3.透镜座,4.套筒,5.限位环,6.光纤。
具体实施方式
在图3所示的例子中，采用了在光纤通信行业广泛使用的FC型光纤连接器的插针，这种插针的外径为2. 5mm，精度优于I μ m。光纤芯径为105 μ m，包层直径125 μ m，数值孔径O. 15。套筒(4)采用标准FC型光纤适配器所用磷青铜套筒或者氧化锆陶瓷套筒，这两种套筒均为截面为C型的开口套筒，精度非常高。光纤插针插入套筒一端。透镜座(3)为两个圆柱组合起来的形状。一侧圆柱外径为2. 5mm,另外一侧圆柱的内孔直径为4mm,与2. 5mm圆柱的同轴度误差小于2 μ m。一个直径为4_的透镜⑵安装到内孔上，实现密配合，使透镜与另一侧2. 5mm圆柱的同轴度保证在5um以内。将2. 5mm圆柱部分插入套筒(4)的另外一端，调整距离，使光纤插针(I)的端面与透镜(2)的焦平面重合。用胶将插针⑴和透镜座⑶与套筒⑷粘牢。在图4所示的另一个实施例中，透镜座(3)和插针⑴之间放置了一个限位环
(5)，当透镜座(3)和插针(I)都与之顶紧时，限位环的长度正好使插针端面位于透镜焦平面上，这样的设计免去了调整插针和透镜座之间距离的步骤，使安装更加简化。
权利要求1.ー种光纤耦合结构，由ー个光纤插针、一个透镜、一个透镜座、一个套筒和一个可选的限位环构成，其特征为透镜安装在透镜座上，光纤插针和透镜座分别插入套筒的两端，光纤插针的端面位于透镜的焦平面上。
2.根据权利要求I所述的ー种光纤耦合结构，其特征是光纤插针的外径与套筒的内径之间为密配合。
3.根据权利要求I所述的ー种光纤耦合结构，其特征是透镜座为中间有联通孔的加エ件，在其ー侧的圆孔的内径和透镜的外径为密配合，透镜安装在孔内，透镜座另一侧外表面为ー个圆柱，透镜与圆柱同轴，圆柱外径与插针外径相同。
4.根据权利要求I所述的ー种光纤耦合结构，其特征是套筒为金属或陶瓷材料制成，可以是圆柱形，也可以是截面呈“C”型的开ロ套筒。
5.根据权利要求I所述的ー种光纤耦合结构，其特征是光纤插针和透镜座之间也可以安放ー个合适长度的限位环来定位。
专利摘要一种光纤耦合结构。是一种简单、可靠、实用、高精度的将激光耦合进光纤的装置。包括一个光纤插针、一个透镜、一个透镜座、一个套筒，和一个可选择的限位环。透镜、透镜座、光纤插针通过开口套筒同轴连接在一起。光纤插针的端面位于透镜的焦平面上，它们之间的距离也可以由限位环定位。与透镜的光轴平行的入射激光通过透镜可以高效聚焦耦合到光纤。
文档编号G02B6/42GK202815264SQ201220327130
公开日2013年3月20日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者吴龙飞 申请人:北京大族天成半导体技术有限公司