一种带波分监控光纤耦合激光照明系统的制作方法

1.本发明涉及照明技术领域，具体是指一种带波分监控光纤耦合激光照明系统。


背景技术：

2.在加油站、油库、化工材料库房、粉尘材料库房等易燃、易爆场地的照明，其安全性是重要的，本发明在于提供一种安全的照明技术方案，由于照明供电线路、开关等的火花，是安全隐患的主要原因，发光光源的电源及开关远离照明现场，是主要的选择，通用照明灯具和开关电源及线路离灯具近，是发生事故的主要原因。现有照明技术由于电源及开关发光源本身带电，其在易燃、易爆场所安全性很有限。本发明在于提供一种把激光二极管发出的光高效率耦合进光纤，并且监测传输光纤端面出光端回光的功能，对光纤出现断裂，出光端面老化时回光变化的监测。本发明为带波分监控光纤耦合激光照明系统，这种带波分监控光纤耦合激光照明系统用于远程照明，由光纤把蓝光传输至照明场地，由光纤终端的灯具把激发荧光，成为各色光源，具有高的安全性和报警功能。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是解决加油站、油库、化工材料库房、粉尘材料库房等易燃、易爆场地的照明容易引发安全事故的问题，提供一种带波分监控光纤耦合激光照明系统。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
5.一种带波分监控光纤耦合激光照明系统，包括基座，所述基座上贯穿设有主光孔，所述基座的两侧交错设有与主光孔连通的的副光孔一和副光孔二，所述基座的副光孔一内压装有激光二极管，所述激光二极管的引线伸出基座且激光二极管的外侧设有激光导热块一，所述激光导热块一与基座连接，所述基座内设有准直镜安装在激光二极管上，所述主光孔的一端设有监控激光二极管且监控激光二极管的引线伸出基座，所述监控激光二极管的外侧设有监控激光二极管固定件和激光导热块二，所述主光孔且贴合监控激光二极管设有准直镜，所述副光孔二内设有监控探测器，所述副光孔二内贴合监控探测器设有聚焦镜；
6.所述主光孔内相对设有分光片和波分复用片，所述分光片和波分复用片分别相对副光孔二和副光孔一倾斜设置，所述主光孔远离监控激光二极管的一端设有耦合镜，所述基座远离监控激光二极管的一端设有光纤尾柄且光纤尾柄中空与主光孔连通，所述光纤尾柄远离主光孔的一端连接有尾套，所述光纤尾柄内设有斜尾光纤组件a，所述斜尾光纤组件a上连接有光纤且光纤伸出尾套连接有出光组件，所述光纤末端设有金属尾柄，所述光纤在金属尾柄中心，且所述斜尾光纤组件入光端面有斜角，在基座出光纤处套有尾套在光纤上。
7.作为改进，所述出光组件包括出光光纤尾柄和与出光光纤尾柄连接的出光尾套，所述出光光纤尾柄内设有斜尾光纤组件b，所述斜尾光纤组件b与光纤连接，所述出光光纤尾柄远离光纤的一端依次设有回光准直镜反光波分复用片、光束扩散镜和荧光激发帽。
8.作为改进，所述分光片和波分复用片与激光二极管的出射光束方向成45
°
排列且
分光片和波分复用片呈v字形分布且夹角为90
°
。
9.作为改进，所述激光二极管波长为450+/-20nm，其输出功率为1-5w。
10.作为改进，所述准直镜为非球面准直镜且焦长为2-4mm。
11.作为改进，所述光纤为多模能量光纤且光纤芯径为50-400um。
12.作为改进，所述斜尾光纤组件a与斜尾光纤组件b结构相同，所述斜尾光纤组件a为带金属尾柄的光纤且带金属尾柄的光纤在光纤尾柄中心，所述斜尾光纤组件a入光端面有斜角。
13.作为改进，所述监控激光二极管波长为830+/-10nm或830+/-10nm，其输出功率为0.1mw-50mw。
14.作为改进，所述光束扩散镜为双凹透镜。
15.作为改进，所述荧光激发帽球面与光束扩散镜26的虚焦同心。
16.采用以上结构后，本发明具有如下优点：
17.本发明把激光二极管发出的光高效率耦合进光纤，并且监测传输光纤端面出光端回光的功能，对光纤出现断裂，出光端面老化时回光变化的监测。本发明为带波分监控光纤耦合激光照明系统，这种带波分监控光纤耦合激光照明系统用于远程照明，由光纤把蓝光传输至照明场地，由光纤终端的灯具把激发荧光，成为各色光源，具有高的安全性和报警功能。
附图说明
18.图1是本发明的结构示意图。
19.图2是本发明专利的光路示意图。
20.图3是本发明耦合镜和斜尾光纤组件a光折射角示意图。
21.图4是本发替代方案示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
23.结合附图1-3，一种带波分监控光纤耦合激光照明系统，包括基座4，所述基座4上贯穿设有主光孔20，所述基座4的两侧交错设有与主光孔20连通的的副光孔一21和副光孔二22，所述基座4的副光孔一21内压装有激光二极管2，所述激光二极管2的引线伸出基座4且激光二极管2的外侧设有激光导热块一1，所述激光导热块一1与基座4连接，所述基座4内设有准直镜3安装在激光二极管2上，所述主光孔20的一端设有监控激光二极管7且监控激光二极管7的引线伸出基座4，所述监控激光二极管7的外侧设有激光导热块二5，所述主光孔20且贴合监控激光二极管7设有准直镜6，所述副光孔二22内设有监控探测器11，所述副光孔二22内贴合监控探测器11设有聚焦镜10；
24.所述主光孔20内相对设有分光片9和波分复用片12，所述分光片9和波分复用片12与激光二极管2出光光束倾斜45
°
排列，也分别相对副光孔二22和副光孔一21倾斜设置，所述主光孔20远离监控激光二极管7的一端设有耦合镜13，所述基座4远离监控激光二极管7的一端设有光纤尾柄14且光纤尾柄14中空与主光孔20连通，所述光纤尾柄14远离主光孔20的一端连接有尾套16，所述光纤尾柄14内设有斜尾光纤组件a15，所述斜尾光纤组件a15为
带金尾柄的中心放置光纤，在基座出光纤处套有尾套16在光纤17上，光纤17远端连接有出光组件。
25.所述出光组件包括出光光纤尾柄23和与出光光纤尾柄23连接的出光尾套24，所述出光光纤尾柄23内设有斜尾光纤组件b25，所述斜尾光纤组件b25与光纤17连接，所述出光光纤尾柄23远离光纤17的一端依次设有回光准直镜18反光波分复用片19、光束扩散镜26和荧光激发帽27。
26.工作原理：
27.准直镜3直接装在激光二极管2上，激光二极管2压装在基座4上，激光导热块一1与激光二极管2的基座紧密接触。分光片9和波分复用片45度装在基座4上。激光二极管2发出的光经准直镜3后45度射向波分复用片12，反射转折90度进入耦合透镜13，经耦合聚焦后入进斜尾光纤组件a15的光纤，经光纤17传输至远端的通过光纤出光准直镜18，回光反光波分复用片19，光束扩散镜26至荧光激发帽27激发为白光或其它各色光照明场地。
28.监控激光二极管7发出的光经准直镜6成为准直光，分别通过45度入射通过分光片9，波分复用片12，经耦合镜13聚焦后进入斜尾光纤组件a15的光纤，经光纤17传输至远端的回光准直镜18，反光波分复用片19反射回来，通过分光片9反射转折90度至监控聚焦镜10至监控探测器11，光纤耦合时，斜尾光纤组件a15断面做成斜面，通过耦合镜8轴线与光面端面成a度角，光纤轴线与通过耦合镜8轴线成b度(如图3)，这可以保证耦合效率和此端面反射光耦合到光至激光二极管2和激光二极管7的光减少，对激光二极管稳定造成影响。耦合调节时横向移动尾管14和基座4相对位置，斜端面光纤15在尾管14内移，此结构可以三维xyz的量能有效率调节耦合。耦合镜13和准直镜3焦距比1.3-3，能有很好提高耦合效率。
29.激光二极管2，波长为450+/-20nm，其输出功率为1-5w；激光二极管2后跟准直透镜3，其把激光二极管2的发散光源变为准直光源，特别是焦长为2至4mm非球面准直镜；直透镜3后为波分复用片12，与光路成45度放置，波分复用片12与激光二极管2轴线与45度，波分复用片12反射激光二极管2发出的光，透射激光二极管7发出的光，特别是反射带为450+/30nm，透射带为800至1000nm。
30.波分复用片12反射带450+/10nm,透射带为830+/10nm,或850+/10nm，波分复用片12后为耦合镜13，耦合镜13准直透镜3与准直透镜3焦距比为1.3至3，特别是焦长为3.5至8mm非球面准直镜。
31.耦合镜13后斜端面光纤15，斜端面光纤15前端面放在耦合镜13焦距位置，斜尾光纤组件a155有斜角，耦合镜13轴线与斜尾光纤组件a15端面成a度角，斜尾光纤组件a15光纤轴线与通过耦合镜13轴线成b度，特别是耦合镜13轴线与光面端面成a度角为78至84度，光纤轴线与通过耦合镜13轴线成b度为2.5度至5度，a角和b角满足如下关系：sin(90-a)＝n
×
sin(b),n为光纤折射率。
32.光纤17为多模能量光纤，特别为光纤芯径为50至400um的光纤，监控用的监控激光二极管7，准直镜6，分光片9，监控聚焦镜10，监控探测器11位波分复用片12的光路前，监控激光二极管7，特别波长为830+/-10nm或850+/-10nm，其输出功率为0.1mw至50mw；监控激光二极管7后准直镜6，其把激光二极管2的发散光源变为准直光源，特别是焦长为1.5至4mm非球面准直镜。
33.准直镜6后分光片9，与光路45度放置。特别分光片9反射率在20％至80％之间。其
透射光通过波分复用片12后与照明光合束后经耦合透镜13耦合入光纤。分光片9与波分复用片12成90角放置。光纤后光纤出光准直镜18，其把光纤17的发散光源变为准直光源，特别是焦长为1.5至4mm非球面准直镜，其焦点放在光纤出光面。光纤出光准直镜18后为回光反光波分复用片19，与光路成0度放置，回光反光波分复用片19透镜射激光二极管2发出的光，反射激光二极管7发出的光，特别是透射带为450+/30nm，反射带为800至1000nm。
34.回光反光波分复用片19特别是波分复用片反射带450+/10nm,透射带为830+/10nm,或850+/10nm，回光反光波分复用片19后为光束扩散镜26，特别是焦长为-2至-15mm双凹透镜，照明光经光束扩散镜26变为发散光。
35.光束扩散镜26后为荧光激发帽27，照明光经光束扩散镜26变为发散光照在荧光激发帽27上激发荧光产生白光或其它各色照明光。荧光激发帽27球面与光束扩散镜26的虚焦同心。
36.分光片9上侧面为回光聚焦镜10，特别是焦长为3.5至8mm平凸透镜，出光光聚焦镜10后为回光光探测器11，回光光探测器11的光敏面放在出光光聚焦镜10的焦面位置，耦合调节时，光纤尾柄14和基座4相对位置，斜尾光纤组件a15在尾套内移，此结构可以三维xyz的量能有效率调节耦合。
37.激光二极管2基座上紧贴激光导热块一1，可有效地把激光二极的热导至散热上。
38.替代方案：
39.方案一
40.上述其他技术方案不变的前提下，将分光片9改为偏振片，其偏振方向为激光二极管7方向一致。
41.方案二
42.上述其他技术方案不变的前提下，可以将分光片9改为与波分复用片12平行放置，同时调整回光光探测器11与激光二极管2在同侧，如图4所示。
43.以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。