一种空芯光纤耦合器的制作方法

本发明涉及光纤通信，尤其涉及一种空芯光纤耦合器。

背景技术：

1、空芯光纤（hollow core fiber, hcf）是一种以空气或真空作为光传输介质的新型光纤，其纤芯为中空结构，光信号主要在空气芯中传输。与传统的实芯石英光纤相比，空芯光纤在低延迟、低非线性、低色散、高功率传输以及特殊波段传输等方面展现出显著优势。随着空芯光纤制造工艺的不断进步，其在光纤通信、高能激光传输、光纤传感等领域展现出广阔的应用前景。

2、然而，空芯光纤与实芯光纤在模场直径、传输介质和折射率分布等方面存在本质差异，空芯光纤的模场直径通常远大于实芯光纤，且纤芯为空气介质，这导致两者之间的直接对接面临模场严重失配等技术难题。目前，实芯光纤与空芯光纤之间的耦合主要采用光纤直接熔接和插芯对接透镜耦合的方案。光纤直接熔接通过熔接机将实芯光纤与空芯光纤直接熔接在一起。然而，由于空芯光纤的中空结构，熔接过程中光纤端面极易塌陷，熔接工艺复杂，对设备和操作环境要求高，可靠性差，难以实现规模化生产。插芯对接透镜耦合采用插芯固定光纤，透镜将实芯光纤的出射光进行准直和聚焦后耦合进入空芯光纤。然而，透镜耦合装配精度难以保证，插芯的位置调整困难，难以精确控制光纤与透镜之间的位置，导致耦合精度低，且不方便装配。

3、因此，亟需一种空芯光纤耦合器，以解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种空芯光纤耦合器。空芯光纤耦合器整体结构紧凑，装配方式简单，能够精确控制第一插芯和第二插芯的位置，提高耦合精度，且能够兼顾标准化零件通用性。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、提供一种空芯光纤耦合器，包括：

4、外壳；

5、第一插芯，所述第一插芯用于连接实芯光纤；

6、第一套筒，所述第一套筒套设于所述第一插芯，所述第一套筒固定安装于所述外壳内；

7、第二插芯，所述第二插芯用于连接空芯光纤，所述第一插芯与所述第二插芯的直径不同；

8、第二套筒，所述第二套筒套设于所述第二插芯，所述第二套筒固定安装于所述外壳内；

9、透镜，所述透镜设置于所述第一插芯和所述第二插芯之间；

10、安装座，所述安装座安装于所述外壳内，所述透镜连接于所述安装座内，所述第一套筒插接于所述安装座的一侧，所述第二套筒插接于所述安装座的另一侧。

11、可选地，所述透镜为双非球面透镜，所述透镜朝向所述第一插芯的一侧为第一凸面，所述透镜朝向所述第二插芯的一侧为第二凸面，所述第一凸面与所述第二凸面的曲率不同。

12、可选地，所述透镜朝向所述第一插芯的一侧和朝向所述第二插芯的一侧均设置有抗反射层。

13、可选地，所述外壳包括上壳体和下壳体，所述上壳体和所述下壳体粘接固定。

14、可选地，所述上壳体和所述下壳体，二者中的一个设置有定位柱，另一个设置有定位孔，所述定位柱插接于所述定位孔。

15、可选地，所述外壳内填充有灌封胶，所述灌封胶完全填充所述外壳内部空间。

16、可选地，所述空芯光纤耦合器还包括第一压接环和第二压接环，所述实芯光纤远离所述透镜的一端均设置有第一包覆层，所述空芯光纤远离所述透镜的一端设置有第二包覆层，所述第一压接环和所述第二压接环均安装于所述外壳内，所述第一压接环套设于所述第一包覆层，所述第二压接环套设于所述第二包覆层。

17、可选地，所述第一压接环和所述第二压接环的内壁均设置有防滑齿纹。

18、可选地，所述空芯光纤耦合器还包括第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件套设于所述实芯光纤并贴合于所述第一包覆层的内壁，所述第二支撑件套设于所述空芯光纤并贴合于所述第二包覆层的内壁。

19、可选地，所述空芯光纤耦合器还包括第一尾套和第二尾套，所述第一尾套套设于所述第一包覆层并与所述第一包覆层和所述外壳密封连接，所述第二尾套套设于所述第二包覆层并与所述第二包覆层和所述外壳密封连接。

20、本发明的有益效果：

21、本发明提供了一种空芯光纤耦合器，空芯光纤耦合器包括外壳、第一插芯、第一套筒、第二插芯、第二套筒、透镜和安装座。第一插芯用于连接实芯光纤，第一套筒套设于第一插芯，第一套筒固定安装于外壳内，第二插芯用于连接空芯光纤，第一插芯与第二插芯的直径不同，第二套筒套设于第二插芯，第二套筒固定安装于外壳内，透镜设置于第一插芯和第二插芯之间，安装座安装于外壳内，透镜连接于安装座内，第一套筒插接于安装座的一侧，第二套筒插接于安装座的另一侧。本发明通过第一插芯固定实芯光纤，通过第二插芯固定空芯光纤。在第一插芯和第二插芯之间设置透镜，能够实现实芯光纤到空芯光纤的高效光束准直和聚焦。第一插芯与第二插芯的直径不同，在保证透镜安装空间充足的前提下实现了整体结构的紧凑化设计。通过设置第一套筒与第二套筒，方便安装和固定第一插芯与第二插芯，能够限制第一插芯与第二插芯沿外壳径向的位置，且第一套筒与第二套筒支持第一插芯与第二插芯的多次插拔，方便调节第一插芯与第二插芯沿外壳轴向的位置，定位精度高，耦合性能稳定，便于安装和调试，从而精确控制空芯光纤和实芯光纤与透镜之间的位置。通过设置安装座，方便安装透镜。第一套筒插接于安装座的一侧，第二套筒插接于安装座的另一侧，方便安装第一套筒和第二套筒，能够提高对第一套筒和第二套筒的定位精度。本发明的空芯光纤耦合器实现了实芯光纤到空芯光纤的高效耦合，且结构紧凑、方便装配，耦合精度高。

1.一种空芯光纤耦合器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的空芯光纤耦合器，其特征在于，所述透镜（6）为双非球面透镜，所述透镜（6）朝向所述第一插芯（2）的一侧为第一凸面，所述透镜（6）朝向所述第二插芯（4）的一侧为第二凸面，所述第一凸面与所述第二凸面的曲率不同。

3.根据权利要求1所述的空芯光纤耦合器，其特征在于，所述透镜（6）朝向所述第一插芯（2）的一侧和朝向所述第二插芯（4）的一侧均设置有抗反射层。

4.根据权利要求1所述的空芯光纤耦合器，其特征在于，所述外壳（1）包括上壳体（101）和下壳体（102），所述上壳体（101）和所述下壳体（102）粘接固定。

5.根据权利要求4所述的空芯光纤耦合器，其特征在于，所述上壳体（101）和所述下壳体（102），二者中的一个设置有定位柱（103），另一个设置有定位孔，所述定位柱（103）插接于所述定位孔。

6.根据权利要求4所述的空芯光纤耦合器，其特征在于，所述外壳（1）内填充有灌封胶，所述灌封胶完全填充所述外壳（1）内部空间。

7.根据权利要求1所述的空芯光纤耦合器，其特征在于，所述空芯光纤耦合器还包括第一压接环（8）和第二压接环（9），所述实芯光纤远离所述透镜（6）的一端均设置有第一包覆层（100），所述空芯光纤远离所述透镜（6）的一端设置有第二包覆层（200），所述第一压接环（8）和所述第二压接环（9）均安装于所述外壳（1）内，所述第一压接环（8）套设于所述第一包覆层（100），所述第二压接环（9）套设于所述第二包覆层（200）。

8.根据权利要求7所述的空芯光纤耦合器，其特征在于，所述第一压接环（8）和所述第二压接环（9）的内壁均设置有防滑齿纹。

9.根据权利要求7所述的空芯光纤耦合器，其特征在于，所述空芯光纤耦合器还包括第一支撑件（10）和第二支撑件（11），所述第一支撑件（10）套设于所述实芯光纤并贴合于所述第一包覆层（100）的内壁，所述第二支撑件（11）套设于所述空芯光纤并贴合于所述第二包覆层（200）的内壁。

10.根据权利要求9所述的空芯光纤耦合器，其特征在于，所述空芯光纤耦合器还包括第一尾套（12）和第二尾套（13），所述第一尾套（12）套设于所述第一包覆层（100）并与所述第一包覆层（100）和所述外壳（1）密封连接，所述第二尾套（13）套设于所述第二包覆层（200）并与所述第二包覆层（200）和所述外壳（1）密封连接。