一种用于光纤激光器与准直器耦合的装置的制作方法

1.本实用新型涉及激光技术应用领域，特别是一种用于光纤激光器与准直器耦合的装置。


背景技术：

2.激光器输出的光能应用到工业加工、医疗及军事(激光制导或激光武器中)需要对激光斑能量分布匀化，光斑大小根据需要进行调整以及激光输出发射角根据需要调整。现有的技术中用于激光制导激光器经过匀化后发散角达到25
°
，对于激光制导的准直器要求输入发散角小于等于22
°
才能满足准直器输出发散角的要求，这样就造成光纤激光器输出发散角与准直透镜的发散角不匹配，造成耦合效率很低，耦合效率低于60％，大部分能量被耦合器当掉，造成温深很高，设备运行不稳定，同时在其它激光应用领域也存在激光应用与原始激光特性不适配的问题。


技术实现要素：

3.为了解决上述存在的问题，本实用新型公开了一种用于光纤激光器与准直器耦合的装置，其具体技术方案如下：一种用于光纤激光器与准直器耦合的装置，包括接头、耦合镜座和准直器，所述耦合镜座呈圆筒状结构，所述耦合镜座的一端内壁呈内螺纹状，形成镜座内螺纹，所述耦合镜座的一端设有插接筒，所述插接筒与所述耦合镜座固定设置；所述接头设置于所述耦合镜座的一端，所述接头的一端嵌入所述耦合镜座内，所述接头的外螺纹配合所述镜座内螺纹，实现所述耦合镜座与所述接头呈螺纹固定；所述准直器设置于所述耦合镜座的一端，所述准直器包括准直块、耦合透镜和连接筒，所述准直器的中心呈通孔状，形成准直通孔，所述耦合透镜固定设置于所述准直块的一侧，并设置于所述准直通孔的端面；所述连接筒设置于所述准直块的一端，呈首尾连接固定，所述准直块与所述连接筒呈贯通设置，所述连接筒配合所述插接筒实现所述准直器与所述耦合镜座固定。
4.进一步的，所述接头为适用于光线跳线的pc/fc接头，所述接头适用于信息光纤跳线接头的数值孔径为0.11mm
‑
0.5mm。
5.进一步的，所述耦合镜座采用的材料为殷钢或不限于殷钢的低膨胀合金中的一种，所述耦合镜座的工作温度为
‑
40℃至60℃，所述耦合镜座的光轴焦距方向上的偏移小于0.1％。
6.进一步的，所述插接筒的外径小于所述耦合镜座的外径，所述插接筒的外径与所述连接筒的内径相适应，所述插接筒的内径与所述准直块的准直通孔内径相适应。
7.进一步的，所述耦合透镜直径范围为1mm
‑
10mm，焦距范围为1mm
‑
20mm。
8.本实用新型的有益效果是：
9.(1)本实用新型可调节耦合透镜在光轴方向的位置，从而适应不同数值孔径的激光器输出跳线fc/pc或fc/upc接头，使激光制导激光器经过匀化后激光的输出发散角达从25.4
°
变为17.2
°
，满足激光制导的输入发散角小于等于22
°
的要求，使光纤激光器的输出发
散角与准直透镜的发散角相匹配，耦合效率高。
10.(2)本实用新型将耦合镜座采用殷瓦材料制成，使其可以在
‑
40℃至60℃的环境下稳定工作，降低温度对光学系统的影响，耦合效率偏差≤5％。
附图说明
11.图1是本实用新型实施例1的整体结构示意图。
12.图2是本实用新型实施例1的整体剖视示意图。
13.图3是本实用新型实施例1的耦合镜座的结构示意图。
14.图4是本实用新型实施例2耦合镜座与准直器的装配示意图。
15.图5是本实用新型实施例3的准直器剖视示意图。
16.图6是本实用新型实施例3的准直器装配示意图。
17.附图标记列表：
18.接头1；
19.耦合镜座2；
20.镜座内螺纹2
‑
1、插接筒2
‑
2、插接筒凸块2
‑
3、刻度2
‑
4；
21.准直器3；
22.准直块3
‑
1、耦合透镜3
‑
2、连接筒3
‑
3、准直通孔3
‑
4、连接筒侧槽3
‑
5、透镜嵌槽3
‑
6、透镜固定环3
‑
7、橡皮圈3
‑
8、准直块装配孔3
‑
9、盖板3
‑
10、盖板通孔3
‑
11、盖板装配孔3
‑
12、连接螺栓3
‑
13。
具体实施方式
23.为使本实用新型的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本实用新型进行进一步描述，任何对本实用新型技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本实用新型保护范围。本实施例中所提及的固定连接，固定设置、固定结构均为胶粘、焊接、螺钉连接、螺栓螺母连接、铆接等本领域技术人员所知晓的公知技术。
24.实施例1
25.一种用于光纤激光器与准直器耦合的装置，包括接头1、耦合镜座2和准直器3，所述耦合镜座2呈圆筒状结构，所述耦合镜座2的一端内壁呈内螺纹状，形成镜座内螺纹2
‑
1，所述耦合镜座2的一端设有插接筒2
‑
2，所述插接筒2
‑
2与所述耦合镜座2固定设置；所述接头1设置于所述耦合镜座2的一端，所述接头1的一端嵌入所述耦合镜座2内，所述接头1的外螺纹配合所述镜座内螺纹2
‑
1，实现所述耦合镜座2与所述接头1呈螺纹固定；所述准直器3设置于所述耦合镜座2的一端，所述准直器3包括准直块3
‑
1、耦合透镜3
‑
2和连接筒3
‑
3，所述准直器3的中心呈通孔状，形成准直通孔3
‑
4，所述耦合透镜3
‑
2固定设置于所述准直块3
‑
1的一侧，并设置于所述准直通孔3
‑
4的端面；所述连接筒3
‑
3设置于所述准直块3
‑
1的一端，呈首尾连接固定，所述准直块3
‑
1与所述连接筒3
‑
3呈贯通设置，所述连接筒3
‑
3配合所述插接筒2
‑
2实现所述准直器3与所述耦合镜座2固定。
26.进一步的，所述接头1为适用于光线跳线的pc/fc接头1，所述接头1适用于信息光纤跳线接头1的数值孔径为0.11mm
‑
0.5mm。
27.进一步的，所述耦合镜座2采用的材料为殷钢或不限于殷钢的低膨胀合金中的一
种，所述耦合镜座2的工作温度为
‑
40℃至60℃，所述耦合镜座2的光轴焦距方向上的偏移小于0.1％。
28.进一步的，所述插接筒2
‑
2的外径小于所述耦合镜座2的外径，所述插接筒2
‑
2的外径与所述连接筒3
‑
3的内径相适应，所述插接筒2
‑
2的内径与所述准直块3
‑
1的准直通孔3
‑
4内径相适应。
29.进一步的，所述耦合透镜3
‑
2直径范围为1mm
‑
10mm，焦距范围为1mm
‑
20mm。
30.本实施例的结构原理是：
31.本实施例将接头插入耦合镜座的一端，通过接头的外螺纹配合镜座内螺纹，将接头固定于耦合镜座的一侧；将光线跳线与接头的一端进行插接固定；将插接筒插入连接筒的一端，插接筒与连接筒插接通过摩擦力固定。不同发射角的激光通过光线跳线输出经过接头后，穿过耦合镜座和准直器并照射于耦合透镜上，激光透过耦合透镜的耦合后穿出准直器；可调节插接筒与连接筒内的插入量，实现调节耦合透镜在光轴上的前后位置，调节激光经过准直器后输出光的发射角。
32.本实施例的有益效果是：
33.(1)本实施例可调节耦合透镜在光轴方向的位置，从而适应不同数值孔径的激光器输出跳线fc/pc或fc/upc接头，使激光制导激光器经过匀化后激光的输出发散角达从25.4
°
变为17.2
°
，满足激光制导的输入发散角小于等于22
°
的要求，使光纤激光器的输出发散角与准直透镜的发散角相匹配，耦合效率高。
34.(2)本实施例将耦合镜座采用殷瓦材料制成，使其可以在
‑
40℃至60℃的环境下稳定工作，降低温度对光学系统的影响，耦合效率偏差≤5％。
35.实施例2
36.结合附图可见，实施例2与实施例1不同之处在于，所述插接筒2
‑
2的外侧壁设有插接筒凸块2
‑
3，所述插接筒凸块2
‑
3与所述插接筒2
‑
2呈同向设置，并与所述插接筒2
‑
2呈一体式结构；所述连接筒3
‑
3的内壁一侧呈凹槽状，形成连接筒侧槽3
‑
5，所述插接筒2
‑
2插入所述连接筒3
‑
3内，且所述插接筒凸块2
‑
3嵌入所述连接筒侧槽3
‑
5内，实现所述插接筒2
‑
2与所述连接筒3
‑
3限位固定。
37.进一步的，所述插接筒凸块2
‑
3的侧壁设有刻度2
‑
4，所述刻度2
‑
4与所述插接筒凸块2
‑
3呈同向设置。
38.本实施例的有益效果是：
39.本实用新型将插接筒与连接筒之间进行限位固定，防止准直器与耦合镜座进行周向转动，提高了二者之间的连接性，同时调节准直器进行对调节耦合透镜在光轴上的前后位置调节，可与对应的刻度进行对照，提高了准直器的调节精准性。
40.实施例3
41.结合附图可见，实施例3与实施例1不同之处在于，所述准直通孔3
‑
4的端面呈层台状，形成透镜嵌槽3
‑
6，所述透镜嵌槽3
‑
6设置于所述准直块3
‑
1的端面；所述透镜嵌槽3
‑
6内嵌入设置有透镜固定环3
‑
7；所述耦合透镜3
‑
2的外圈包裹有橡皮圈3
‑
8，所述橡皮圈3
‑
8嵌入所述透镜固定环3
‑
7内；所述准直块3
‑
1的端面设有准直块装配孔3
‑
9，所述准直块装配孔3
‑
9呈内螺纹状；所述准直块3
‑
1的一侧设有盖板3
‑
10，所述盖板3
‑
10的中心设有盖板通孔3
‑
11，所述盖板3
‑
10的外圈周向设有盖板装配孔3
‑
12，通过连接螺栓3
‑
13贯穿所述盖板装
配孔3
‑
12并伸入所述准直块装配孔3
‑
9内呈螺纹连接，实现所述盖板3
‑
10压合所述耦合透镜3
‑
2固定。
42.进一步的，所述透镜固定环3
‑
7呈圆环状结构，所述透镜固定环3
‑
7的外径与所述透镜嵌槽3
‑
6的内径相适应，所述透镜固定环3
‑
7的截面呈“l”型结构，所述透镜固定环3
‑
7的宽度与所述透镜嵌槽3
‑
6的槽深相适应。
43.进一步的，所述橡皮圈3
‑
8呈圆环状结构，所述橡皮圈3
‑
8的外径与所述透镜固定环3
‑
7的内径相适应，所述橡皮圈3
‑
8的宽度与所述透镜固定环3
‑
7的内圈深度相适应；所述橡皮圈3
‑
8的截面呈“凵”字型结构，所述橡皮圈3
‑
8对所述耦合透镜3
‑
2的外壁面进行周向包裹，所述橡皮圈3
‑
8的外壁面呈波纹状结构。
44.进一步的，所述准直块装配孔3
‑
9周向设置于所述透镜嵌槽3
‑
6的外圈，每个所述准直块装配孔3
‑
9呈沉孔结构。
45.本实施例的有益效果是：
46.本实用新型可更换不同直径的耦合透镜使用，并配合有不同对应尺寸的橡皮圈、透镜固定环和盖板进行配合安装，使装置进行对耦合透镜的切换使用，增强了装置使用灵活性；对耦合透镜的安装过程简便，安装后对耦合透镜进行良好的保护、固定，保证耦合透镜可长期反复使用，装置具有较高的使用寿命。