一种光纤光斑匀化装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学设备技术领域，具体涉及一种光纤光斑匀化装置。


背景技术：

2.光纤耦合激光器具有较高的空间自由度，相对于不加光纤的激光器而言，耦合光纤的激光器可以更容易的实现光路的同轴性，确保激发光的光斑质量。市面上常见的光纤有单模和多模两种，单模光纤芯径较细(仅为几个微米)，因而耦合难度和耦合效率的保持难度都比较大，而多模光纤芯径较粗(从几十微米到一二百微米)，大大提高了激光的耦合效率(单模40％，多模可以达到90％以上)，较粗的芯径也一定程度上保证了光纤激光器的机械稳定性。但是多模光纤的出光光斑均匀性较差。为了提高光纤的出光光斑均匀性，现有技术多采用电机振荡光纤的方式，一定程度上能够获得能量分布较为均匀的多模光纤的出光光斑。但也存在一定的瓶颈，即振动电机的振荡频率最大只能达到200hz左右，这种方式的匀化对芯径较粗(100～200μm)光纤效果明显，而对芯径较细(15～50μm)光纤匀化效果欠佳，除此之外，电机振荡带来的振幅较大，因此而产生的振荡噪声以及对匀化设备内部线路带来的潜在损伤(例如振断)都是不可忽略的。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种采用压电陶瓷对光斑进行振荡匀化的光纤光斑匀化装置。
4.本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：
5.一种光纤光斑匀化装置，包括：底座，底座的一端设置有n个压电陶瓷，n≥1，压电陶瓷和控制器连接，底座的另一端固定有震动放大器，待匀化光斑光纤固定在震动放大器上。
6.优选地，震动放大器上设置有适配待匀化光斑光纤的第一卡槽。
7.优选地，放大器的侧边设置有固定盖，放大器和固定盖铰链连接，固定盖内部设置有适配待匀化光斑光纤的第二卡槽。
8.优选地，光纤光斑匀化装置还包括：减震单元，减震单元设置待匀化光斑光纤的出口端，在减震单元的内部横向中空。
9.优选地，减震单元为圆柱体或者立方体。
10.优选地，减震单元的内部横向中空处填充硅胶。
11.优选地，待匀化光斑光纤是多模光纤，多模光纤的入口端和出口端均伸出第一卡槽外。
12.优选地，n＝1
13.本实用新型相对于现有技术具有如下优点：
14.本实用新型采用压电陶瓷对光斑进行振荡匀化，相较于振动电机而言，压电陶瓷的优势主要有两点：一是可以提供更高的振动频率(通常可达khz)，这样就可以在相机的积
分时间内，更多次数的对出射光斑的能量进行重新分布；二是压电陶瓷的振幅较小，产生的振动噪声几乎是听不见的，较小的振动对于匀化设备内部的线路也是一种保护。
15.本实用新型的固定盖盖合在放大器上表面,待匀化光斑光纤的上部、下部分别卡合在第二卡槽内、第一卡槽内。这样的设计可以在压电陶瓷振荡时，保持多模光纤位置的稳定性。
16.本实用新型的光纤出光端的减震单元，可以保证激发光斑在样品处的稳定性。
附图说明
17.构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
18.图1为本实用新型的光纤光斑匀化装置的结构示意图。
19.图2为本实用新型的震动放大器的俯视图。
20.图3为本实用新型的减震单元的结构示意图。
具体实施方式
21.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
22.参见图1
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3，一种光纤光斑匀化装置，包括：底座12，底座12的一端设置有压电陶瓷11，压电陶瓷11和控制器10连接，底座12的另一端设置有震动放大器13，待匀化光斑光纤14固定在震动放大器13上。
23.其中，压电陶瓷11是起到振荡作用的核心元件，控制器10为压电陶瓷11提供一定的频率。震动放大器13可将压电陶瓷11产生的小幅度震动放大。
24.作为另一可实施例，放大器13的一端设置有2个压电陶瓷11，2个压电陶瓷11并排设置。
25.在本实施例，震动放大器13上设置有适配待匀化光斑光纤14的第一卡槽131。多模光纤放置在震动放大器13上的第一卡槽131内，可以稳定的将光纤固定。
26.在本实施例，为了进一步提高光纤固定的稳定性，放大器13的一侧设置有固定盖15，放大器13和固定盖15铰接，固定盖15内部设置有适配待匀化光斑光纤14的第二卡槽。当光纤光斑匀化装置工作时，放大器13和固定盖15通过卡扣扣死，固定盖15盖合在放大器13上表面，待匀化光斑光纤14的上部、下部分别卡合在第二卡槽内、第一卡槽131内。可以在压电陶瓷11振荡时，保持多模光纤位置的稳定。
27.待匀化光斑光纤14是多模光纤，多模光纤的入口端141和出口端142均伸出放大器12外。在本实施例，为了使光束在光纤内发生足够的反射次数，多模光纤的总长度为12m，盘在匀化装置内部的长度为10m，为了保证多模光纤与卡槽(第二卡槽和第一卡槽131)的充分接触，多模光纤14的中间10m为不套皮的裸纤。
28.光束从多模光纤入口端141进入，经过匀化装置，从光纤出口端142出射。考虑到振荡放大器的振动仍然会传递至光纤出口端142，为了使样品处的激发光斑不因光纤的振动而抖动，光纤光斑匀化装置还包括：减震单元20，减震单元20设置待匀化光斑光纤14的出口端142，在减震单元20的内部横向中空201。光纤穿过减震单元20的内部横向中空201。减震
单元20的内部横向中空处填充硅胶。硅胶包裹光纤，达到对振动进行衰减的目的。
29.在本实施例，减震单元20为圆柱体或者立方体，在此不做具体限定。
30.综上，本实用新型采用压电陶瓷11对光斑进行振荡匀化，对环境带来更小的噪声干扰。待匀化光斑光纤14的上部、下部分别卡合在第二卡槽内、第一卡槽131内的包裹型光纤固定结构，以及压电陶瓷11具有的较高的振动频率，能够在保证光纤稳定固定的前提之下，实现更好的匀化效果。光纤出光端的减震单元20，可以保证激发光斑在样品处的稳定性。
31.上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种光纤光斑匀化装置，其特征在于，包括：底座，底座的一端设置有n个压电陶瓷，n≥1，压电陶瓷和控制器连接，底座的另一端固定有震动放大器，待匀化光斑光纤固定在震动放大器上。2.根据权利要求1所述的光纤光斑匀化装置，其特征在于，震动放大器上设置有适配待匀化光斑光纤的第一卡槽。3.根据权利要求2所述的光纤光斑匀化装置，其特征在于，放大器的侧边设置有固定盖，放大器和固定盖铰链连接，固定盖内部设置有适配待匀化光斑光纤的第二卡槽。4.根据权利要求1所述的光纤光斑匀化装置，其特征在于，还包括：减震单元，减震单元设置待匀化光斑光纤的出口端，在减震单元的内部横向中空。5.根据权利要求4所述的光纤光斑匀化装置，其特征在于，减震单元为圆柱体或者立方体。6.根据权利要求4所述的光纤光斑匀化装置，其特征在于，减震单元的内部横向中空处填充硅胶。7.根据权利要求1所述的光纤光斑匀化装置，其特征在于，待匀化光斑光纤是多模光纤，多模光纤的入口端和出口端均伸出第一卡槽外。8.根据权利要求1所述的光纤光斑匀化装置，其特征在于，n＝1。

技术总结
本实用新型公开了一种光纤光斑匀化装置，包括：底座，底座的一端设置有N(N≥个压电陶瓷，压电陶瓷和控制器连接，底座的另一端固定有震动放大器，待匀化光斑光纤固定在震动放大器上。本实用新型采用压电陶瓷对光斑进行振荡匀化，对环境带来更小的噪声干扰。本实用新型的包裹型光纤固定结构，以及压电陶瓷具有的较高的振动频率，能够在保证光纤稳定固定的前提之下，实现更好的匀化效果。光纤出光端的减震装置，可以保证激发光斑在样品处的稳定性。可以保证激发光斑在样品处的稳定性。可以保证激发光斑在样品处的稳定性。


技术研发人员：孙佳音 王宏达 杨乐宝
受保护的技术使用者：广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院
技术研发日：2021.01.21
技术公布日：2021/10/29