阅读说明：本技术 一种基于光纤内部微结构远场图案的保偏光纤对轴装置 (Polarization maintaining optical fiber counter shaft device based on optical fiber internal microstructure far-field pattern ) 是由 王璞 宋伟华 侯玉斌 张倩 王茜 于 2019-12-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于光纤内部微结构远场图案的保偏光纤对轴装置,主要由线激光器(1)、光纤角度调节平台(2)、金属平台(3)、接收屏(4)和光纤夹具(5)组成。利用线光源照射光纤侧面在远端显示光纤内部结构图案的原理,来进行保偏光纤对轴熔接。通过对两段相对放置的保偏光纤调节轴向角度,可以改变两段光纤快慢轴的角度,最终实现两段光纤快慢轴的对准。本发明利用线光源照射光纤侧面投射出光纤内部微结构远场图案的方法至今没有人用于保偏光纤的对轴,无需像市面上其他保偏光纤熔接机一样观察光纤侧面近场光强图案,从原理上来讲对轴方式不同且更为精确。本发明设计简单、结构紧凑,易于实现产业化。(The invention discloses a polarization maintaining optical fiber counter shaft device based on a far field pattern of an optical fiber internal microstructure, which mainly comprises a line laser (1), an optical fiber angle adjusting platform (2), a metal platform (3), a receiving screen (4) and an optical fiber clamp (5). The principle that the side face of the optical fiber is irradiated by a linear light source and the internal structure pattern of the optical fiber is displayed at the far end is utilized to perform polarization-maintaining optical fiber countershaft fusion. The angle of the fast and slow axes of the two segments of optical fibers can be changed by adjusting the axial angle of the two segments of polarization maintaining optical fibers which are oppositely arranged, and the alignment of the fast and slow axes of the two segments of optical fibers is finally realized. The method for projecting the optical fiber internal microstructure far-field pattern by irradiating the side surface of the optical fiber by using the line light source does not have a counter shaft used for the polarization maintaining optical fiber so far, does not need to observe the optical fiber side surface near-field light intensity pattern like other polarization maintaining optical fiber fusion splicers in the market, and has different and more accurate counter shaft modes in principle. The invention has simple design and compact structure, and is easy to realize industrialization.)

一种基于光纤内部微结构远场图案的保偏光纤对轴装置

技术领域

本发明公开了一种基于光纤内部微结构远场图案的保偏光纤对轴装置。

背景技术

保偏光纤具有特殊的光纤结构可以保证线偏振光在光纤内部传输时偏振态不改变。在一些光纤传感器中，保偏光纤的线偏振输出可以提高信号的信噪比，同时在光纤通信和激光器制造等行业中，保偏光纤因其线偏振光传输的优势可以降低外部环境对光纤内部光模式的影响，因此保偏光纤受到了人们的广泛关注。但是由于保偏光纤的内部存在快慢轴，所以在对其进行光纤熔接时存在着一些对轴问题。例如：光纤对轴的准确性，两端光纤水平高度不平等问题都影响着光纤熔接后的损耗。

发明内容

本发明的目的在于设计一种基于光纤内部微结构远场图案的保偏光纤对轴装置，利用线光源照射光纤侧面在远端显示光纤内部结构图案的原理，来进行保偏光纤对轴熔接。通过对两段相对放置的保偏光纤调节轴向角度，可以改变两段光纤快慢轴的角度，最终实现两段光纤快慢轴的对准。

为使上述方案设计得以实现，本发明采用的技术方案是设计一种基于光纤内部微结构远场图案的保偏光纤对轴装置，其中保偏光纤对轴装置主要由线激光器(1)、光纤角度调节平台(2)、金属平台(3)、接收屏(4)和光纤夹具(5)组成。

将金属平台(1)固定在实验操作台上，将两个光纤角度调节平台(2)对称安装在金属平台(3)的两端，保证两个光纤角度调节平台(2)距整个金属平台(3)中央的前后左右距离相等。再将两个光纤夹具(5)分别放置在光纤角度调节平台(2)上并在光纤夹具上分别放置两段光纤，调节光纤角度调节平台(2)到合适的角度，使两段光纤的高度和前后左右距离一致，将线激光器(1)和接收屏(4) 分别放置在金属平台的两侧，并调节到合适高度。至此整个装置搭建完毕。

接通电源，线激光器(1)产生红色线激光，手动将线激光调成水平角度照射到光纤侧面上。利用线光源照射光纤侧面在远端显示光纤内部结构图案的原理可以在接收屏(4)上观察到光纤内部结构图案，通过转动光纤夹具(5)进行保偏光纤快慢轴的对准，当接收屏(4)上左右两部分图案相同的时候光纤的快慢轴就已经对好了。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果。

1、本发明利用线光源照射光纤侧面投射出光纤内部微结构远场图案的方法至今没有人用于保偏光纤的对轴，无需像市面上其他保偏光纤熔接机一样观察光纤侧面近场光强图案，从原理上来讲对轴方式不同且更为精确。

2、本发明可以配合非保偏光纤熔接机代替保偏光纤熔接机，可以极大降低保偏光纤熔接机的成本。该装置配合非保偏熔接机的熔接效果与市面上的保偏熔接机效果相同。

3、本发明设计简单、结构紧凑，易于实现产业化。

附图说明

图1为市面上保偏光纤熔接机对轴装置的原理方框图。

图2为基于光纤内部微结构远场图案的装置图

图中：1、线激光器，2、光纤角度调节平台，3、金属平台，4、接收屏，5、光纤夹具

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明。

图1是市面上保偏光纤熔接机对轴装置的原理方框图，普通熔接机中所用的光源通常都是普通白光光源，而非单色线光源。这种白光光源打到光纤侧面上在另一侧光纤的近场处，约距光纤侧面2mm的位置进行投影，投影成功后对近场的投影用聚焦透镜在远场呈现光强度的条纹，通过转动熔接机内部的光纤夹具可以调节两段光纤的快慢轴进行对轴。这种对轴方式利用的是光强条纹匹配，它的缺陷在于光强条纹图案的产生与接收透镜的距离以及光强传感器本身有关。因此这种熔接方式的匹配精度和探测器的精度相关，所以当前的保偏光纤熔接机往往会出现对轴角度偏差过大的现象，而利用线光源照射光纤侧面投射出光纤内部微结构远场图案的方法，其对轴精度则只与接收屏距金属平台的位置有关，只要接收屏能呈现清晰的光纤内部微结构远场图案，通过手动或电动方式转动光纤夹具可以实现无偏差的对轴。

图2是基于远场光纤内部微结构图案原理图。这个对轴装置由线激光器(1)、光纤角度调节平台(2)、金属平台(3)、接收屏(4) 和光纤夹具(5)组成。在对轴开始前将金属平台(3)固定到实验台上，并将两个光纤角度调节平台(2)对称安装到金属平台上(3)，两个光纤角度调节平台(2)距金属平台(3)中央的前后左右位置均相同。将两个可转动的光纤夹具(4)安装到光纤角度调节平台(2) 上，随后将两段光纤放置到光纤具(5)上，调节光纤角度调节平台 (2)使得两段光纤的位置水平，前后距离相同。将线激光器(1)和接收屏(5)放置在金属平台(3)两侧，调整线激光器(1)和接收屏(5)的高度，保证线激光投射到光纤侧面能在接收屏(5)的正中央接收到光纤内部微结构图案。接通电源打开线激光器(1)，将产生的线激光水平照射到光纤上，在接收屏(4)上就可以观察到光纤内部微结构的投影图案，通过调节光纤夹具(5)的角度可以实现光纤快慢轴的对准。

各个器件的作用如下：

线激光器(1)：提供水平的线光源用于照射出保偏光纤内部微结构。

光纤角度调节平台(2)：调节夹在光纤夹具上光纤的高度和前后左右距离保证两光纤严格对称。

金属平台(3)：作为整个装置的基础用于保证整个装置的稳定性和水平程度。

光纤夹具(4)：夹住并且转动光纤，实现两光纤对轴。

接收屏(5)：用于接收光纤内部微结构图案。