阅读说明：本技术 扩束光纤及其制作方法 (Beam expanding optical fiber and manufacturing method thereof ) 是由 卢建南 邓剑钦 叶德华 于 2021-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种扩束光纤及其制作方法,包括安装管、至少两根光纤和扩束镜,安装管在光路方向的第一端部设置有第一连接端面,第一连接端面垂直于光路方向,光纤的包层位于安装管的安装孔中,光纤的包层的出射端面位于第一连接端面处,出射端面平行于第一连接端面,扩束镜在朝向第一连接端面的一侧设置有第二连接端面,第二连接端面平行于第一连接端面,第二连接端面盖合安装孔并与第一连接端面胶接,出射端面分别与第二连接端面连接。通过多个出射端面则与第二连接端面连接,光线从出射端面出射后从扩束镜进行扩束输出,从而实现多光纤同时扩束,解决了对位精度要求高、输出光线异面角、保偏光纤猫眼对位精度低的问题。(The invention provides a beam expanding optical fiber and a manufacturing method thereof, and the beam expanding optical fiber comprises an installation tube, at least two optical fibers and a beam expanding lens, wherein a first connecting end face is arranged at a first end part of the installation tube in the optical path direction, the first connecting end face is vertical to the optical path direction, the cladding of the optical fibers is positioned in an installation hole of the installation tube, the emergent end face of the cladding of the optical fibers is positioned at the first connecting end face and is parallel to the first connecting end face, the beam expanding lens is provided with a second connecting end face at one side facing to the first connecting end face, the second connecting end face is parallel to the first connecting end face, the second connecting end face covers the installation hole and is connected with the first connecting end face, and the emergent end faces are respectively connected with the second connecting end face. Through a plurality of exit terminal surfaces then with the second be connected the terminal surface and be connected, light is followed the beam expanding lens and is expanded beam output after the exit of exit terminal surface to realize many optic fibre and expand the beam simultaneously, solved that the counterpoint precision requires high, the different face angle of output light, polarization maintaining fiber cat eye counterpoint low problem of precision.)

扩束光纤及其制作方法

技术领域

本发明涉及光学器件领域，尤其涉及一种扩束光纤及其制作方法。

背景技术

在现有技术中的多光纤扩束应用，一般采用的是在每根光纤熔接一段多模光纤或者无芯光纤，然后将熔接后的光纤装到毛细管内，为了满足性能要求，需要各光纤的熔接点严格对齐，且光纤是保偏光纤的话，还需要对猫眼进行精确对位，另外在光纤扩束熔接时，由于存在熔接角度，导致各光纤经扩束后输出的光线，存在异面夹角，影响耦合损耗，导致成品率低，且在光束扩束后，会影响端面的观察效果。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种容易对位、制作方便且结构稳定的扩束光纤。

本发明的第二目的是提供一种上述扩束光纤的制作方法。

为了实现本发明第一目的，本发明提供一种扩束光纤，包括安装管、至少两根光纤和扩束镜，安装管沿光路方向贯穿设置有安装孔，安装管在光路方向的第一端部设置有第一连接端面，第一连接端面垂直于光路方向，光纤的包层位于安装孔中，光纤的包层的出射端面位于第一连接端面处，出射端面平行于第一连接端面，扩束镜在朝向第一连接端面的一侧设置有第二连接端面，第二连接端面平行于第一连接端面，第二连接端面盖合安装孔并与第一连接端面胶接，出射端面分别与第二连接端面连接。

由上述方案可见，通过第一连接端面、第二连接端面和出射端面的平行布置，且分别垂直于光路方向的设置，继而第二连接端面盖合安装孔并与第一连接端面胶接时，出射端面则与第二连接端面连接，光线从出射端面出射后从扩束镜进行扩束输出，从而实现多光纤同时扩束，解决了对位精度要求高、输出光线异面角、猫眼对位精度低的问题。

更进一步的方案是，第一连接端面的面积大于第二连接端面的面积。

更进一步的方案是，第一连接端面和第二连接端面之间的粘接胶位于第二连接端面的外边缘处。

由上可见，通过扩束镜呈较小的布置，利于扩束光纤器件的小型化布置，且较小的第二连接端面易于装配，以及利用四周采用粘接胶水粘接不仅起稳定装配作用，且也能起密封以提高稳定性。

更进一步的方案是，扩束镜由熔融石英材料制成。

更进一步的方案是，扩束镜为楔形棱镜或凸透镜。

由上可见，通过对熔融石英材料的扩束镜进行端面研磨，可使扩束镜能够与出射端面紧密连接，有效降低损耗，且利用楔形棱镜或凸透镜可实现不同光束形状以及不同光路的扩束。

更进一步的方案是，安装孔的横截面呈圆形或矩形，至少两根光纤的包层紧密排布在安装孔内。

由上可见，通过不同形状的安装孔可容纳多根光纤，继而可对多根光纤同时与扩束镜连接并同时实现相应的扩束。

更进一步的方案是，光纤与安装管在光路方向的第二端部胶接。

更进一步的方案是，出射端面与第二连接端面之间预置有压合作用力，出射端面与第二连接端面压合连接。

更进一步的方案是，出射端面与第二连接端面之间的间隙小于等于100纳米。

由上可见，通过光纤的固定，以及对出射端面与第二连接端面压合连接，可使出射端面与第二连接端面之间的间隙小于等于100纳米，即出射端面与第二连接端面利用分子间力进行连接，从而有效降低损耗，且连接装配简易。

为了实现本发明第二目的，本发明提供一种扩束光纤的制作方法，扩束光纤为如上述方案扩束光纤；

制作方法包括：

将光纤的包层放置在安装孔中；

将光纤和安装管固定连接；

对第一连接端面和出射端面进行端面研磨，使出射端面朝外突出于第一连接端面；

第二连接端面盖合安装孔并与第一连接端面胶接，出射端面与第二连接端面压合连接。

由上述方案可见，将第一连接端面和出射端面在同一平面上进行端面研磨后，使出射端面高于第一连接端面，在第二连接端面盖合时，使光纤的出射端朝内形变，继而预置有压合作用力，从而使出射端面与第二连接端面紧密连接。

附图说明

图1是本发明扩束光纤第一实施例在端面研磨后的剖视图。

图2是是图1中A处的放大图。

图3是本发明扩束光纤第一实施例在端面压合后的剖视图。

图4是本发明扩束光纤第一实施例在胶接后的结构图。

图5是本发明扩束光纤第一实施例沿光路方向的侧视图。

图6是图5中B处的放大图。

图7是本发明扩束光纤第二实施例中光纤配置示意图。

图8是本发明扩束光纤第三实施例中光纤配置示意图。

图9是本发明扩束光纤第四实施例中光纤配置示意图。

图10是本发明扩束光纤第五实施例的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

扩束光纤第一实施例：

参照图1，扩束光纤包括安装管1、两根光纤和扩束镜3，光纤为保偏光纤2，安装管1可采用微细管或毛细管，且安装管1可由石英材料制成，安装管1沿光路方向X贯穿设置有安装孔11，安装管1在光路方向X的第一端部设置有第一连接端面12，第一连接端面12垂直于光路方向X，安装管1在光路方向X的第二端部13设置有固定槽，固定槽呈锥形布置。

扩束镜3由熔融石英材料制成，且扩束镜3为楔形棱镜设置，即扩束镜3在朝向第一连接端面12的一侧设置有第二连接端面32，第二连接端面32平行于第一连接端面12，扩束镜3在第二连接端面32相对的一侧设置有出射面31，出射面31和第二连接端面32之间呈锐角夹角布置。

参照图6并结合图1，保偏光纤2包括涂覆层、包层21和纤芯，保偏光纤2为熊猫型保偏光纤，涂覆层包裹在包层21外，纤芯设置在包层21中，纤芯的两侧设置有应力棒。

制作扩束光纤并执行制作方法时，首先执行步骤1，去除保偏光纤2上一部分的涂覆层并使包层外露，继而将保偏光纤2的包层21放置在安装孔11中，并使保偏光纤2的出射端位于第一连接端面12处，以及对猫眼的位置进行调节和对准，保偏光纤2的包层21紧密排布在安装孔11内，通过包层21的外壁与安装孔11的内壁邻接，继而实现包层21在径向上定位，从而易于调节和固定猫眼位置。

随后执行步骤2，将保偏光纤2和安装管1固定连接，即在安装管1的第二端部13处的固定槽填充粘接胶，粘接胶将保偏光纤2的涂覆层和安装管1固定连接。

然后执行步骤3，继而对第一连接端面12和出射端面22通过光纤端面研磨机进行端面研磨，利用具有环槽或圆槽的磨盘，以及控制研磨材料和研磨时间，继而使出射端面22朝外突出于第一连接端面12，使出射端面高于第一连接端面，可参见图2。

参照图3至图5，然后执行步骤4，第一连接端面12的面积大于第二连接端面32的面积，第二连接端面32盖合安装孔11并与第一连接端面12通过粘接胶胶接，第一连接端面12和第二连接端面32之间的粘接胶位于第二连接端面32的外边缘处。并且，第二连接端面32与出射端面22接触，随着保偏光纤2的出射端的形变，继而出射端面22与第二连接端面32之间预置有压合作用力，出射端面22与第二连接端面32压合连接，出射端面22与第二连接端面32之间的间隙小于等于100纳米，继而出射端面与第二连接端面利用分子间力进行连接，从而有效降低光传输的损耗，光束从出射端面22出射后，光束在扩束镜3中扩束输出。

扩束光纤第二实施例：

参照图7，在安装管的圆形的安装孔41内，还可设置四根保偏光纤42，当然亦可调节安装孔41的大小，可安装三根保偏光纤或更多的保偏光纤，多根保偏光纤紧密排布在安装孔41内。

扩束光纤第三实施例：

参照图8，安装管的安装孔43的横截面呈矩形或长方形布置，多根保偏光纤44呈5X2地排布设置在安装孔43内。

扩束光纤第四实施例：

参照图9，安装管的安装孔45的横截面呈矩形或长方形布置，多根保偏光纤45呈3X3地排布设置在安装孔46内。

扩束光纤第五实施例：

参照图10，扩束镜47还可呈凸透镜设置，即扩束镜47的一端呈平直的第二连接端面，另一端则呈外凸的圆弧面。

当然上述实施例只是本案的较佳实施例，在实际应用中，扩束镜可为组合式的棱镜组合，可对光路和光束进行调节。或者第一连接端面12的面积小于或等于第二连接端面32的面积设置，以及光纤还可以采用单模光纤或多模光纤，这些改变均可实现本发明的目的。

由上可见，通过第一连接端面、第二连接端面和出射端面的平行布置，且分别垂直于光路方向的设置，继而第二连接端面盖合安装孔并与第一连接端面胶接时，出射端面则与第二连接端面连接，光线从出射端面出射后从扩束镜进行扩束输出，从而实现多光纤同时扩束，解决了对位精度要求高、输出光线异面角、猫眼对位精度低的问题。