[发明专利]一种用于在光纤侧面均匀蒸镀增透膜的夹具

说明书

技术领域

本发明涉及半导体激光器技术领域，尤其是一种用于在光纤侧面均匀蒸镀增透膜的夹具。

背景技术

半导体激光器目前已经在许多领域取得很广泛的应用，尤其是大功率LD的应用广泛，而且具有日趋活跃的势头。在激光技术的许多应用领域中，光束质量至关重要。在光纤激光器的泵浦中，要求泵浦光会聚后的数值孔径和聚焦点尺寸分别小于双包层光纤内包层的数值孔径和芯径，否则会造成泵浦能量的损失。同样，在激光晶体棒的端面泵浦上，为提高泵浦效率并实现较好的模匹配，常常对晶体端面的小区域进行强泵浦，所以也需要把泵浦光聚焦成为直径数百微米的光斑。而对于材料加工和激光医疗应用，将LD聚焦成尽可能对称分布的圆点是一个最基本的要求。同样在光学信息处理、存储和记录，激光雷达等应用场合，都对光束质量有较高的要求。激光光束质量不仅大大影响激光器的整体性能，也大大影响激光技术的应用水平。

但是半导体激光器的光束有很多不同于其他激光器的特点，例如发散角较大，且在垂直和平行于结平面两个方向不一致，使得半导体激光器的绝大多数应用必须利用光学系统对其进行光束整形。而大功率LD列阵更是由多个激光发射单元(每个单元相当于一个半导体激光器)构成的，如图1所示。由于非对称光波导的影响，每个激光器输出的光束在垂直于结平面方向(快轴)和平行于结平面方向(慢轴)出现较大的差别，主要包括：1)、一个发射单元在快轴方向源尺寸很小，约为1μm，而在慢轴方向源尺寸很大，约数百μm；2)、两个方向的束腰不在同一位置上，即存在固有像散；3)、两个方向有较大的且不对称的发散角，尤其是快轴方向发散角一般在20°～40°，最大的甚至可以达到60°之大，严重影响了其输出光束的应用，所以在应用之前对半导体激光器进行快轴准直具有重要的意义。

为了提高半导体激光器的光束质量，人们最常采用的方法之一为以一段光纤作为微圆柱透镜来实现半导体激光快轴方向光束的准直，如图2所示，这种方法容易实现、价格低廉且能满足多种使用要求。

但由于光纤本身的折射率不为1，半导体激光入射到光纤表面，由于光纤与空气的折射率差，见公式1，

R=[n0-n2n0+n2]2]]>公式(1)

n₀，n₂分别为空气与光纤的折射率，R为光纤的反射系数。一般石英光纤的折射率为1.458，空气折射率为1，反射率就为3.5％，这将造成一部分半导体激光从光纤表面反射到激光器腔面，不但影响半导体激光器的准直效率，而且也容易造成激光器损伤，影响激光器的寿命和可靠性。

为此，在光纤侧壁上蒸镀增透膜，降低光纤对激光的反射率具有重要意义，本发明就是通过特别制作的镀膜夹具来保证镀膜机中光纤侧壁镀膜均匀，从而减少光纤对激光的发射率，提高半导体激光器的准直效率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明所述的光纤镀膜夹具为一种用于在光纤侧面均匀蒸镀增透膜的夹具，并可推广应用于其他柱状体侧壁镀膜，所解决的主要技术问题是：提供一种简单、可靠地光纤镀膜夹具，解决准直用光纤激光透过率低的问题。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种用于在光纤侧面均匀蒸镀增透膜的夹具，该夹具包括上半部分和下半部分，被该夹具夹持的光纤在镀膜过程中采用公转与自转相结合的形式转动，其中：该上半部分与镀膜机的旋转部件相连接，由镀膜机的旋转部件带动该上半部分转动，使该上半部分侧面夹持的光纤围绕该夹具中心转动，形成公转；该下半部分与镀膜机的机体相连接，在该上半部分转动时保持不动，由该下半部分表面的齿轮轨道迫使该上半部分中夹持光纤的部件在随该上半部分转动的同时自身同步转动，形成自转。

上述方案中，该上半部分的内侧面具有夹持光纤的部件，该部件具有一中心孔，通过调整该中心孔的大小来夹持不同直径的光纤。