[发明专利]光扩散光纤的光耦合设备和方法

权利要求书

1.一种光纤设备，其包括：

数根光扩散光纤，每根光扩散光纤分别具有折射率为n₁的圆柱形玻璃纤芯和围绕包层， 所述围绕包层的折射率n₂<n₁，其中，每根光扩散光纤的端部区段去除了所述包层，使得所述 纤芯暴露出来；

所述玻璃纤芯布置成捆紧束，所述纤芯之间具有空隙；以及

在所述空隙之间存在的折射率为n_M的透明材料，其中，n_M≤n₁，所述材料至少对于位于 350-2000nm波长范围内的一个波长是透明的。

2.如权利要求1所述的光纤设备，其特征在于，所述材料包括可紫外(UV)固化粘合剂。

3.如权利要求1所述的光纤设备，其特征在于，所述材料包括含氟丙烯酸酯。

4.一种光耦合设备，其包括：

权利要求1、2或3所述的光纤设备，其具有第一尺寸和形状的端面；

发光二极管(LED)光源，其具有发射光的输出端，所述输出端具有第二尺寸和形状，其 基本与所述第一尺寸和形状相同；以及

其中，所述LED光源的输出端与所述光纤设备的端面接合，从而建立了使得光从所述 LED进入所述光纤设备的对接耦合。

5.一种光耦合设备，其包括：

权利要求1、2或3所述的光纤设备，其具有数值孔径NA_B以及第一尺寸和第一形状的端 面；

发光二极管(LED)光源，其数值孔径NA_S>NA_B，并且其输出端的第二尺寸小于所述第一尺 寸以及该输出端具有基本相同的所述第一形状，其中，所述输出端发射光；以及

反射集中器，其可操作地布置在所述LED光源和光纤设备之间，从而使得至少一部分来 自所述LED光源的光从所述反射集中器反射，并以基本匹配所述光纤设备的数值孔径NA_B的 方式进入所述光纤设备的端面。

6.如权利要求5所述的光耦合设备，其特征在于，所述反射集中器具有抛物线形或圆锥 形形状。

7.一种对光扩散光纤的端部进行加工的方法，所述光扩散光纤具有纤芯和围绕所述纤 芯的包层，该方法包括：

劈开所述光扩散光纤，以形成劈开端部，其中，所述纤芯具有粗糙端；

将可紫外(UV)固化材料沉积到所述粗糙端上；

将非粘性的UV透明板放置成抵靠住所述可UV固化材料和劈开端部，以形成所述可UV固 化材料的平坦表面；以及

用UV光贯穿所述非粘性的UV透明板来照射所述可UV固化材料，以使得所述可UV固化材 料固化，从而在所述劈开端部形成光滑且平坦的硬化表面。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述可UV固化材料包括含氟丙烯酸酯。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述纤芯具有第一折射率，所述UV固化的材 料的第二折射率基本等于所述第一折射率。

10.一种光耦合设备，其包括：

具有数根如权利要求1、2或3所述的光扩散光纤的光扩散光纤(LDF)束，所述LDF束的端 面为第一尺寸和第一形状；

发光二极管(LED)光源，其至少在位于300-2000nm波长范围内的一个波长提供光，所述 发光二极管(LED)光源具有输出端，所述输出端具有与所述第一尺寸和形状基本匹配的第 二尺寸和第二形状，并且所述输出端发射光；

具有第一端和第二端的透明杆，所述透明杆布置在所述LEF束的端面和所述LED光源的 输出端之间并且与它们接触，其中，所述杆至少对于所述位于300-2000nm波长范围内的一 个波长是透明的；以及

具有内部空间的外壳，其容纳了所述LED光源、透明杆和LDF束的端面，所述外壳具有侧 壁，所述侧壁对于来自所述LED光源的光是大致透明的，并且对在所述侧壁中移动的一部分 光进行散射。