[发明专利]一种光纤端帽熔接系统及熔接方法

说明书

本发明提供了一种光纤端帽熔接系统和熔接方法，该系统包括激光发生器、扩束准直器将激光发生器发出的激光进行扩束准直；平面反射镜，将经扩束准直器扩束准直的光折返90°；离轴抛物面反射镜，将平面反射镜反射过来的光束聚焦至光纤和石英端帽的熔接部位；平移旋转台；端帽夹持件设置上与平移旋转台上；光纤夹持件、激光光源，用于产生可见光束；计算机和探测器，设置于端帽夹持件的正下方，与计算机连接，用于探测激光光源产生的可见光束经光纤传输的传输效率以及传输后的光束质量。本发明通过图像监测系统以及激光光源和探测器，能够对光纤与石英端帽分别进行初定位和精定位，实现了光纤与石英端帽的精确对准。

技术领域

本发明涉及光纤端帽熔接领域，尤其涉及一种光纤端帽熔接系统。

背景技术

近几年来，大功率光纤激光器是激光领域关注的焦点，其具有较大的光功率密度、较好的光束质量、使用简单等特点，广泛应用于工业加工、武器装备和医疗器械等方面。由于大功率光纤激光器中采用的光纤通常是大模场面积的双包层光纤，纤芯中的光功率密度很大，任何细小的端面污染和加工缺陷，都可能使得其局部电场加强，进而引起光纤端面的损伤。

一种有效的解决方法是在光纤端面上熔接大直径的石英光纤端帽。光纤端帽就是实现光纤端面保护的高功率光纤无源器件，通过对输出光纤的扩束降低输出端的光功率密度，从而保护光纤端面不受损坏。因此，研究光纤端帽的关键制作工艺，实现可承受高功率光纤端帽的制作对于光纤激光器和放大器的应用具有重要意义。

光纤端帽的常见加热方法有电弧环工艺，丝焰加热，CO2激光这三种方法。相对于传统的电弧环工艺和丝焰加热法，CO2激光作为一种新兴的加热方式，传承于CO2激光器加工设备，复用了石英材质对CO2激光的吸收特性，属于直接加热的加热方式。石英对二氧化碳激光(波长10.6um)吸收率高，通过激光辐射的方式熔接光纤与端帽。这种熔接方式可以准确的将激光透射到熔接区域，而且在整个加工过程中不会引入杂质，符合大功率光纤器件的使用要求。

然而，目前的光纤端帽熔接技术存在两个重要的技术难题。其一为光纤与端帽的对准，当光纤与端帽熔接过程中发生横向错位或者角度偏移时，导致传输效率降低，大功率激光器便达不到使用要求；其二为目前的CO2激光器输出功率不稳定，导致熔接部位受热不均匀，从而影响光纤端帽的传输功率。

发明内容

鉴于此，本发明的一个目的是提供了一种光纤端帽熔接系统，该系统能够使光纤与石英端帽精确对准。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种光纤端帽熔接系统，包括：

激光发生器，用于产生激光；

扩束准直器，将激光发生器发出的激光进行扩束准直；

平面反射镜，将经扩束准直器扩束准直的光折返90°；

离轴抛物面反射镜，将平面反射镜反射过来的光束聚焦至光纤和石英端帽的熔接部位；

平移旋转台，所述平移旋转台可在动力源的驱动下旋转以及平移；

端帽夹持件，用于夹持所要进行熔接的石英端帽，使光纤端帽竖直设置，所述端帽夹持件设置于所述平移旋转台上；

光纤夹持件，用于夹持所要进行熔接的光纤，使光纤竖直设置，并位于石英端帽的上方；

激光光源，用于产生可见光束，所述激光光源设置于所述光纤的正上方，所述激光光源产生的可见光经过光纤后产生的光斑位于所述石英端帽上；

计算机，所述计算机内设有光束质量分析软件；

探测器，设置于所述端帽夹持件的正下方，与所述计算机连接，用于探测激光光源产生的可见光束经光纤传输的传输效率以及传输后的光束质量。