[发明专利]光束分束聚焦传输装置及方法

说明书

本发明公开了一种光束分束聚焦传输装置及方法，包括由控制器操控的激光发射器，还包括反光镜和分光镜，45°倾斜的反光镜设于激光发射器的前方，与反光镜反向倾斜45°的分光镜设于反光镜下方，分光镜分光中心的左、右分别设有左、右自聚焦透镜光纤单元，各自聚焦透镜光纤单元接收对应分光束并聚焦耦合后进行光纤传输；由激光发射器发出的光束经反射镜后反射，反射的光束通过分光镜将光束均分成两束光束，分束后的光束通过自聚焦透镜与传输光纤组成的自聚焦耦合传输单元实现光束分束聚焦耦合传输。本发明实现了光束聚焦传输的小型集成化，缩小了聚焦耦合传输空间，提高了光束利用效率及设备使用率，节约了器件的购置成本。

技术领域

本发明涉及光束聚焦传输技术，具体为一种光束分束聚焦传输装置及方法。

背景技术

随着光束聚焦传输耦合在激光雷达、自由空间激光通信、半导体激光器、光纤连接、定向耦合器和光纤传感器中的应用越来越广泛，光束聚焦传输系统的微型化、集成化、耦合高效率化在众多光束传输领域中发挥着至关重要的作用。

光束分束器利用折射-反射系统，经过多次折射和反射得到所需的光场分布，可以把输入光束分割成一维或二维阵列光束或光斑，在光通信、光信息处理、工业检测等许多领域中进行光功率分配、多通道传输及采样等应用。

光束的分束在光学成像、成像监测、光通信检测、激光器耦合腔体传输中具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出了一种提高光束利用率、节约相应器件购置成本的光束分束聚焦传输装置及方法。

能够解决上述技术问题的光束分束聚焦传输装置，其技术方案包括由控制器操控的激光发射器，所不同的是还包括反光镜和分光镜，45°倾斜的反光镜设于激光发射器的前方，与反光镜反向倾斜45°的分光镜设于反光镜下方，所述分光镜分光中心的左、右分别设有左、右自聚焦透镜光纤单元，各自聚焦透镜光纤单元接收对应分光束并聚焦耦合后进行光纤传输。

各自聚焦透镜光纤单元的一种结构包括接收传输管，所述接收传输管光束接收端的管体内固设有自聚焦透镜，接收传输管光束输出端的管体内固设有玻璃毛细管，所述自聚焦透镜与玻璃毛细管之间设有光学粘胶，所述玻璃毛细管中心插装有传输光纤，所述传输光纤的内端通过光学粘胶连接自聚焦透镜，传输光纤的外端伸出接收传输管的光束输出端。

为定位传输光纤并防止其脱落，所述接收传输管光束输出端的管口内阻塞有的填充料。

为对接收传输管内的各元器件实施有效保护，所述接收传输管上套装固定有护管。

一种可实施方案中，所述激光发射器的光束直径设计为10mm，与之相匹配，各自聚焦透镜的直径均设计为15mm，各传输光纤的纤芯直径均设计为0.2mm，外径均设计为1mm。

采用上述光束分束聚焦传输装置的分光束聚焦传输方法，其方案步骤为：

1、在控制器的操控下，所述激光发射器向前方的反光镜发射激光束。

2、激光束通过反光镜向下方的分光镜反射。

3、分光镜将反射的激光束分成左、右两侧的子光束Ⅰ和子光束Ⅱ。

4、各子光束通过对应的自聚焦透镜聚焦后耦合到对应传输光纤中进行传输。

本发明的有益效果：

1、本发明光束分束聚焦传输装置及方法利用分光镜实现单光束的分束，通过对应具有径向渐变折射率梯度的自聚焦透镜实现子光束聚焦后耦合到传输光纤进行传输。

2、本发明可将光束分束聚焦传输应用到耦合光纤器件中，在单光束分束聚焦后通过连接相应光纤进行子光束输出，分别作为独立的激光器、监测器、探测器等成像光源使用，能够提高光束的利用率、节约器件的购置成本。