[发明专利]一种光纤耦合系统、耦合光束调节方法

权利要求书

1.一种光纤耦合系统，其特征在于，包括激光光源、扩束准直透镜组、耦合透镜、光纤；所述扩束准直透镜组、所述耦合透镜依次设于所述激光光源和所述光纤之间；所述激光光源发出的光线经所述扩束准直透镜组进行慢轴扩束准直，扩束准直后的光线经所述耦合透镜汇聚于所述光纤端面。

2.根据权利要求1所述的一种光纤耦合系统，其特征在于，所述扩束准直透镜组包括平凹柱透镜、凸平柱透镜；所述平凹柱透镜、所述凸平柱透镜依次设于所述激光光源和所述耦合透镜之间；所述平凹柱透镜用于对所述激光光源发出的光线进行慢轴扩束，所述凸平柱透镜用于对扩束后的光线进行慢轴准直，扩束准直后的光线经所述耦合透镜汇聚于所述光纤端面。

3.根据权利要求1所述的一种光纤耦合系统，其特征在于，所述耦合透镜为非球面透镜。

4.根据权利要求1所述的一种光纤耦合系统，其特征在于，所述光纤为纤芯直径62.5或105微米的多模光纤；或者，所述光纤为芯径直径大于105微米的石英光纤。

5.根据权利要求1所述的一种光纤耦合系统，其特征在于，所述激光光源、所述扩束准直透镜组、所述耦合透镜之间光路同轴并调节对准至所述光纤，通过封装套管封装成一体固化，构成激光照明装置。

6.根据权利要求5所述的一种光纤耦合系统，其特征在于，所述封装管包括第一封装管、第二封装管，第一封装管用于封装所述激光光源、所述扩束准直透镜组，所述第二封装管用于安装所述耦合透镜，所述光纤通过石英套管与所述第二封装套管连接；所述第一封装管与所述第二封装管连接。

7.根据权利要求1所述的一种光纤耦合系统，其特征在于，所述激光光源为自带双轴准直透镜的半导体激光器。

8.一种耦合光束调节方法，其特征在于，基于上述权利要求1或2所述的光纤耦合系统实现，所述扩束准直透镜组满足下述焦距调整约束条件：

其中，和分别表示光源慢轴宽度和发散角所服从的概率分布，表示选定光源经过扩束准直透镜组作用后出射光线向量场形式，，表示光学算符，n1，n2为折射率，r1,，r2为自由曲面曲率半径；为一种光源的发光特性，选定光源满足慢轴宽度和发散角为最大概率数值。

9.一种耦合光束调节方法，其特征在于，基于上述权利要求1或2所述的光纤耦合系统实现，所述耦合透镜满足成像光学与非成像光学结合的设计约束条件：

其中，表示耦合透镜后光线角度满足数值孔径，表示耦合方程，表示耦合后的光线向量场，表示光学算符，n为折射率，M1,M2为非球面，表示耦合透镜满足焦距方程以及球差最小关系。