[发明专利]一种光纤空间滤波器

说明书

本发明公开了一种光纤空间滤波器，该光纤空间滤波器包括：光纤插芯，具有第一端面及用以限定内部中心通道的内表面，第一端面与内表面相接，沿与内表面相接的一端围成圆台状的凹槽；光纤插芯的中心通道用以容置光纤。本发明实施例提供的光纤空间滤波器，通过设置光纤插芯，将光纤置于光纤插芯的通道中，可以避免不满足光纤耦合条件的光束进入光纤中，提高光纤的可靠性。同时将光纤插芯的第一端面与内表面相接的一端围成圆台状的凹槽，安装光纤时可以直接将光纤接收入射光的一端直接设置在光纤插芯的第一端面与内表面相接处，便于光纤的对准。此外，圆台状的凹槽可以滤除不满足光纤耦合条件的杂散光，保证光纤耦合系统长期工作的稳定性。

技术领域

本发明涉及光纤耦合技术领域，具体涉及一种光纤空间滤波器。

背景技术

光纤由于具有光束柔性传输、光束匀化等特点被广泛应用于工业、科研、军事等领域。通常光纤纤芯纤径较小，并且由于光纤包层和纤芯折射率不同，光纤具有严格的数值孔径限制。因此光束在自由空间传输后，聚焦耦合进光纤的过程中，极有可能因为入射光斑尺寸过大、或者是光学器件引入的高阶像差、又或是因为挡光产生的衍射，而产生较大数值孔径的杂散光，或者导致聚焦光斑尺寸大于光纤纤芯尺寸。这些都会使耦合进光纤的光束沿包层传输，使光纤的温度上升，最终导致光纤甚至后端光学系统遭受不可逆的损失。

现有技术中为了解决上述问题，通过会在光路中增加光阑，滤除部分不满足光纤耦合条件的光束。然而在实际大规模批量生产中，光阑的调节加大了生产线的压力，降低了激光系统的可靠性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种光纤空间滤波器，以解决现有技术中通过设置光阑滤除不满足光纤耦合条件的光束的方法加大了生产线的压力，不适于大批量生产的技术问题。

本发明提出的技术方案如下：

本发明实施例提供一种光纤空间滤波器，该光纤空间滤波器包括：光纤插芯，具有第一端面及用以限定内部中心通道的内表面，所述第一端面与所述内表面相接，沿与所述内表面相接的一端围成圆台状的凹槽；所述光纤插芯的中心通道用以容置光纤。

可选地，所述第一端面与所述内表面相接的一端与所述中心通道轴线之间的距离小于所述第一端面远离所述内表面的一端与所述中心通道轴线之间的距离。

可选地，所述光纤插芯还包括：用于阻挡杂散光的前端面，所述前端面与所述中心通道垂直。

可选地，所述光纤插芯还包括：用于阻挡杂散光的前端面，所述前端面与所述中心通道不垂直，且所述前端面沿光束的入射方向倾斜。

可选地，该光纤空间滤波器还包括：聚焦透镜，设置在所述光纤插芯的前方，用于对发射向所述光纤插芯的光束进行聚焦。

可选地，所述圆台状的凹槽的母线与所述中心通道的轴线的夹角的范围用下列公式表示：

当α₀≤NA，α₀≤α_in≤NA；

当α₀≥NA，α_in≤NA；

其中，α_in表示所述圆台状的凹槽的母线与所述中心通道的轴线的夹角，NA表示光纤的数值孔径，D表示入射至所述聚焦透镜的光束的口径，f表示所述聚焦透镜的焦距，t表示光纤的包层厚度，L表示光纤的入射端面与所述前端面之间的水平距离。

可选地，所述光纤插芯的入射孔半径用下列公式表示：

r_out＝Ltan(α_in)+r_fiber+t

其中，r_fiber表示所述光纤的纤芯半径。

可选地所述光纤插芯的材料为陶瓷或金属。