[发明专利]一种1乘7型塑料光纤耦合器

说明书

本发明一种1乘7型塑料光纤耦合器，采用圆柱套筒型结构，包括塑料闪烁光纤束、锥形波导、通信光纤、第一插芯、第二插芯、调整弹簧、法兰盘和耦合器外壳；所述塑料闪烁光纤束和通信光纤通过锥形波导连接，且所述塑料闪烁光纤设置在第一插芯中，所述锥形波导和通信光纤设置在第二插芯中，且两个插芯相对，所述法兰盘和耦合器外壳包裹在两个插芯外，所述调整弹簧设置在耦合器外壳和插芯中间，本发明提供了一种结构紧凑，连接精确，拆装方便，且具有防水功能的塑料光纤耦合器，解决了套管连接方式不稳固也难以操作的问题，适用于水下作业的闪烁光纤阵列。

技术领域

本发明属于天文光子学领域，具体涉及一种1乘7型塑料光纤耦合器。

背景技术

宇宙线的构成和起源一直是天体物理研究中的重要课题。对于粒子流量小的高能宇宙线，一般采用地面方式间接观测。当宇宙线粒子与大气分子或原子核作用产生的次级粒子穿过一介质时，若速度超过光在该介质中的相速度，就会产生切伦科夫辐射。由于单位长度的带电粒子在水中产生的切伦科夫光要比空气中多，发射角也更大，水切伦科夫探测器因而成为一种有效的宇宙线粒子观测手段。探测器使用闪烁光纤阵列为主体，受到切伦科夫辐射激发产生的荧光在光纤中传输，由光电倍增管捕捉并转换为电信号，对这些电荷和时间信息的分析能够确定宇宙线原初粒子的能量及运动方向。

与塑料闪烁体相比，闪烁光纤阵列在探测射线过程中能够同时满足空间分辨率和能量分辨率的要求，商用化的闪烁光纤有各种尺寸，价格也远低于块状闪烁体，能构建高效可靠的探测单元。但塑料闪烁光纤具有严重的能量衰减，在水中铺设大量光纤进行远距离传输，收集到的荧光信号微弱。本发明提出一种塑料光纤耦合器，能将闪烁光纤束中的受激辐射光耦合到一根低损耗的通信塑料光纤中传输，并进行固定和防水封装，实现光纤的高效耦合。

光纤耦合器是用来连接两根或多根光纤，使光纤中传输的信号在特殊的耦合区发生耦合，并进行功率或波长分配的元器件。目前，塑料光纤耦合器已经在汽车、家用网络和光学传感领域得到广泛应用，制作方法有波导法、研磨法、侧面偶合法等。圆柱聚合物棒加热拉锥后形成的锥形波导，两端分别连接输入光纤束和输出光纤，即可作为1×N光纤耦合器，其端面处一般使用粘合剂接合，以热缩套管加以固定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单且水密性好的1乘7型塑料光纤耦合器。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：

一种1乘7型塑料光纤耦合器，采用圆柱套筒型结构，包括塑料闪烁光纤束、锥形波导、通信光纤、第一插芯、第二插芯、调整弹簧、法兰盘和耦合器外壳；所述塑料闪烁光纤束和通信光纤通过锥形波导连接，且所述塑料闪烁光纤设置在第一插芯中，所述锥形波导和通信光纤设置在第二插芯中，且两个插芯相对，所述法兰盘和耦合器外壳包裹在两个插芯外，所述调整弹簧设置在耦合器外壳和插芯中间。

还包括热缩套管，所述热缩套管设置在塑料光纤耦合器的两端；

还包括有六角螺母和橡胶圈，所述橡胶圈设置在耦合器外壳和法兰盘中间，所述六角螺母上的外螺纹与耦合器外壳上的内螺纹相配合；

所述插芯中间有圆柱状突起台阶，其尺寸和耦合器外壳的内孔径一致；

所述锥形波导一端的截面和塑料闪烁光纤束截面尺寸相同，另一端的截面与通讯光纤截面尺寸相同。

本发明的有益效果在于：

本发明提供了一种结构紧凑，连接精确，拆装方便，且具有防水功能的塑料光纤耦合器，解决了套管连接方式不稳固也难以操作的问题，适用于水下作业的闪烁光纤阵列；

本发明可以应用于水切伦科夫探测器的闪烁光纤阵列中，实现塑料闪烁光纤和通信光纤之间的高效耦合及稳定连接。

附图说明

图1为本发明的结构剖面图；