[发明专利]一种大功率激光耦合结构

说明书

一种大功率激光耦合结构，包括：第一插针、第二插针和套管。光纤组使用环氧胶永久的固定在插芯中；接触件放置于壳体中；接触件与接触件在套筒中进行对接。本发明适用于大功率激光传输，插入损耗低、光学端面激光能量密度低，有效防止光学端面受激光烧蚀，同时加工难度小。

技术领域

本发明涉及一种光纤连接器领域，特别是一种大功率光纤连接器。

背景技术

传统单模光纤连接器多采用物理连接方式，即单模光纤端面直接接触以实现光信号的低损耗传输。这种连接方式不适用于大功率激光传输应用，主要体现在以下几个方面：

1、传统单模光纤连接器用于大功率激光传输时，由于光纤输出和输入端面激光功率密度高，一旦超过光纤材料的损伤阈值，极易造成光纤端面烧毁，无法继续传输光能量。

2、大功率激光通过光纤输出和输入端面时，光纤端面的微小表面质量缺陷，如杂质、划伤及微缺陷等，都将造成激光能量的异常吸收，并导致光纤端面烧毁，无法继续传输光能量。

3、大功率激光通过光纤输出和输入端面时，光纤端面的任何污染物，如灰尘、污渍等，都将造成激光能量的异常吸收，并导致光纤端面烧毁，无法继续传输光能量。

4、传统物理接触式单模光纤连接器在反复插拔使用过程中，光纤端面易受到磨损，一旦光纤端面受损，在传输大功率激光时，受损的光纤端面极易发生激光能量的异常吸收，并导致光纤端面烧毁，无法继续传输光能量。

针对以上大功率激光单模传输的应用需求，目前有采用透镜扩束的非接触式光纤连接器，但是这类连接器采用透镜进行光纤间的非接触连接，缺点是传输损耗大，互换性差，零件加工及装配难度大，成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种大功率激光耦合结构，特别是一种大功率激光传输应用光纤连接器，性能好，可靠性高，同时加工及装配难度小、精度要求低，寿命长。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种大功率激光耦合结构，包括：第一插针、第二插针和套管；

第一插针和第二插针通过套管进行径向固定，实现第一插针和第二插针的轴线对中；第一插针和第二插针的接触端面位于套管内；

第一插针、第二插针均包括：自聚焦光纤、普通单模光纤、插芯；

自聚焦光纤和普通单模光纤之间通过激光或者电弧放电等方式熔融形成一体式结构，自聚焦光纤和普通单模光纤的连接点作为熔接点；

插芯为轴向中空结构，自聚焦光纤和普通单模光纤周向包裹固定插芯；所述熔接点位于插芯内部；

自聚焦光纤与普通单模光纤具有相同的外径尺寸，且二者通过熔融后形成的熔接点也具有与二者相同的外径尺寸。

自聚焦光纤的前端面缩进插芯中，且自聚焦光纤的前端面与插芯的前端面的轴向距离取值范围为0～0.5mm。

插芯的端面设置有倒角。

自聚焦光纤、普通单模光纤与插芯之间通过环氧胶粘接固定。

插芯的外壁和套管的内壁过盈配合。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1)本发明采用自聚焦光纤将普通单模光纤的光束直径扩大3～5倍及以上，从而使光纤端面上的激光能量密度大幅度降低，有效防止光纤端面烧蚀，提高整个器件的激光功率难受能力至数十瓦及以上。

2)本发明采用与普通单模光纤外径相同的自聚焦光纤进行光束整形，有效提高了装配工艺精度，实现了大功率激光的低损耗高可靠传输；同时大幅度降低了装配工艺难度，从而降低加工成本。

附图说明