[发明专利]一种具有拉曼散射频移辅助透镜精密调节的光闸耦合装置

权利要求书

1.一种具有拉曼散射频移辅助透镜精密调节的光闸耦合装置，其特征在于：包括法兰（1）、耦合发生结构（2）、透镜位移结构（3）、封装板（4）、光纤卡口（5）；共光轴依次连接光纤卡口（5）、法兰（1）、耦合发生结构（2）、透镜位移结构（3）和封装板（4），光闸的输出光纤通过光纤卡口（5）锁紧，输出光纤的端面位于耦合发生结构（2）中；

所述耦合发生结构（2）包括耦合仓（21）、第一微分头（22）、横向楔柱（23）、纵向传动柱（24）、微型光谱仪（25）、探测光纤（26）、温度探测器（27）、盖板（28）；

耦合仓（21）顶面设置一个凹槽，微型光谱仪（25）、探测光纤（26）和温度探测器（27）设置于凹槽中；盖板（28）用来封装该凹槽；

耦合仓（21）呈方块状，中心设有圆柱形通孔用于放置光闸的输出光纤以及进行激光耦合；耦合仓（21）圆柱形通孔与底面之间设置二阶横向槽孔，横向槽孔方向与圆柱形通孔方向垂直；耦合仓（21）在后端面圆柱形通孔下方设置纵向柱孔，纵向柱孔与横向槽孔垂直且相交；

第一微分头（22）的旋转调节端设置在耦合仓（21）下方一侧，第一微分头（22）的末端伸入横向槽孔中；横向楔柱（23）的一端为平面，另一端为楔面，横向楔柱（23）置于耦合仓（21）的横向槽孔的第一阶中，横向楔柱（23）的平面与第一微分头（22）末端接触，旋转第一微分头（22）的旋转调节端能够推动横向楔柱（23）沿着横向槽孔移动；纵向传动柱（24）的一端为圆柱，另一端安装有滚珠，纵向传动柱（24）置于耦合仓（21）的纵向柱孔中，纵向传动柱（24）上的滚珠与横向楔柱（23）的楔面相切接触，横向楔柱（23）沿着横向槽孔平移时能够推动纵向传动柱（24）沿着纵向柱孔平移。

2.根据权利要求1所述的具有拉曼散射频移辅助透镜精密调节的光闸耦合装置，其特征在于：所述耦合发生结构（2）还包括水循环冷却环形光阱（29），水循环冷却环形光阱（29）位于耦合仓（21）内的通孔周围设置，水流在圆柱型通孔中循环流动。

3.根据权利要求1所述的具有拉曼散射频移辅助透镜精密调节的光闸耦合装置，其特征在于：所述微型光谱仪（25）、探测光纤（26）和温度探测器（27）能够提高光闸在三万瓦级激光功率下工作的安全性；激光在耦合仓（21）中完成空间—光纤耦合，温度探测器（27）与耦合仓（21）紧密接触，实时监测耦合仓（21）的温度，当耦合仓（21）温度高于光闸设定的阈值时，此时光闸报警，激光关闭；微型光谱仪（25）置于耦合仓（21）中，微型光谱仪（25）上设有探测光纤（26），探测光纤（26）的一端指向耦合仓（21）的圆柱形通孔，并靠近光闸输出光纤的端面；光闸输出光纤的包层上制有拉曼散射面，在进行激光耦合时，如果耦合误差过大，会发生散射光拉曼频移，此时微型光谱仪（25）探测到散射光拉曼频移的现象，表示需要重新耦合。

4.根据权利要求1所述的具有拉曼散射频移辅助透镜精密调节的光闸耦合装置，其特征在于：所述第一微分头（22）、横向楔柱（23）、纵向传动柱（24）组成的精密传动结构（30），能够降低旋转第一微分头（22）时耦合透镜（37）的位移量；纵向传动柱（24）的平面端与透镜位移结构（3）接触，通过旋转第一微分头（22）推动横向楔柱（23）横向移动，进而横向楔柱（23）推动纵向传动柱（24）轴向移动，进而纵向传动柱（24）推动透镜位移结构（3）轴向移动；当横向楔柱（23）的楔角为α时，精密传动结构的传动倍率因子为，即第一微分头（22）旋转推进距离为d时，透镜位移结构（3）沿轴向移动距离为，由此缩小了调节时耦合透镜（37）的位移量。