[发明专利]一种椭圆光纤准直器

说明书

本发明公开一种椭圆光纤准直器，包括壳体和在所述壳体内依次设置的第一扩束组件及第二扩束组件，所述第一扩束组件的光路上设有可调波片组件，所述可调波片组件用于调节出射光的偏振态；所述壳体靠近第一扩束组件的一端设有光纤法兰盘，所述光纤法兰盘与激光器的入射光纤连接；所述激光器发射的光经由入射光纤传输至第一扩束组件进行一次扩束，得到满足短轴要求的圆形光斑，在一次扩束过程中通过可调波片组件调节出射光偏振态，调节后的出射光经由第二扩束组件进行二次扩束，得到满足长轴要求的椭圆光斑。本发明结构简单、占用空间小，且对应用环境要求较低，适用范围广。

技术领域

本发明涉及光学设备技术领域，具体为一种椭圆光纤准直器。

背景技术

由于激光具有能量集中、方向性、单色性好的特点，目前被广泛应用在激光测距、空间光学等各个领域。但由于激光器出射的激光存在一定的发散角，且出射光斑都很小，不满足远距离传输对激光准直度的要求，且对于一些应用场景，如大气探测激光雷达、激光干涉仪等，出射光斑需远大于激光器光斑，所以需要对激光光束进行扩束准直。常见的准直镜均为圆形，对检测方形物体是存在结构的臃肿及能量的浪费，且激光器与准直器是分开的2个独立单元，耦合在一起不是很方便，对周围的环境要求较高。

公开号CN101408645A的中国专利于2009年4月15日公开了一种椭圆光斑光纤准直器，该专利申请设计了一种准直透镜(即带柱面的G-lens或C-lens)，使准直器的出射光束的光斑变为椭圆形，其在G-lens或C-lens的入射或出射端面上加工柱面，通过光纤与带有柱面的G-lens或C-lens耦合而构成，然而，该专利申请需要在透镜的微小端面上加工曲率精确可控且中心轴与微透镜光轴垂直相交的柱面，其实现依赖于微透镜端面上的柱面加工，制作工艺难度高。

公开号CN102183822A的中国专利于2011年9月14日公开了一种椭圆光斑光纤准直器，由光纤头、平面光波导转换器、准直微透镜三部分依次耦合构成；其中，平面光波导转换器通过过渡波导实现波导在宽度或厚度方向上的展宽或压缩，从单模光纤输出的圆形模场光斑，耦合进入平面光波导转换器，经过过渡波导传输后转换为椭圆模场光斑，然后再经过准直微透镜形成椭圆光斑准直光束。该专利申请输出的椭圆光斑的长短轴尺寸难以确定，且多次耦合导致光路较为复杂。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种椭圆光纤准直器，其结构简单、占用空间小，且对应用环境要求较低，适用范围广。

本发明是通过以下技术方案予以实现的：

一种椭圆光纤准直器，包括壳体和在所述壳体内依次设置的第一扩束组件及第二扩束组件，所述第一扩束组件的光路上设有可调波片组件，所述可调波片组件用于调节出射光的偏振态；所述壳体靠近第一扩束组件的一端设有光纤法兰盘，所述光纤法兰盘与激光器的入射光纤连接；所述激光器发射的光经由入射光纤传输至第一扩束组件进行一次扩束，得到满足短轴要求的圆形光斑，在一次扩束过程中通过可调波片组件调节出射光偏振态，调节后的出射光经由第二扩束组件进行二次扩束，得到满足长轴要求的椭圆光斑。

上述技术方案中，激光器通过入射光纤连接至光纤法兰盘，无需激光器的出射口对准准直器，突破了准直器与激光器必须同轴的限制，提高了使用便利性；并且，光纤法兰盘与壳体可拆卸连接，便于光纤损坏后实现快速更换。

上述技术方案中，通过第一扩束组件实现激光光束的一次扩束，使出射光斑的尺寸满足目标椭圆光斑的短轴要求，然后通过第二扩束组件实现二次扩束，使出射光斑为椭圆光斑且椭圆光斑的长轴满足目标椭圆光斑的长轴要求，最后输出满足预设长轴及短轴要求的椭圆光斑；在一次扩束过程中，通过可调波片组件调节出射光的偏振态，使最终出射的椭圆光斑为圆偏光。

进一步地，所述可调波片组件可设置于第一扩束组件与光纤法兰盘之间、第一扩束组件内或第一扩束组件与第二扩束组件之间，但是考虑到一次扩束对短轴尺寸的的要求以及准直器的小型化尺寸要求，优选将可调波片组件设置在第一扩束组件内，既能实现出射光偏振态的调节，又能满足尺寸要求。