[发明专利]一种2μm半导体激光器高耦合效率单模光纤准直器

摘要

一种用于2μm半导体激光器高效率耦合的2μm单模光纤准直器系统，根据自聚焦透镜的传光原理，针对于1/4节距的自聚焦透镜，对所设计的2μm单模光纤耦合器进行了优化设计。其系统由2μm测试光源、高耦合效率单模光纤准直器、光纤连接器和2μm高灵敏度激光功率计构成，此器件同时可用于平行光光纤耦合，满足了2μm相干激光多普勒测风雷达接收系统对回波进行光纤耦合的要求，可以实现接收系统的全光纤化和小型化，成功地解决了光轴对准调节困难和占据空间大的缺陷，本发明具有耦合效率高、可操作性强和重复性好的特点，且兼备相对成本低，易于实现的优势，在激光器到光纤耦合领域具有很高的实用价值。

主权项

一种2μm半导体激光器高效率耦合的2μm单模光纤准直器，其特征在于：该2μm半导体激光器高效率耦合的2μm单模光纤准直器包括2μm半导体测试光源和高耦合效率单模光纤准直器，还包括光纤连接器和高灵敏度2μm激光功率计，所述高耦合效率单模光纤准直器包括梯度折射率透镜、玻璃套管、金属套管、光纤插针和单模光纤尾纤。其中，单模光纤尾纤穿入并固定在插针中心，将插针表面进行抛光处理后，将梯度折射率透镜和光纤插针一起放入玻璃套管中实现对准，同时金属套管将套在玻璃套管外面，起到保护作用。所述梯度折射率透镜和光纤插针端面采用斜面、球形连接，接触端的中央部分保持球面，端面的其它部分加工成斜面，使端面与光纤轴线的夹角小于90°，这样可以增加接触面积，使光耦合更加紧密。当端面与光纤轴线夹角为8°时，插入损耗小于0.5dB，斜面抛光后反射损耗可达68dB，极好地隔离了后向散射光对激光器影响。同时，插针的外组件采用金属或非金属的材料制作，插针与梯度折射率透镜接触的斜面必须进行研磨处理，另一端通常采用弯曲限制构件来支撑光纤或光纤软缆以释放应力。所使用的2μm梯度折射率透镜焦距为1.3mm，长度为7.7mm，半径为1.8mm，聚焦常数为0.2mm-1，耦合效率为26.8％。2μm半导体测试光源在温度控制器的作用下发射激光，在激光光轴方向放置2μm单模光纤准直器对发射的激光进行耦合，2μm单模光纤准直器输出端通过光纤连接器与2μm激光功率计连接，因此，耦合到2μm光纤线芯中的激光功率可以通过2μm激光功率计观察读数。