一種嵌入式端帽與光纖的連接結構的製作方法

2023-04-24 04:46:21

一種嵌入式端帽與光纖的連接結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種嵌入式端帽與光纖的連接結構，包括端帽和裸露光纖，其特徵在於：在端帽的一個端面上設計一個凹孔，且凹孔的形狀大小與裸露光纖包層尺寸配合，裸露光纖插入凹孔內與端帽熔接。由於凹孔的存在使得光纖與端帽的熔接區域比普通端帽的熔接區域大，增大了熔接點的機械強度，提高了可靠性。本實用新型增加熔接時光纖與端帽的接觸面積，實現端帽與光纖的緊密低損連接，增大熔接點的機械強度，提高雷射光纖傳輸系統的可靠性。
【專利說明】一種嵌入式端帽與光纖的連接結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種嵌入式端帽與光纖的連接結構，該連接結構具有耐受功率高、緊密牢固及光功率損耗小的特點，屬於高功率雷射光纖傳輸【技術領域】。
【背景技術】
[0002]雷射光纖傳輸系統廣泛應用於雷射加工工業領域。雷射光束經過光纖傳輸後輸出，通過準直鏡及聚焦系統，作用於工件表面。相較於傳統的空間雷射傳輸，光纖傳輸可以實現可靠的遠距離柔性傳輸，具有更大的靈活性。雷射光纖傳輸系統中雷射從傳輸光纖一段輸出。隨著技術的進步，雷射輸出功率提高，傳輸光纖輸出端面面積一定的情況下，端面承受的雷射功率密度提高。
[0003]在中高功率雷射輸出功率下，僅僅是普通光纖端面無法承受如此高的雷射功率密度。此時，需要在光纖雷射輸出端接上一段熔融石英棒作為端帽。雷射從光纖輸出後進入端帽，在折射率均勾的石央端帽中雷射光束髮散。雷射光束在端帽中傳播一段距尚後從端帽輸出進入空間，此時端帽雷射輸出端面光功率密度相較於直接從光纖端面輸出時大大減小至石英表面能承受的光功率範圍內，增加了雷射輸出的可靠性。同時端帽雷射輸出端面可鍍高雷射損傷閾值的光增透膜，減少由於雷射在端面反射產生的光功率損耗。
[0004]傳統的端帽連接方法為直接處理需要連接的光纖端面及端帽端面，然後將光纖與端帽端面熔接起來。光纖與端帽的接觸面積為光纖端面的面積。由於熔接時接觸面積過小，通過這種直接熔接方法熔接出的端帽與光纖的熔接點機械強度不高，容易斷裂，同時雷射通過此點時光損耗大。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的為了克服上述現有端帽與光纖的連接方法存在的問題，而提供一種嵌入式端帽與光纖的連接結構，本實用新型將改進端帽與光纖連接端面的形狀，增加熔接時光纖與端帽的接觸面積，實現端帽與光纖的緊密低損連接。
[0006]本實用新型的目的是通過下述技術方案實現的:
[0007]一種嵌入式端帽與光纖的連接結構，包括端帽和裸露光纖，其特徵在於:在端帽的一個端面上設計一個凹孔，且凹孔的形狀大小與裸露光纖包層尺寸配合，裸露光纖插入凹孔內與端帽熔接。
[0008]所述的凹孔的內壁表面為平滑的。
[0009]所述的端帽是由熔融石英的材料製作而成，形狀為柱體，橫截面直徑大於雷射從端帽輸出的光斑直徑，保證所有雷射從端帽雷射輸出端面輸出。端帽雷射輸出端面針對工作波長鍍高損傷閾值的增透膜。
[0010]所述的凹孔為圓形凹孔。
[0011]所述的圓形凹孔具有相應深度，保證裸露光纖插入凹孔熔接後有相應機械強度，且此深度不能超過熔接區域的長度。[0012]熔接前，待熔接光纖端去除塗覆層，切齊，使用正常清潔程序清潔後插入端帽凹孔中。
[0013]本實用新型對比已有技術具有以下有益效果:
[0014]本實用新型增加熔接時光纖與端帽的接觸面積，實現端帽與光纖的緊密低損連接，增大熔接點的機械強度，提高雷射光纖傳輸系統的可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型熔接前端帽與光纖配合的結構示意圖；
[0016]圖2為本實用新型端帽結構示意圖；
[0017]圖3為本實用新型雷射從光纖傳輸到端帽輸出的示意圖；
[0018]標號說明:
[0019]1為端帽，2為去塗覆層光纖，3為圓形凹孔，4為端帽雷射輸出端面，5為光纖與端帽熔接區域。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
[0021]如圖1、2、3所示，在熔融石英材料製成的端帽1雷射輸入端面加工出圓形凹孔3，內壁平滑處理，方便熔接；端帽輸出端面4針對工作波長鍍膜。如圖1所示，端帽1上凹孔3直徑需與端面切齊的去塗覆層裸露光纖2包層配合，凹孔3深度需要提供熔接時光纖2與端帽1的接觸面積，使熔接後有一定的機械強度，同時此深度不能超過熔接時熔接區域的長度。
[0022]將處理清潔好的光纖2雷射輸出端插入處理清潔好的端帽1凹孔3中，進行熔接。如圖3所示，此結構工作時光束傳輸情況如圖中虛線所示，光束從光纖輸出端面出射進入端帽內，在端帽內傳播過程中光束髮散，從端帽1另一端面4輸出。端帽1端面輸出光束光斑直徑D與端帽長度L有如下關係:
[0023]
【權利要求】
1.一種嵌入式端帽與光纖的連接結構，包括端帽和裸露光纖，其特徵在於:在端帽的一個端面上設計一個凹孔，且凹孔的形狀大小與裸露光纖包層尺寸配合，裸露光纖插入凹孔內與端帽熔接。
2.根據權利要求1所述的嵌入式端帽與光纖的連接結構，其特徵在於:所述的凹孔的內壁表面為平滑的。
3.根據權利要求1所述的嵌入式端帽與光纖的連接結構，其特徵在於:所述的端帽是由熔融石英的材料製作而成，形狀為柱體，橫截面直徑大於雷射從端帽輸出的光斑直徑。
4.根據權利要求1所述的嵌入式端帽與光纖的連接結構，其特徵在於:所述端帽雷射輸出端面鍍有增透膜。
5.根據權利要求1所述的嵌入式端帽與光纖的連接結構，其特徵在於:所述的凹孔為圓形凹孔。
6.根據權利要求5所述的嵌入式端帽與光纖的連接結構，其特徵在於:所述的圓形凹孔具有相應深度，保證裸露光纖插入凹孔熔接後有相應機械強度，且此深度不能超過熔接區域的長度。
【文檔編號】G02B6/42GK203480074SQ201320599841
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】施建宏, 李榕, 盧昆忠, 閆大鵬, 李成, 李立波 申請人:武漢銳科光纖雷射器技術有限責任公司