專利名稱：一體化光纖激光準直器及其制作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光光纖技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種一體化光纖激光準直器及其制作裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的激光光纖準直器中，通常采用將準直透鏡和光纖端面膠合的方法，將制 作好的自聚焦透鏡、非球面透鏡、球面透鏡或透鏡組粘合在光纖端面上，這種方法制作的準 直器存在以下問題1、存在裝調(diào)誤差，影響準直效果；2、光路中粘合劑在高功率激光中易 損壞；3、檢測與制作不同步，難以控制準直器精度，廢品率高。為了提高準直器性能，人們進 行了大量研究工作。例如中國專利“新型光纖準直器”021123 . 2提出了一種加入連接件 的準直器結(jié)構(gòu)，通過將連接件分別與光纖和準直透鏡粘合的方式，避免了粘合劑進入光路。 但是其不能解決裝調(diào)誤差，檢測與制作不同步的問題。同時連接件的引入造成了光纖和準 直透鏡間存在空氣間隙，當光束通過時會產(chǎn)生回波反射而損失能量?，F(xiàn)有準直器的問題在 于準直透鏡和光纖存在裝調(diào)誤差，準直效果檢測與準直器制作不同步。近年來，液滴透鏡制作的技術(shù)發(fā)展迅速，主要有光刻膠熱熔成型法、模壓成 型法、噴墨印刷式技術(shù)等。液滴微透鏡及其陣列器件在光束整形、光束耦合、復眼透 鏡、集成成像等領(lǐng)域有廣泛的應用。例如中國專利“一種非球面微透鏡陣列制作裝置 (200810196753. 9)”，提出了將光固膠液滴置于平板電容之間，利用電場操控面形并利用紫 外光固化的非球面微透鏡陣列制作裝置，具有表面光潔度高，工藝簡單、重復性高、成本低 的優(yōu)點。但是采用有機光學材料形成液滴透鏡，通過交直流電場控制液滴透鏡面形在光纖 端面制作準直器，將檢測準直效果與準直器制作同步進行的報道，迄今為止尚未見到。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決光纖激光準直技術(shù)中存在裝調(diào)誤差、粘合劑和空氣間隙易損傷光纖端 面，檢測與制造不同步的問題。本發(fā)明提供一種一體化光纖激光準直器，本發(fā)明的另一目的 是提供一體化光纖激光準直器的制作裝置。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
一體化光纖激光準直器包括光纖，所述光纖的一端連接著斗狀的套管，且光纖端部伸 入套管內(nèi)；套管內(nèi)設(shè)有液滴透鏡，所述液滴透鏡底部連接著光纖，液滴透鏡頂部形狀為曲 面，且位于套管外部。一種制備一體化光纖激光準直器的裝置包括透明或網(wǎng)狀的上電極、下電極、高壓 交直流電源、固化機構(gòu)和光束發(fā)散角檢測裝置；所述下電極中部設(shè)有通孔，所述通孔的下端 口內(nèi)設(shè)有定位凸環(huán)；所述固化機構(gòu)為環(huán)形紫外光源，且位于上電極和下電極之間；所述光 束發(fā)散角檢測裝置設(shè)于上電極上方；光束發(fā)散角檢測裝置包括分光鏡、反射鏡、第一探測器 A和第二探測器B ；所述分光鏡位于所述反射鏡的下方，二者之間平行，二者與水平面之間 均呈45度角，第一探測器A位于與分光鏡的一側(cè)，第二探測器B位于反射鏡的一側(cè)；光束發(fā)散角檢測裝置的分光鏡與下電極的通孔對應。所述上電極和下電極之間的間距為2 20毫米。所述斗狀的套管最大處內(nèi)直徑為0.5_15mm。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下幾方面的優(yōu)點
1、本發(fā)明利用液滴透鏡在光纖端面直接制作準直透鏡，通過交直流電場控制準直透鏡 面形，能夠?qū)崟r檢測準直光束參數(shù)當達到最佳準直效果時固化準直透鏡得到最優(yōu)化的準直 器；其準直效果好，沒有裝調(diào)誤差；
2、光路中沒有空氣間隙和粘合劑，大大降低了端面光能損耗和損傷閾值，減小了端面 損傷幾率，提高能量傳輸閾值；
3、本發(fā)明提供了一種一體化光纖激光器準直器的制作方法，將電場調(diào)控液滴面形、液 滴微透鏡固化和透鏡面形與準直效果實時檢測結(jié)合起來，實時檢測準直光束發(fā)散角，保證 了制作與檢測同步，大大提高制作精度降低廢品率。


圖1為本發(fā)明一體化光纖激光準直器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一體化光纖激光準直器制作裝置示意圖。其中1-激光器、2-光纖、3-套管、4-液滴透鏡、5-下電極、6-環(huán)形紫外光源、7-透 明導電玻璃上電極、8-光束發(fā)散角檢測裝置、9-高壓交直流電源、10-分光鏡，11-反射鏡， 12-第一探測器A和13-第二探測器B。
具體實施例下面結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例
參見圖1，一體化光纖激光準直器包括激光器1和光纖2，光纖2的一端連接著激光器 1，光纖2的另一端連接著斗狀的套管3，且光纖2端部伸入套管3內(nèi)，斗狀的套管最大處內(nèi) 直徑為5mm。套管3內(nèi)設(shè)有液滴透鏡4，液滴透鏡4底部連接著光纖2，液滴透鏡4頂部形狀 為曲面，且位于套管3外部。參見圖2，一種制備一體化光纖激光準直器的裝置包括透明或網(wǎng)狀的上電極7、下 電極5、高壓交直流電源9、固化機構(gòu)和光束發(fā)散角檢測裝置8。下電極5中部開設(shè)有通孔， 通孔的下端口內(nèi)安裝有定位凸環(huán)；固化機構(gòu)為環(huán)形紫外光源6，環(huán)形紫外光源6位于上電極 7和下電極5之間；上電極和下電極之間的間距為10毫米。光束發(fā)散角檢測裝置8安裝于 上電極7的上方。光束發(fā)散角檢測裝置8包括分光鏡10、反射鏡11、第一探測器A12和第 二探測器B13 ；分光鏡10位于反射鏡11的下方，二者之間平行，二者與水平面之間均呈45 度角，第一探測器A12位于分光鏡10的一側(cè)，第二探測器B13位于反射鏡11的一側(cè)；光束 發(fā)散角檢測裝置8的分光鏡10與下電極5的通孔對應。一體化光纖激光準直器的制備操作步驟如下
將一體化光纖激光準直器的套管3處液滴透鏡4豎直固定于接地的下電極5的通孔 處，使液滴透鏡4的頂部與上方透明的上電極7對應，接通高壓交直流電源9。光纖2出射 的發(fā)散光經(jīng)液滴透鏡4準直之后，透過上電極7被到達光束發(fā)散角檢測裝置8，到達光束發(fā)散角檢測裝置8的準直光束被分光鏡10分為兩部分一部分到達第一探測器A12，得到光 斑直徑測量值al，另一部分經(jīng)反射鏡11后到達第二探測器B13，得到光斑直徑測量值a2，光 束到達第一探測器A12和第二探測器B13之間的光程差為L。根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算出光束發(fā) 散角〃，光束發(fā)散角θ為
權(quán)利要求
1.一體化光纖激光準直器，包括光纖，其特征在于所述光纖的一端連接著斗狀的套 管，且光纖端部伸入套管內(nèi)；套管內(nèi)設(shè)有液滴透鏡，所述液滴透鏡底部連接著光纖，液滴透 鏡頂部形狀為曲面，且位于套管外部。
2.一種制備一體化光纖激光準直器的裝置，其特征在于包括透明或網(wǎng)狀的上電極、 下電極、高壓交直流電源、固化機構(gòu)和光束發(fā)散角檢測裝置；所述下電極中部設(shè)有通孔，所 述通孔的下端口內(nèi)設(shè)有定位凸環(huán)；所述固化機構(gòu)為環(huán)形紫外光源，且位于上電極和下電極 之間；所述光束發(fā)散角檢測裝置設(shè)于上電極上方；光束發(fā)散角檢測裝置包括分光鏡、反射 鏡、第一探測器A和第二探測器B ；所述分光鏡位于所述反射鏡的下方，二者之間平行，二者 與水平面之間均呈45度角，第一探測器A位于與分光鏡的一側(cè)，第二探測器B位于反射鏡 的一側(cè)；光束發(fā)散角檢測裝置的分光鏡與下電極的通孔對應。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備一體化光纖激光準直器的裝置，其特征在于所述 上電極和下電極之間的間距為2 20毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種制備一體化光纖激光準直器的裝置，其特征在于所述 斗狀的套管最大處內(nèi)直徑為0. 5-15mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一體化光纖激光準直器及其制作裝置。該光纖激光準直器的光纖一端連接著激光器，另一端連接著斗狀的套管，套管內(nèi)設(shè)有液滴透鏡。該光纖激光準直器的制作裝置包括透明或網(wǎng)狀的上電極、下電極、高頻交直流電源、固化機構(gòu)和光束發(fā)散角檢測裝置；所述下電極中部設(shè)有通孔，所述通孔的下端口內(nèi)設(shè)有定位凸環(huán)；所述固化機構(gòu)為環(huán)形紫外光源，且位于上電極和下電極之間；光束發(fā)散角檢測裝置位于上電極的上方。本發(fā)明準直器準的直效果好，大大降低了端面光能損耗，提高了能量傳輸閾值；本發(fā)明裝置將電場調(diào)控液滴面形、液滴微透鏡固化和透鏡面形與準直效果實時檢測結(jié)合起來，實時檢測準直光束發(fā)散角，保證了制作與檢測同步，降低了廢品率。
文檔編號G02B27/30GK102129129SQ201110087338
公開日2011年7月20日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者吳朔, 曹兆樓, 王克逸, 郝鵬, 雷張源 申請人:中國科學技術(shù)大學