專利名稱：一種光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器輸出光斑勻化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將多模光纖輸出的光束光功率進行勻化混模的方法，屬于光纖 光學(xué)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
60年代，隨著激光的問世，激光技術(shù)在各個領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。其中半 導(dǎo)體激光器具有體積小、重量輕、效率高、壽命長、易于調(diào)制及價格低廉等優(yōu)點，在工 業(yè)、醫(yī)學(xué)和軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，如材料加工、光纖通訊、激光測距、目標指 示、激光制導(dǎo)、激光雷達、空間光通信等。由于光纖耦合輸出激光器具有使用靈活，對激光器密封使用，保證激光器工作 環(huán)境，輸出光斑模式優(yōu)良等諸多優(yōu)勢備受關(guān)注。但是由于大功率傳輸所用光纖為多模光 纖，造成的輸出光束高階模影響了光功率的分布，形成光斑帶環(huán)、暗心或手電筒現(xiàn)象等 問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器輸出光束存在的光功率分布不均勻、造 成的光斑帶環(huán)、暗心或手電筒現(xiàn)象等問題，提供一種光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器輸出光 斑勻化方法。經(jīng)過該方法完成的光纖耦合輸出激光器的光斑具有良好的均勻性。本發(fā)明的光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器輸出光斑勻化方法，包括以下步驟(1)在一個插芯的軸向上打兩個通孔，一個是安放光纖的光纖孔，一個是安放混 模材料的混模材料孔；其中光纖孔的直徑大于光纖直徑1微米_3微米，混模材料孔的直 徑與所用混模材料直徑相同(在125微米到1mm之間)。光纖孔和混模材料孔的端面可以帶喇叭口，以便于光纖和混模材料的插入。(2)截取長度為20cm到2m的光纖，將光纖的兩端去掉大于插芯長度1mm到 lcm的適當長度的保護層，去掉保護層的光纖兩端成為裸光纖；(3)截取一段與光纖長度一致的混模材料，清理掉其表面污物(有機物和油脂 等)；(4)將光纖和混模材料的一端分別插進步驟(1)所述插芯的光纖孔和混模材料孔 中，光纖中去掉保護層的裸光纖部分均穿入光纖孔，裸光纖長于插芯的那段露出在光纖 孔的外部，混模材料只是插入混模材料孔中而不穿過；在光纖孔和混模材料孔中分別注 入膠水；(5)把灌膠后帶一根光纖和一根混模材料的插芯放在一個光纖固化架上，放入烘 箱，在60攝氏度溫度使膠水固化；(6)固化后，將露出在光纖孔外部的裸光纖去掉，并把切割后的裸光纖端面進行 處理，去膠拋光，達到光學(xué)平面(拋光時最后一道拋光紙小于0.5微米)；(7)將插芯和激光器耦合，并固定兩者的相對位置；
(8)把光纖與混模材料纏在一起，使光斑達到光束混模的無暗心、無光環(huán)和無手 電筒現(xiàn)象的最佳狀態(tài)；安裝連接頭，該連接頭中的插芯與步驟(1)所述插芯完全相同， 將光纖和混模材料的另一端分別固定到連接頭的插芯的光纖孔和混模材料孔，在插芯的 光纖孔和混模材料孔中注入膠水，按步驟(5)固化后處理好端面，完成整個過程。本發(fā)明采用混模材料將光纖繞曲，達到輸出光束混模，實現(xiàn)了光斑相對均勻輸 出，保證了用于照明、泵浦及醫(yī)療等方面的升級應(yīng)用，達到勻化光斑的目的。


圖1是在插芯打孔的示意圖。圖2是在插芯打孔中放好光纖和混模材料的示意圖。圖3是光纖和混模材料纏繞的示意圖。圖中1、插芯，2、光纖孔，3、混模材料孔，4、光纖，5、混模材料，6、連
接頭插芯。
具體實施例方式以下結(jié)合

本發(fā)明的光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器輸出光斑勻化方法的具 體步驟(1)如圖1所示，在插芯1的軸向上打兩個通孔，一個是安放光纖的光纖孔2， 一個是安放混模材料的混模材料孔3。其中光纖孔2的直徑大于光纖直徑1微米_3微米， 混模材料孔3的直徑與所用混模材料5(可以是金屬絲或光纖等，其韌性要與光纖相當) 直徑相同，在125微米到1mm之間。兩個通孔的端面可以帶喇叭口，以便于光纖4和混 模材料5的插入。(2)截取長度為20cm到2m的光纖，將光纖的兩端去掉大于插芯長度1mm到 10mm的適當長度的保護層，去掉保護層的光纖兩端成為裸光纖；例如插芯1的長度為 8mm，去皮裸光纖長度做成9mm—18mm ；(3)截取一段與光纖長度一致的混模材料，清理掉其表面污物(有機物和油脂 等)；(4)如圖2所示，將光纖4和混模材料5分別插進插芯1的光纖孔2和混模材料 孔3中，光纖4中去掉保護層的裸光纖整體穿入光纖孔2，超過插芯1長度的那部分裸光 纖露出在光纖孔2的外部。僅將混模材料5插入混模材料孔3中而不穿過。并在光纖孔 2和混模材料孔3中用注射器分別注入353ND膠水。(5)把灌膠后帶一根光纖和一根混模材料的插芯放在一個光纖固化架上，放入烘 箱，在60攝氏度溫度使膠水固化；(6)固化后，將露出光纖孔2的那部分裸光纖用光纖劃筆去掉，并對切割后的端 面進行處理，去膠拋光，達到光學(xué)平面(拋光時最后一道拋光紙小于0.5微米)；(7)將插芯1和激光器耦合，并固定兩者的相對位置；(8)如圖3所示，把光纖4與混模材料5纏在一起，并觀察光斑情況，達到光束 混模最佳狀態(tài)，即無暗心，光環(huán)和手電筒等現(xiàn)象。安裝連接頭，該連接頭中的插芯6與 插芯1完全相同，也包括光纖孔和混模材料孔，并對應(yīng)于插芯1中的光纖孔2和混模材料孔3，將光纖4和混模材料5的自由端分別固定到連接頭的插芯6的光纖孔和混模材料 孔。在插芯6的光纖孔和混模材料孔中滴入353ND膠，按步驟(5)固化后處理好端面， 完成整個過程。
權(quán)利要求
1. 一種光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器輸出光斑勻化方法，包括以下步驟(1)在一個插芯的軸向上打兩個通孔，一個是安放光纖的光纖孔，一個是安放混模材 料的混模材料孔；(2)截取長度為20cm到2m的光纖，將光纖的兩端去掉大于插芯長度Imm到Icm的 適當長度的保護層，去掉保護層的光纖兩端成為裸光纖；(3)截取一段與光纖長度一致的混模材料，清理掉其表面污物；(4)將光纖和混模材料的一端分別插進步驟(1)所述插芯的光纖孔和混模材料孔中， 光纖中去掉保護層的裸光纖部分均穿入光纖孔，裸光纖長于插芯的那段露出在光纖孔的 外部，混模材料只是插入混模材料孔中而不穿過；在光纖孔和混模材料孔中分別注入膠 水；(5)把灌膠后帶一根光纖和一根混模材料的插芯放在一個光纖固化架上，放入烘箱， 在60攝氏度溫度使膠水固化；(6)固化后，將露出在光纖孔外部的裸光纖去掉，并把切割后的裸光纖端面進行處 理，去膠拋光，達到光學(xué)平面；(7)將插芯和激光器耦合，并固定兩者的相對位置；(8)把光纖與混模材料纏在一起，使光斑達到光束混模的無暗心、無光環(huán)和無手電筒 現(xiàn)象的最佳狀態(tài)；安裝連接頭，該連接頭中的插芯與步驟(1)所述插芯完全相同，將光 纖和混模材料的另一端分別固定到連接頭的插芯的光纖孔和混模材料孔，在插芯的光纖 孔和混模材料孔中注入膠水，按步驟(5)固化后處理好端面，完成整個過程。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種光纖耦合輸出半導(dǎo)體激光器輸出光斑勻化方法，包括以下步驟將光纖和混模材料的一端分別插進一個插芯的光纖孔和混模材料孔中；把灌膠后帶一根光纖和一根混模材料的插芯放在一個光纖固化架上，放入烘箱使膠水固化；將露出在光纖孔外部的裸光纖去掉，并把切割后的裸光纖端面進行處理，去膠拋光，達到光學(xué)平面；將插芯和激光器耦合，并固定兩者的相對位置；把光纖與混模材料纏在一起，使光斑達到光束混模的無暗心、無光環(huán)和無手電筒現(xiàn)象的最佳狀態(tài)；安裝連接頭。本發(fā)明采用混模材料將光纖繞曲，以達到輸出光束混模情況，實現(xiàn)了光斑相對均勻輸出，保證了用于照明、泵浦及醫(yī)療等方面的升級應(yīng)用，達到勻化光斑的目的。
文檔編號G02B27/09GK102012564SQ20101052206
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者于果蕾, 孟秋真, 開北超, 徐現(xiàn)剛, 湯慶敏 申請人:山東華光光電子有限公司