一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)高功率激光耦合進(jìn)入光纖時(shí)，若入射光光斑尺寸大于光纖纖芯直徑或入射角度 超過(guò)光纖的數(shù)值孔徑角，就會(huì)有部分光進(jìn)入光纖包層。在包層中傳輸?shù)墓庠谌肷涠诵孤逗?會(huì)轉(zhuǎn)化成熱量，從而損傷光纖頭；若在傳輸過(guò)程中被涂覆層吸收，也會(huì)轉(zhuǎn)換成熱量，從而損 傷光纖。
[0003] 圖1示出了現(xiàn)有的一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)的示意圖，由美國(guó)專利US20100195957A1 所公開(kāi)，如圖1所示，該專利在光纖外部套透明套管保護(hù)光纖。光纖表面要進(jìn)行粗糙化預(yù)處 理，或在光纖與透明套管之間填充材料（填充材料折射率等于或大于包層折射率）；透明套 管的折射率等于或大于包層折射率，外表面粗糙化處理，且其長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，使得包層中的殘 余光在到達(dá)連接頭尾部之前能夠溢出光纖。該發(fā)明使得輻射光以光的形式離開(kāi)連接頭，而 不會(huì)產(chǎn)生熱量，避免了對(duì)連接頭的熱損傷。
[0004] 該方案存在的問(wèn)題是：對(duì)光纖進(jìn)行粗糙化處理后，光纖表面可能會(huì)留下微裂紋，影 響其長(zhǎng)期工作的可靠性；結(jié)構(gòu)復(fù)雜。而且溢出光可能燒毀光纖與透明套管之間填充材料，部 件的可靠性存在風(fēng)險(xiǎn)。
[0005] 圖2示出了現(xiàn)有的另一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)的示意圖，由美國(guó)專利 US20120262938A1所公開(kāi)，如圖2所示，在裸光纖的前端有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的纖芯延長(zhǎng)區(qū)域，該 纖芯延長(zhǎng)區(qū)域可通過(guò)腐蝕或其它工藝去除裸光纖前端的包層來(lái)實(shí)現(xiàn)。纖芯延長(zhǎng)區(qū)域也可以 保留一定厚度的包層，例如厚度小于包層直徑的1/3,1/5,1/10,1/20,或1/100。通過(guò)這種 方式，能夠基本上消除由于光斑尺寸過(guò)大或方向偏離而耦合到光纖包層中的光。
[0006] 該方案存在的問(wèn)題是：需要對(duì)光纖進(jìn)行包層腐蝕，腐蝕后的光纖變脆弱，影響長(zhǎng)期 可靠性，且腐蝕后的光纖無(wú)法再進(jìn)行切割、研磨等工藝加工；為消除入射光通過(guò)包層末端端 面（107面）進(jìn)入光纖包層，還需要對(duì)該面進(jìn)行粗糙化或鍍反射膜等工藝處理，加工難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)，以解決上述問(wèn)題或者至少部 分地解決上述問(wèn)題。
[0008] 依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)，該光纖輸入端結(jié)構(gòu)包括：第 一光纖和第二光纖；
[0009] 所述第一光纖與所述第二光纖的中心軸共軸，所述第一光纖的一端作為光輸入 端，所述第一光纖的另一端與所述第二光纖接合；
[0010] 所述第一光纖包括：第一光纖纖芯和包裹在第一光纖纖芯外的第一光纖第一包 層；所述第二光纖包括：第二光纖纖芯和包裹在第二光纖纖芯外的第二光纖第一包層；
[0011] 所述第一光纖第一包層的直徑大于所述第二光纖第一包層的直徑，且二者的差值 大于第一預(yù)設(shè)閾值；
[0012] 所述第一光纖纖芯的直徑小于或等于所述第二光纖纖芯的直徑，且二者的差值小 于第二預(yù)設(shè)閾值。
[0013] 可選地，該光纖輸入端結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括：包裹在所述第一光纖第一包層外的第一 光纖第二包層。
[0014] 可選地，所述第一光纖第一包層的直徑從預(yù)設(shè)位置處開(kāi)始逐漸均勻減小，直至所 述第一光纖與所述第二光纖的接合處。
[0015] 可選地，該光纖輸入端結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括：端帽；
[0016] 所述端帽的一端鍍有增透膜，所述端帽的另一端與所述第一光纖的一端接合，所 述端帽的材質(zhì)為石英或玻璃，所述端帽的直徑大于所述第一光纖纖芯的直徑。
[0017] 可選地，該光纖輸入端結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括：套管；
[0018] 所述套管套置于所述第一光纖和所述第二光纖上，所述套管的材質(zhì)為金屬或玻 璃；
[0019] 當(dāng)所述套管的材質(zhì)為金屬時(shí)，所述套管內(nèi)側(cè)與所述第二光纖第一包層的外側(cè)形成 的空隙中以膠進(jìn)行填充；
[0020] 當(dāng)所述套管的材質(zhì)為玻璃時(shí)，所述套管內(nèi)側(cè)與所述第二光纖第一包層的外側(cè)形成 的空隙中以膠進(jìn)行填充，或者，所述套管內(nèi)側(cè)與所述第二光纖第一包層的外側(cè)通過(guò)激光或 者電弧焊接固定。
[0021] 可選地，所述第一光纖的一端的端面上鍍有增透膜。
[0022] 可選地，所述第一光纖的另一端與所述第二光纖通過(guò)電極放電熔接、激光加熱熔 接或膠黏劑粘接的方式接合。
[0023] 可選地，所述第一光纖第一包層的直徑與第一光纖纖芯的直徑的比值為1. 1~ 50；
[0024] 所述第一光纖纖芯的直徑與所述第二光纖纖芯的直徑的差值等于所述第一光纖 與所述第二光纖的共軸精度的2倍。
[0025] 可選地，所述第一光纖的長(zhǎng)度為1mm~3000mm。
[0026] 可選地，所述第一光纖為單模光纖或者多模光纖；所述第二光纖為單模光纖或者 多模光纖；
[0027] 所述第一光纖為纖芯和包層為D形或方形的異形截面光纖，或者，所述第一光纖 為光子晶體光纖；
[0028] 所述第二光纖為纖芯和包層為D形或方形的異形截面光纖，或者，所述第二光纖 為光子晶體光纖。
[0029] 由上述可知，本發(fā)明提供的高功率光纖的輸入端結(jié)構(gòu)在光纖前端接合一段大直徑 光纖，從機(jī)械結(jié)構(gòu)上可以看出，該光纖輸入端結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝上易于實(shí)現(xiàn)、可靠性 高、可實(shí)施性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)；從工作原理可以看出，該光纖輸入端結(jié)構(gòu)可以有效地剝除進(jìn)入光纖 的包層中的光，且剝除的光以光的形式溢出，而不會(huì)轉(zhuǎn)化為熱量，不會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，避免了 熱效應(yīng)對(duì)光纖造成的熱損傷。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1不出了現(xiàn)有的一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)的不意圖；
[0031] 圖2示出了現(xiàn)有的另一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0032] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0033] 圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的入射光進(jìn)入光纖輸入端結(jié)構(gòu)的光路示意 圖；
[0034] 圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的入射光進(jìn)入光纖輸入端結(jié)構(gòu)的光路示意 圖；
[0035] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0036] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例三的一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0037] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例四的一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0038] 圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例五的一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0040] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的一種光纖輸入端結(jié)構(gòu)的示意圖。如圖3所示，該 光纖輸入端結(jié)構(gòu)包括：第一光纖1和第二光纖2 ;第一光纖1與第二光纖2的中心軸共軸， 第一光纖1的一端作為光輸入端，第一光纖1的另一端與第二光纖接合。
[0041] 第一光纖1包括：第一光纖纖芯和包裹在第一光纖纖芯外的第一光纖第一包層； 第二光纖2包括：第二光纖纖芯和包裹在第二光纖纖芯外的第二光纖第一包層。其中，第 一光纖第一包層的直徑0:1大于第二光纖第一包層的直徑04,二者的差值大于第一預(yù)設(shè)閾 值；所述第一光纖纖芯的直徑02小于或等于第二光纖纖芯的直徑03,二者的差值小于第 二預(yù)設(shè)閾值。
[0042] 可見(jiàn)，在圖3所示的光纖輸入端結(jié)構(gòu)中，第一光纖第一包層的直徑大于第二光纖 第一包層的直徑，使得進(jìn)入到第一光纖第一包層中的光大部分會(huì)在第一光纖與第二光纖的 結(jié)合處離開(kāi)第一光纖和第二光纖而溢出到外部空間中，很小部分的光進(jìn)入到第二光纖第一 包層中，提高了光