一種大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣被激光擊穿需有一定的閾值能量密度，超過此閾值后空氣擊穿才會(huì)發(fā)生。現(xiàn)有技術(shù)大多是通過透鏡將激光束直接聚焦到光纖芯徑大小，然后直接耦合進(jìn)入光纖中。當(dāng)激光能量過大時(shí)，激光束的能量密度超過閾值往往會(huì)擊穿空氣，使耦合進(jìn)入光纖的效率大大降低，從而不能夠?qū)崿F(xiàn)大能量的納秒級(jí)脈沖激光和光纖之間的耦合。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一種大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，該激光光纖耦合裝置包括:在激光光束的光軸上，從激光器開始，依次設(shè)置擴(kuò)束系統(tǒng)、二元光學(xué)透鏡，聚焦鏡和光纖。
[0005]優(yōu)選地，所述擴(kuò)束系統(tǒng)包括:平凹透鏡和平凸透鏡，且所述平凹透鏡和所述平凸透鏡之間的距離任意調(diào)節(jié)，由激光器發(fā)射的激光光束先經(jīng)過所述平凹透鏡，再穿過所述平凸透鏡。
[0006]優(yōu)選地，所述聚焦鏡要在所述光束的光軸方向任意調(diào)節(jié)。
[0007]優(yōu)選地，所述擴(kuò)束系統(tǒng)、所述二元光學(xué)透鏡和所述聚焦鏡均鍍有與所述激光器發(fā)射的激光波長相對(duì)應(yīng)的增透膜。
[0008]更優(yōu)選地，所述激光波長為由所述光纖傳輸?shù)娜魏我环N波長。
[0009]優(yōu)選地，所述光纖通過接頭固定在三維可調(diào)的調(diào)整架上。
[0010]優(yōu)選地，所述激光器是市售的且能發(fā)射由所述光纖傳輸?shù)娜魏我环N波長的激光器。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]本實(shí)用新型通過在聚焦系統(tǒng)中加入二元光學(xué)透鏡，使激光聚焦后，激光光束焦點(diǎn)附近的能量密度降低，可以在空氣中實(shí)現(xiàn)大能量納秒激光和光纖的耦合，本裝置不僅適用于納秒激光脈沖的光纖耦合，也適用于皮秒和飛秒脈沖的光纖耦合。
【附圖說明】
[0013]圖1是實(shí)施例中所述大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]其中，I表示激光器，2表示平凹透鏡，3表示平凸透鏡，4表示二元光學(xué)鏡片，5表示聚焦鏡，6表不光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0016]實(shí)施例
[0017]參照?qǐng)D1，本實(shí)施例中大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，包括:在激光光束的光軸上，從激光器I開始，依次設(shè)置擴(kuò)束系統(tǒng)、二元光學(xué)透鏡4，聚焦鏡5和光纖6。
[0018]本實(shí)施例中，所述擴(kuò)束系統(tǒng)包括:平凹透鏡2和平凸透鏡3，且所述平凹透鏡2和所述平凸透鏡3之間的距離可調(diào)節(jié)，由激光器I發(fā)射的激光光束先經(jīng)過所述平凹透鏡2，再穿過所述平凸透鏡3。所述擴(kuò)束系統(tǒng)中的兩個(gè)鏡片之間的距離可以調(diào)節(jié)，保證通過擴(kuò)束系統(tǒng)的光束的準(zhǔn)直輸出。所述擴(kuò)束系統(tǒng)將激光器發(fā)射的光束直徑擴(kuò)大，減小光束的發(fā)散角，保證光斑可以充分作用在二元光學(xué)鏡片上。
[0019]本實(shí)施例中，二元光學(xué)鏡片4利用光的衍射原理，將光束橫場的強(qiáng)度重新分布，形成強(qiáng)度近似于均勻的光場分布。具體為:所述二元光學(xué)鏡片4通過二元光學(xué)的原理，將射入其中的光束進(jìn)行空間分布的整形，使光束橫場分布更加均勾，改變了光斑形狀和聚焦光斑的尺寸，有利于大能量光束的聚焦。
[0020]本實(shí)施例中，所述聚焦鏡5要在所述光束的光軸方向任意調(diào)節(jié)。所述聚焦鏡5的作用是將光束尺寸聚焦到足夠小，以滿足光纖耦合對(duì)光斑尺寸的要求。通過調(diào)節(jié)聚焦鏡5與二元光學(xué)鏡片4距離改變穿過聚焦鏡5而形成的焦點(diǎn)的位置。
[0021 ] 本實(shí)施例中，所述擴(kuò)束系統(tǒng)、所述二元光學(xué)透鏡4和所述聚焦鏡5均鍍有與所述激光器I發(fā)射的激光波長相對(duì)應(yīng)的增透膜，所述激光器發(fā)射出的激光波長為1064nm、532nm、355nm 或 266nm。
[0022]本實(shí)施例中，所述光纖6通過接頭固定在三維可調(diào)的調(diào)整架上。通過調(diào)節(jié)三維可調(diào)的調(diào)整架保證光纖和聚焦光斑之間的對(duì)準(zhǔn)。
[0023]因?yàn)樵诒緦?shí)用新型中所述激光器I是市售的且能由光纖6傳輸?shù)娜我庖环N波長的激光器，所以本實(shí)用新型不存在使用范圍的局限性。
[0024]通過采用本實(shí)用新型公開的上述技術(shù)方案，得到了如下有益的效果:
[0025]本實(shí)用新型通過在聚焦系統(tǒng)中加入二元光學(xué)透鏡，使激光聚焦后，激光光束焦點(diǎn)附近的能量密度降低，可以在空氣中實(shí)現(xiàn)大能量納秒激光和光纖的耦合，本裝置不僅適用于納秒激光脈沖的光纖耦合，也適用于皮秒和飛秒脈沖的光纖耦合。
[0026]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，其特征在于，該激光光纖耦合裝置包括:在激光光束的光軸上，從激光器(I)開始，依次設(shè)置擴(kuò)束系統(tǒng)、二元光學(xué)透鏡(4)，聚焦鏡(5)和光纖(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，其特征在于，所述擴(kuò)束系統(tǒng)包括:平凹透鏡(2)和平凸透鏡(3)，且所述平凹透鏡(2)和所述平凸透鏡(3)之間的距離任意調(diào)節(jié)，由激光器(I)發(fā)射的激光光束先經(jīng)過所述平凹透鏡(2)，再穿過所述平凸透鏡⑶。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，其特征在于，所述聚焦鏡(5)在所述激光光束的光軸方向任意調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，其特征在于，所述擴(kuò)束系統(tǒng)、所述二元光學(xué)透鏡(4)和所述聚焦鏡(5)均鍍有與所述激光器(I)發(fā)射的激光波長相對(duì)應(yīng)的增透膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，其特征在于，所述激光波長為由所述光纖(6)傳輸?shù)娜魏我环N波長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，其特征在于，所述光纖(6)通過接頭固定在三維可調(diào)的調(diào)整架上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，其特征在于，所述激光器(I)是市售的且能發(fā)射由所述光纖(6)傳輸?shù)娜魏我环N波長的激光器。
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種大能量、窄脈寬的激光與光纖的耦合裝置，涉及激光技術(shù)領(lǐng)域。該激光光纖耦合裝置包括：在激光光束的光軸上，從激光器開始，依次設(shè)置擴(kuò)束系統(tǒng)、二元光學(xué)透鏡，聚焦鏡和光纖。本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有當(dāng)激光能量過大時(shí)，激光束的能量密度超過閾值往往會(huì)擊穿空氣，耦合進(jìn)入光纖的效率大大降低，不能夠?qū)崿F(xiàn)大能量的納秒級(jí)脈沖激光和光纖之間的耦合的問題。
【IPC分類】G02B6-42
【公開號(hào)】CN204287551
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420848206
【發(fā)明人】陳兆宇, 金鳳文
【申請(qǐng)人】北京鐳寶光電技術(shù)有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月26日