光纖準直器及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及激光領域，尤其涉及一種可耐受高功率且工藝簡單的一體式光纖準直器及該光纖準直器的制造方法。
【背景技術】
[0002]隨著光通信與光纖激光應用范圍的擴展，對光功率的要求越來越高，尤其是在高功率激光器中，高功率的激光通過光纖準直器輸出時，光纖準直器的輸出端面纖芯的功率密度很高，很容易造成端面損傷，因此對光纖端面的平整度和清潔度有很高的要求，不僅增加光纖準直器的加工成本，且使光纖準直器對使用環境要求較高，同時光纖準直器得使用壽命也存在隱患。
【發明內容】
[0003]本發明的第一目的是提供一種可耐受高功率且工藝簡單的光纖準直器。
[0004]本發明的第二目的是提供一種可耐受高功率且工藝簡單的光纖準直器制作方法。
[0005]為了實現本發明的第一目的，本發明提供一種光纖準直器，包括光纖、無芯光纖、自聚焦光纖和玻璃管，光纖包括由外到內依次設置的包括光纖涂覆層、光纖包層和光纖纖芯，無芯光纖的第一端部與光纖的端部熔接，自聚焦光纖的端部與無芯光纖的第二端部熔接，玻璃管套在光纖、無芯光纖和自聚焦光纖外并對光纖、無芯光纖和自聚焦光纖進行位置固定。
[0006]由上述方案可見，通過將一段合適長度的無芯光纖熔接在光纖和一段合適長度的自聚焦光纖之間，使得光從光纖中傳入無芯光纖中后，失去了光纖的波導約束作用，因而光束在一段無芯光纖中自然發散傳輸后使得光束直徑變大，隨后直徑變大的光束到達自聚焦光纖處，最終自聚焦光纖將其準直后，輸出光斑直徑變大的準直光束，通過控制擴束作用的無芯光纖的長度和準直作用的自聚焦光纖的長度，使得可自由地控制準直輸出光斑半徑的大小及其他準直輸出特性，最后形成全玻璃結構的一體式光纖準直器，在擴大了光束輸出端的輸出面積后，降低了輸出端的功率密度，繼而提高了光纖端面的功率耐受能力，且本光纖準直器還具備全玻璃結構、無膠化處理、工藝簡單和可批量化生產的優點。
[0007]更進一步的方案是，無芯光纖與光纖包層、光纖纖芯熔接。
[0008]由上可見，為了使無芯光纖更好地接收由光纖輸出的光束，以及為了更方便地對無芯光纖和光纖進行熔接，故將光纖的一段光纖涂覆層進行去除后，再將無芯光纖與光纖包層、光纖纖芯熔接，有效地降低光損耗，提高光效率。
[0009]更進一步的方案是，無芯光纖的長度小于光纖的長度。
[0010]更進一步的方案是，自聚焦光纖的長度小于光纖的長度。
[0011]由上可見，通過合適長度的設置，使光束進入無芯光纖后能夠進行合適范圍的擴束，以及在擴束后能夠得到充分準直后輸出。
[0012]更進一步的方案是，玻璃管的至少一部分包裹在光纖包層外。
[0013]更進一步的方案是，玻璃管通過熱源或激光與光纖包層、無芯光纖和自聚焦光纖貼合。
[0014]由上可見，通過玻璃管對光纖包層、無芯光纖和自聚焦光纖的貼合固定，使得一體式的全玻璃光纖準直器能夠穩定地進行工作，防止光纖、無芯光纖或自聚焦光纖的脫離。
[0015]為了實現本發明的第二目的，本發明提供一種光纖準直器制作方法，包括:將光纖和無芯光纖的第一端熔接的步驟；將無芯光纖的第二端與自聚焦光纖熔接的步驟；將玻璃管套在光纖、無芯光纖和自聚焦光纖外的步驟；將玻璃管對光纖、無芯光纖和自聚焦光纖進行位置固定的步驟。
[0016]由上述方案可見，通過將一段合適長度的無芯光纖熔接在光纖和一段合適長度的自聚焦光纖之間，使得光從光纖中傳入無芯光纖中后，失去了光纖的波導約束作用，因而光束在一段無芯光纖中自然發散傳輸后使得光束直徑變大，隨后直徑變大的光束到達自聚焦光纖處，最終自聚焦光纖將其準直后，輸出光斑直徑變大的準直光束，通過控制擴束作用的無芯光纖的長度和準直作用的自聚焦光纖的長度，使得可自由地控制準直輸出光斑半徑的大小及其他準直輸出特性，最后形成全玻璃結構的一體式光纖準直器，在擴大了光束輸出端的輸出面積后，降低了輸出端的功率密度，且通過工藝簡單的光纖準直器制作方法能夠降低成本、提高生產效率和批量化生產。
[0017]更進一步的方案是，在將光纖和無芯光纖的第一端熔接的步驟之后，光纖準直器制作方法還包括切除多余部分的無芯光纖。
[0018]更進一步的方案是，在將無芯光纖的第二端與自聚焦光纖熔接的步驟之后，光纖準直器制作方法還包括切除多余部分的自聚焦光纖。
[0019]由上可見，首先將長度較長的無芯光纖或自聚焦光纖進行熔接，其由于長度較長較為方便地進行夾持控制和熔接，隨后根據輸出光斑半徑的大小來對無芯光纖和自聚焦光纖的長度進行控制，對多余的無芯光纖和自聚焦光纖進行切除。
[0020]更進一步的方案是，在將光纖和無芯光纖的第一端熔接的步驟之前，光纖準直器制作方法還包括去除一段光纖的光纖涂覆層的步驟。
[0021]由上可見，為了使無芯光纖更好地接收由光纖輸出的光束，以及為了更方便地對無芯光纖和光纖進行熔接，故將光纖的一段光纖涂覆層進行去除后，再將無芯光纖與光纖包層、光纖纖芯熔接，有效地降低光損耗，提高光效率。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明光纖準直器制作方法實施例的流程圖。
[0023]圖2是本發明光纖準直器制作方法實施例中第一步的結構示意圖。
[0024]圖3是本發明光纖準直器制作方法實施例中第二步的結構示意圖。
[0025]圖4是本發明光纖準直器制作方法實施例中第三步的結構示意圖。
[0026]圖5是本發明光纖準直器制作方法實施例中第四步的結構示意圖。
[0027]圖6是本發明光纖準直器制作方法實施例中第五步的結構示意圖。
[0028]圖7是本發明光纖準直器實施例的結構示意圖。
[0029]以下結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。
【具體實施方式】
[0030]光纖準直器制作方法實施例:
參照圖1和圖2，圖1是光纖準直器制作方法的流程圖，圖2是光纖準直器制作方法第一步的結構示意圖。執行光纖準直器制作方法時，首先執行步驟S11，為了使光纖I中的光纖包層12和光纖纖芯13能夠更好更方便地與無芯光纖2熔接，故去除一段光纖的光纖涂覆層11，隨后執行步驟S12，選取直徑大小合適的無芯光纖2與去除光纖涂覆層的光纖I的端部熔接，即無芯光纖2的軸向上的第一端與光纖包層12、光纖纖芯13熔接。
[0031]參照圖3并結合圖1，隨后執行步驟S13，根據輸出光斑的大小，控制無芯光纖2的長度，確定所需要的無芯光纖2的長度后，切除多余的無芯光纖2，優選地，無芯光纖2的長度小于光纖I的長度。
[0032]參照圖4并結合圖1，然后執行步驟S14，選取半徑大小與無芯光纖2相等的自聚焦光纖3，將自聚焦光纖3的端部與無芯光