反射型光學器件的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種反射型光學器件，包括光纖、第一管套、第二管套、固定件和反射型光學元件，光纖用于傳輸光信號，第一管套沿軸向貫穿地開設第一通孔，第二管套沿軸向貫穿地開設第二通孔，光纖固定在第二通孔中，第二管套固定在第一通孔中，固定件固定在第一通孔中，反射型光學元件設置在第一通孔內，反射型光學元件鄰接在光纖的第一接觸端部和固定件的第二接觸端部之間。緊密鄰接的器件有利于將工作過程中產生的熱量更有效地散發出去，保證了器件的性能和壽命，同時使光束的模場直徑一致性良好，以及使器件生產成本低。
【專利說明】
反射型光學器件
技術領域
[0001]本實用新型涉及光學領域，尤其涉及一種反射光線實現特定功能的反射型光學器件。
【背景技術】
[0002]激光器應用范圍非常廣泛，其具有體積小、重量輕、轉換效率高、輸出光束質量好等優點，近年來得到迅猛發展，尤其在激光光纖通訊、激光空間遠距通訊、工業造船、汽車制造、激光雕刻、激光打標、激光切割、印刷制輥、金屬非金屬鉆孔、切割、焊接、軍事國防安全、醫療器械儀器設備、大型基礎建設等具有廣泛的應用。
[0003]現有在激光器或其他激光應用上用于反射光線的反射型光學器件很多，如用于被動鎖模的可飽和吸收鏡、用于傳感系統的法拉第旋轉鏡或用于部分波長反射部分波長透射的反射鏡等。
[0004]例如現有用于輸出鎖模激光脈沖的可飽和吸收鏡通常在諧振腔內設置有準直器和半導體可飽和吸收體芯片(SESAM)，通過準直器輸出激光入射到半導體可飽和吸收體中。而半導體可飽和吸收鏡的基本結構就是把反射鏡與半導體可飽和吸收體結合在一起，通過改變吸收體的厚度以及反射鏡的反射率，可以調節吸收體的調制深度和反射鏡的帶寬，其鎖模原理是光脈沖入射到半導體可飽和吸收體時，由于脈沖的前后沿強度低，導致吸收不飽和，大部分的能量被吸收，而脈沖中心的強度大，所以當中心部分的能量被吸收達到飽和狀態時，大部分能量被返回到諧振腔內。可見，通過半導體可飽和吸收體將激光脈沖的前后沿的光強吸收，脈沖寬度在反射過程中被壓縮，從而實現將激光脈沖的鎖模。
[0005]目前現有用于反射光線的反射型光學器件大都采用自由空間式封裝，如對可飽和吸收體芯片通用的封裝方式為自由空間式，即光纖傳輸過來的光被透鏡組聚焦到可飽和吸收體芯片表面，然后被可飽和吸收體芯片反射回去。可飽和吸收體芯片反射面不與任何物體接觸，為了保證足夠高的光功率密度，激光束被聚焦到的光斑直徑一般為10-20微米，但聚焦大小會有一定誤差，使得實際應用中的鎖模光功率會有一定程度的離散分布，導致影響光功率，而且由于可飽和吸收體芯片工作時會吸收光功率轉化為熱量，熱產生于前表面即反射面，局部產生的高溫難以通過自有空間進行散熱，導致器件的壽命和可靠性受到影響。

【發明內容】

[0006]本實用新型的目的是提供一種具有良好反射光學性能和耐用性的反射型光學器件。
[0007]為了實現本實用新型的目的，本實用新型提供一種反射型光學器件，包括光纖、第一管套、第二管套、固定件和反射型光學元件，光纖用于傳輸光信號，第一管套沿軸向貫穿地開設第一通孔，第二管套沿軸向貫穿地開設第二通孔，光纖固定在第二通孔中，第二管套固定在第一通孔中，固定件固定在第一通孔中，反射型光學元件設置在第一通孔內，反射型光學元件鄰接在光纖的第一接觸端部和固定件的第二接觸端部之間。
[0008]更進一步的方案是，反射型光學元件包括可飽和吸收鏡。
[0009]更進一步的方案是，反射型光學元件包括反射鏡。
[0010]更進一步的方案是，反射型光學元件包括法拉第旋轉鏡。
[0011]由上述方案可見，反射型光學元件包括可飽和吸收鏡、反射鏡或法拉第旋轉鏡等，用戶可根據實際需求進行調配更換，如采用可飽和吸收鏡時則可實現光學器件被動鎖模，如采用反射鏡時則可實現不同波長反射，如采用法拉第旋轉鏡時則可實現光偏振態的旋轉，通過將位于反射型光學元件兩側的固定件和光纖進行固定，從而保持光纖、反射型光學元件和固定件之間的鄰接狀態，有效地保證了反射型光學元件表面和光纖的第一接觸端部直接接觸，有利于將工作過程中反射型光學元件產生的熱量更有效地散發出去，保證了器件的性能和壽命，而且物理接觸避免了尾纖端面和反射型光學元件表面之間形成諧振腔效應從而產生有害的光學諧振，并且器件裝配所用的物料均為行業通用的批量生產的物料，生產成本低。
[0012]更進一步的方案是，第二接觸端部呈錐狀或球狀設置，第二接觸部的最外端與反射型光學元件鄰接。
[0013]更進一步的方案是，第一接觸端部呈垂直于軸向的平面設置。
[0014]更進一步的方案是，第二管套包括位于第一通孔內的第三接觸部，第三接觸端部呈垂直于軸向的平面設置，第三接觸部和第一接觸部設置在同一平面上，第三接觸部與反射型光學元件鄰接。
[0015]由上可見，通過成錐狀或球狀的第二接觸部，以及通過平面設置的第一接觸端部和第三接觸端部，使得光纖、第二套管、反射型光學元件和固定件之間的鄰接更為緊密且更加容易定位，從而實現更加良好地接觸，減少光在自由空間的傳播。
[0016]更進一步的方案是，固定件和反射型光學元件之間設置預設壓力。
[0017]由上可見，將預設壓力施加在固定件和反射型光學元件之間，通過微形變有效地將光纖的第一接觸端部和反射型光學元件之間的空氣趕走，保證了反射型光學元件表面和光纖端面直接接觸，有利于將工作過程中反射片前表面產生的熱量更有效地散發出去。
[0018]更進一步的方案是，固定件和第一管套之間通過點膠固化方式固定，第二管套和第一管套之間通過點膠固化方式固定，光纖和第二管套之間通過點膠固化方式固定。
[0019]由上可見，在第一管套、固定件、第二管套以及光纖之間具有縫隙，通過點膠固化方式進行粘接，使得粘接區域膠層很薄，應力小，且粘接面積大，保證了固化后可以永久保持壓力，不會發生移位，同時光路全程無膠，可靠性高，抗振動和沖擊性能良好。
[0020]更進一步的方案是，光纖的軸線和固定件的軸線共線設置。
[0021]由上可見，共線設置有效保障光纖端面的正中心與反射型光學元件的表面緊密連接。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型反射型光學器件實施例的結構圖。
[0023]以下結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。
【具體實施方式】
[0024]反射型光學器件第一實施例:
[0025]參照圖1，圖1是反射型光學器件實施例的結構圖，在本實施例中反射型光學器件為可飽和吸收鏡，可飽和吸收鏡包括光纖3、管套1、管套2、固定件和反射型光學器件，固定件包括透鏡4，反射型光學器件包括可飽和吸收體5，栗浦光發射裝置與光纖3連接，栗浦光發射裝置發射的栗浦光信號經過光纖3進行傳輸。另外固定件既可采用玻璃材質制作而成的透鏡4，還可以采用金屬或塑料材料制作而成的柱狀固定件。
[0026]管套I沿軸向貫穿地開設第一通孔，管套2沿軸向貫穿地開設第二通孔，光纖3穿過在管套2第二通孔中后，光纖3和管套2之間通過點膠固化方式進行固定。光纖3包括位于第一通孔內的接觸端部31，套管2包括位于第一通孔內的接觸端部21，對接觸端部31和接觸端部21進行垂直于軸向的90度端面研磨拋光，使得接觸端部31和接觸端部21呈平面設置并位于同一平面上。可將接觸端部21+31即尾纖端面被磨成中心高，邊緣低的微弧形。
[0027]隨后將管套2固定在管套I的第一通孔中，管套2的外徑和第一通孔的直徑大致匹配地設置，在管套2和第一通孔周壁之間具有間隙11，在間隙11上點膠，繼而實現管套2和管套I之間通過點膠固化方式進行固定，點膠的膠層很薄而且厚度均勻。
[0028]然后對可飽和吸收體進行放置，將可飽和吸收體的反射面與接觸端部31、接觸端部21鄰接。隨后對透鏡4進行安裝，透鏡4包括位于第一通孔內接觸端部41，接觸端部41可錐形或球形設置，將透鏡4放置在管套I的第一通孔中，并光纖3的軸線和透鏡4的軸線共線設置，在透鏡4的外端部上面施加預設壓力，該預設壓力會通過接觸端部41的最外端部施加到可飽和吸收體5上，進而將可飽和吸收體5與接觸端部31的正中間、接觸端部21之間壓緊。
[0029]隨后，在保持預設壓力的同時，在透鏡4和第一通孔周壁之間的間隙12上點膠，繼而實現透鏡4和管套I之間通過點膠固化方式進行固定，同時，膠固化后撤去加在透鏡4上的預設壓力，通過膠的粘接力保持的預設壓力一直作用在光纖3、可飽和吸收體5和透鏡4之間，從而有效地保持器件的緊密配合。
[0030]在本實施例中，管套1、管套2和透鏡4均可采用玻璃材料制作而成，由于可飽和吸收體5的材料砷化鎵和玻璃的熱膨脹系數也相近，從而保證了熱膨脹系數匹配，保證了封裝后不易跑位和優異的高低溫性能。
[0031 ]反射型光學器件第二實施例:
[0032]在上述反射型光學器件第一實施例的基礎上，反射型的光學元件還可以為反射鏡，反射鏡既可是全反射鏡，還可以是實現部分波長反射的反射鏡，即將可飽和吸收體5更換成反射鏡，通過反射鏡鄰接在光纖和固定件之間，并在固定件和反射鏡之間施加預設壓力，使得反射鏡和光纖緊密鄰接，光從光纖輸出到反射鏡后再經過反射后返回到光纖中，同樣是實現了提高反射光學性能和耐用性的目的。
[0033]反射型光學器件第三實施例:
[0034]在上述反射型光學器件第一實施例的基礎上，反射型的光學元件還可以為法拉第磁光旋轉鏡，即將可飽和吸收體5更換成法拉第磁光旋轉鏡，通過法拉第磁光旋轉鏡鄰接在光纖和固定件之間，并在固定件和法拉第磁光旋轉鏡之間施加預設壓力，使得法拉第磁光旋轉鏡和光纖緊密鄰接，法拉第磁光旋轉鏡(FRM)讓信號光的偏振態每通過一次就旋轉45度，由于法拉第效應的非互易性，光一進一出，疊加后的偏振態會比初始狀態旋轉90度。當光纖中反向傳輸光的偏振狀態相對于正向傳輸光旋轉90度，應用于光纖系統可以消除偏振狀態的漲落帶來的影響，任何不需要的偏振狀態都可被中和，因此可用于傳感系統。
[0035]由上可見，反射型光學元件包括可飽和吸收鏡、反射鏡或法拉第旋轉鏡等，用戶可根據實際需求進行調配更換，如采用可飽和吸收鏡時則可實現光學器件被動鎖模，如采用反射鏡時則可實現不同波長反射，如采用法拉第旋轉鏡時則可實現光偏振態的旋轉，通過將位于反射型光學元件兩側的固定件和光纖進行固定，從而保持光纖、反射型光學元件和固定件之間的鄰接狀態，有效地保證了反射型光學元件表面和光纖的第一接觸端部直接接觸，有利于將工作過程中反射型光學元件產生的熱量更有效地散發出去，保證了器件的性能和壽命，而且物理接觸避免了尾纖端面和反射型光學元件表面之間形成的諧振腔效應產生有害光學諧振，并且采用的器件所用的物料均為行業通用的批量生產的物料，生產成本低，同時整體結構緊湊，保證了封裝不易跑位和優異的高低溫性能，而且整體圓形對稱結構保證了器件消光比不受影響。
【主權項】
1.反射型光學器件，包括 光纖，所述光纖用于傳輸光信號； 其特征在于: 第一管套，所述第一管套沿軸向貫穿地開設第一通孔； 第二管套，所述第二管套沿軸向貫穿地開設第二通孔，所述光纖固定在所述第二通孔中，所述第二管套固定在所述第一通孔中； 固定件，所述固定件固定在所述第一通孔中； 反射型光學元件，所述反射型光學元件設置在所述第一通孔內，所述反射型光學元件鄰接在所述光纖的第一接觸端部和所述固定件的第二接觸端部之間。2.根據權利要求1所述的反射型光學器件，其特征在于: 所述反射型光學元件包括可飽和吸收體。3.根據權利要求1所述的反射型光學器件，其特征在于: 所述反射型光學元件包括反射鏡。4.根據權利要求1所述的反射型光學器件，其特征在于: 所述反射型光學元件包括法拉第旋轉鏡。5.根據權利要求1至4任一項所述的反射型光學器件，其特征在于: 所述第二接觸端部呈錐狀或球狀設置，所述第二接觸部的最外端與所述反射型光學元件鄰接。6.根據權利要求1至4任一項所述的反射型光學器件，其特征在于: 所述第一接觸端部呈垂直于軸向的平面設置。7.根據權利要求6所述的反射型光學器件，其特征在于: 所述第二管套包括位于所述第一通孔內的第三接觸部，所述第三接觸端部呈垂直于軸向的平面設置，所述第三接觸部和所述第一接觸部設置在同一平面上，所述第三接觸部與所述反射型光學元件鄰接。8.根據權利要求1至4任一項所述的反射型光學器件，其特征在于: 所述固定件和所述反射型光學元件之間設置預設壓力。9.根據權利要求8所述的反射型光學器件，其特征在于: 所述固定件和所述第一管套之間通過點膠固化方式固定； 所述第二管套和所述第一管套之間通過點膠固化方式固定； 所述光纖和所述第二管套之間通過點膠固化方式固定。10.根據權利要求1至4任一項所述的反射型光學器件，其特征在于: 所述光纖的軸線和所述固定件的軸線共線設置。
【文檔編號】G02B5/08GK205484884SQ201620117839
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月5日
【發明人】賈楠, 張大鵬, 熊拓, 王興龍, 劉俠
【申請人】珠海光庫科技股份有限公司