Устройство для ввода излучения лазера в оптическое волокно Советский патент 1986 года по МПК G02B6/42 

Изобретение относится к волоконной оптике, а именно к конструкции ввода излучения лазера, преимущественно мощного, в оптическое волокно,

Известно . устройство для ввода мощного излучения лазера в оптическое волокно. Устройство имеет втулку с зафиксированными внутри линзой и входной частью оптического волокна, которые расположены друг относительно друга с большой точностью так, что коллимированный пучок излучения, падающий соосно на линзу, фокусируется соосно в центр входного торца оптического волокна. Втулка вставлена в цилиндрический переходник, монтируемый на лазере соосно с его оптической осью излучения. На практике различные экземпляры лазеров дают излучение, направление распространения которого в каждом случае неидентичное. В условиях серийного производства для соосного выставления цилиндрического переходника относительно оптической оси лазера необходимо проведение юстировочных манипуляций, непредусмотренных в данной конструкции.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является устройство для ввода излучения лазера в оптическое волокно, содержащее держатель с оптическим волокном, линзу, цилиндрический корпус, юстировочное устройство, размещенное в этом корпусе, и прижимную гайку, контактирующую с юстировочным устройством.

Недостатками этого устройства являются большие потери излучения при вводе в оптическое волокно и его сравнительно низкая надежность. При недостаточно точной установке указанного устройства относительно лазера возможно угловое несовпадение оси пучка лазерного излучения и оптической оси линзы.

Целью изобретения является уменьшение потерь излучения и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для ввода излучения лазера в оптическое волокно, содержащее держатель оптического волокна, линзу, цилиндрический корпус, юстировочное устройство, размещенное в корпусе, и прижимную гайку, контактирующую с юстировочным устройством, введен цилиндрический переходник, в котором закреплены держатель оптического волокна и линза, переходник установлен в юстировочное устройство, которое вьтолненов виде цилиндрической втулки с кольцеобразным шарбвым

приливом на конце и с кольцевой наружной выемкой в середине, при этом в боковой стенке корпуса напротив кольцевой выемки втулки установлены винты со стопорными гайками, линза

и оптическое волокно расположены соосно, а центр входного сечения волокна находится в фокусе линзы.

На чертеже изображено предлагаемое устройство в разрезе.

5 Устройство имеет держатель 1 с оптическим волокном 2, центр входного сечения которого с большой (микронной) точностью совпадает с точкой фокуса линзы 3, цилиндрический корпус 4, юстнровочное устройство 5 и прижимную гайку 6. Держатель 1 с оптическим волокном 2 и линза расположены соосно в цилиндрическом переходнике 7, вставленном в юстировочное

5 устройство 5, выполненное в виде

цилиндрической втулки, на внешней боковой поверхности которой в средней части имеется кольцевая выемка 8, на одном конце вьтолнен кольцеобразньй

Q прилив 9 с шаровой поверхностью, :контактирующей с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 4, а на другом конце - фланец 10 для захвата прижимной гайкой 6, жестко соединяющий переходник 7 с юстировочным устройством 5 .V В боковую поверхность корпуса 4 вкручены винты 11 со стопорными гайками 12, взаимодействующие своими концами 13 с кольцевой выемкой 8 и расположенные,наприме1 радиально попарно,перпендикулярно друг другу, а на его торце закреплен кольцевой фиксатор 14, контактирующий с торцовой поверхностью прилива 9. Закрепление держателя 1, линзы 3, кольцевого фиксатора 14 и в целом устройства может быть вьтолнено соответственно вкладышем 15, кольцом 16, винтами 17 и 18.

Устройство работает следующим об-

® разом..

Сборку, содержащую корпус 4 и юстировочное устройство 5, устанавливают приблизительно на оптической оси лазера и закрепляют относительно него с помощью винтов 18. В юстировочное устройство 5 вставляют переходник 7, где его закрепляют прижимной гайкой 6. Перемещением вин31тов 11 осуществляют угловое вращение юстировочного устройства 5 относительно центра сферической поверхности прилива 9 по двум взаимно перпендикулярным координатам. В момент углового совпадения оптической оси лин зы 3 с осью пучка лазерного излучения происходит попадание и эффективный ввод излучения в оптическое волокно 2. Фиксация достигнутой ориентации юстировочного устройства 5 осуществляется за счет вкручивания винтов 17 и стопорения гаек 12. Точность ввода лазерного излучения в оптическое волокно (и соответствующие потери) контролируется стандартным измерителем по достижению максимального уровня мощности излучения на выходе оптического волокна 2. В устройствах ввода лазерного излучения апертуры оптического волокна и линзы должны быть согласованы, т , е 604 при соосном расположении последних излучение попадает на плоскость торца оптического волокна (относительно нормали) под углом, не превышающим соответствукмций угол полного внутреннего отражения излучения в оптическом волокне. При угловом несовпадении оси пучка лазера и оптической оси линзы потери излучения возрастают и возможен выход из строя входной части оптического волокна. В данном устройстве вращение юстировочного устройства при угловом несовпадении оси пучка лазера и оптической оси линзы не ведет к-увеличению угла падения излучения относительно нормали к плоскости торца оптического волокна. Ввод излучения в оптическое волокно происходит с минимальными rto Мерями, так как угол падения лазерного излучения на торец оптического волокна не превышает апертурного угла оптического волокна.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИЗЛ ЧЕНИЯ ЛАЗЕРА В ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО содержащее держатель оптического локна, цилиндрический корпус, юст ровочное устройство, размещенное 77 /4 / корпусе, и прижимную гайку, контактирзпощую с юстировочньм устройством, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь излучения и повьшения надежности, в устройство введен щитандрический переходник, в котором закреплены держатель оптического волокна и линза, переходник установлен в юстировочное устройство, выполненное в виде цилиндрической втулки с кольцеобразным шаровым приливом на конце и с кольцевой наружной выемкой в середине, при этом в боковой стенке корпуса напротив кольцевой выемки втулки установлешл винты со стопорными гайками, линза и оптическое волокно расположены соосно, a центр входного сечения волокна находится в фокусе линзЫ.