光纤准直耦合系统.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010996792.8 (22)申请日 2020.09.21 (71)申请人 中国科学院长春光学精密机械与物 理研究所 地址 130033 吉林省长春市经济技术开发 区东南湖大路3888号 (72)发明人 陈成王德江张迪 (74)专利代理机构 长春中科长光知识产权代理 事务所(普通合伙) 22218 代理人 高一明郭婷 (51)Int.Cl. G02B 6/26(2006.01) (54)发明名称 光纤准直耦合系统 (57)摘要 本发明提供一种光纤准直耦合系统， 包括： 平。

2、面反射镜， 与入射光束成预设夹角设置， 用于 对入射光束进行反射； 标准反射板， 以预定倾斜 角度设置在平面反射镜的后射方向上， 用于将入 射到其表面的入射光束均匀散射到180 空间立 体角； 连接有光纤耦合跳线的光纤准直镜头， 设 置在180 空间立体角的范围内， 用于将经标准反 射板反射的入射光束耦合入光纤耦合跳线。 本发 明能够将光纤准直镜头和入射光束对准精度降 低到10 量级， 实现入射光束和光纤准直镜头的 快速耦合。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 112099146 A 2020.12.18 CN 112099146 A 1.一种光纤准直耦合系统， 其特征在于， 包括：。

3、 平面反射镜， 与入射光束成预设夹角设置， 用于对所述入射光束进行反射； 标准反射板， 以预定倾斜角度设置在所述平面反射镜的反射方向上， 用于将入射到其 表面的入射光束均匀散射到180 空间立体角； 连接有光纤耦合跳线的光纤准直镜头， 设置在所述180 空间立体角的范围内， 用于将 经所述标准反射板反射的入射光束耦合入所述光纤耦合跳线。 权利要求书 1/1 页 2 CN 112099146 A 2 光纤准直耦合系统 技术领域 0001 本发明涉及光纤耦合技术领域， 特别涉及一种高容差的快速光纤准直耦合系统。 背景技术 0002 在诸如远距离激光测距系统和激光雷达等设备的实验室测试过程中， 其中。

4、很重要 的一步是将高能量激光发射光束经能量衰减器衰减后经光纤准直透镜耦合到光纤中， 再经 远距离光纤延迟衰减后完成测距能力验证。 传统的光纤耦合系统如图1所示， 包括能量衰减 器7和带有光纤耦合跳线10的光纤准直镜头9， 光纤准直镜头9与能量衰减器7对准， 高能量 激光8经能量衰减器7衰减后耦合进入光纤耦合跳线10， 在这个过程中， 需要借助六维调节 架精确调节光纤准直镜头9的角度和位置， 对准精度要求在0.2 以上， 对准过程耗时耗力， 难以满足快速检测的要求。 发明内容 0003 本发明旨在解决传统的光纤耦合系统对入射光束和光纤准直镜头的对准精度要 求高的问题， 提供一种无需精确对准的光纤。

5、准直耦合系统， 该系统以降低光纤准直镜头和 入射光束对准精度为主要目的， 将对准精度要求降低到10 量级， 实现入射光束和光纤准直 镜头的快速耦合。 0004 为实现上述目的， 本发明采用以下具体技术方案： 0005 本发明提供一种光纤准直耦合系统， 包括： 平面反射镜， 与入射光束成预设夹角设 置， 用于对入射光束进行反射； 标准反射板， 以预定倾斜角度设置在平面反射镜的后射方向 上， 用于将入射到其表面的入射光束均匀散射到180 空间立体角； 连接有光纤耦合跳线的 光纤准直镜头， 设置在180 空间立体角的范围内， 用于将经标准反射板反射的入射光束耦 合入光纤耦合跳线。 0006 与传统的。

6、光纤耦合系统相比， 本发明的有益效果为： 0007 1、 将对准精度要求降低到10 量级， 相比传统的光纤耦合系统的对准精度要求降 低50倍以上， 实现入射光束和光纤准直镜头的快速耦合。 0008 2、 耦合能量输出均匀性随光纤准直镜头的角度和位置变化较小。 0009 3、 光纤准直耦合系统具有结构简单、 对准容易、 快速高效等优点。 0010 4、 省去高能量激光光纤耦合过程中激光衰减步骤和装置， 可以降低成本、 提高耦 合效率。 0011 5、 在较大角度范围内光纤耦合输出能量均匀性较好。 附图说明 0012 图1是传统的光纤耦合系统的结构示意图； 0013 图2是根据本发明一个实施例的光。

7、纤准直耦合系统的结构示意图。 0014 其中的附图标记包括： 平面反射镜1、 标准反射板2、 光纤准直镜头3、 光纤耦合跳线 说明书 1/3 页 3 CN 112099146 A 3 4、 入射光束5、 均匀反射光6、 能量衰减器7、 入射光束8、 光纤准直镜头9、 光纤耦合跳线10。 具体实施方式 0015 为了使本发明的目的、 技术方案及优点更加清楚明白， 以下结合附图及具体实施 例， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描述的具体实施例仅用以解释本发 明， 而不构成对本发明的限制。 0016 下面将对本发明实施例提供的光纤准直耦合系统进行详细说明。 0017 图1示出了本发明。

8、一个实施例的光纤准直耦合系统的结构。 0018 如图1所示， 本发明实施例提供的光纤准直耦合系统， 包括： 平面反射镜1、 标准反 射板2、 光纤准直镜头3、 光纤耦合跳线4； 其中， 平面反射镜1以预定夹角设置在入射光束5的 入射方向上， 即平面反射镜1与入射光束5成预设夹角摆放， 以对入射光束5进行反射； 标准 反射板2设置在平面反射镜1的反射方向上， 用于将入射到标准反射板2表面的入射光束均 匀散射到180 空间立体角； 光纤准直镜头3设置在180 空间立体角范围内， 光纤耦合跳线4 与光纤准直镜头3连接， 光纤准直镜头3将入射光束5耦合入光纤耦合跳线4内。 0019 平面反射镜1与入射。

9、光束5成预设夹角摆放的目的是避免平面反射镜1与入射光束 5垂直， 如果平面反射镜1的入射角为0 ， 则入射光束5会沿光线方向原路返回， 所以需要平 面反射镜1与入射光束5形成一定的夹角， 但该夹角不能为90 。 0020 标准反射板2为漫反射板， 能够对入射到标准反射板2的光束进行漫反射， 使光束 沿各个方向均匀反射形成均匀反射光6， 达到散射的效果， 均匀反射光6的散射范围为180 的空间立体角。 0021 由于经标准反射板2漫反射后的反射光较为均匀， 因此耦合能量输出均匀性随光 纤准直镜头的角度和位置变化较小。 0022 标准反射板2以预定倾斜角度设置在平面反射镜1的后射方向上， 确保经平。

10、面镜反 射1后反射的光束能完全照射到标准反射板2上。 0023 可通过调节平面反射镜1和标准反射板2之间的相对位置关系， 有效抑制入射光束 5入射到平面反射镜1的后向散射能量， 减小对入射光束5方向的其他光学系统的影响。 0024 光纤准直镜头3处于标准反射板2的散射范围内， 即处于180 的空间立体角的范围 内， 光纤准直镜头3将标准反射板2的反射光耦合入光纤耦合跳线4， 光纤准直镜头3的位置 与角度可根据入射光束5的方向做一定范围的调整。 0025 标准反射板2和光纤耦合跳线4可根据实际应用需求选择不同反射率参数和结构 尺寸参数的标准反射板及不同模式的光纤耦合跳线。 0026 由于本发明中。

11、只要光纤准直镜头3处于标准反射板2的散射范围之内就能够实现 入射光束5的耦合， 因此标准反射板2增大了光纤准直镜头3的对准角度， 降低了对准精度， 因此本发明提供的光纤准直耦合系统的对准精度远远小于传统的光纤耦合系统的对准精 度， 能够将对准精度要求降低到10 量级， 相比传统对准精度要求降低50倍以上。 0027 由于无需使用六维调节架精确调节光纤准直镜头3的角度和位置， 因此本发明提 供的光纤准直耦合系统能够实现入射光束5与光纤准直镜头3的快速耦合， 对接速度快、 效 率高， 并能节省耦合系统的成本。 0028 在本说明书的描述中， 参考术语 “一个实施例” 、“一些实施例” 、“示例” 。

12、、“具体示 说明书 2/3 页 4 CN 112099146 A 4 例” 、 或 “一些示例” 等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、 结构、 材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。 在本说明书中， 对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。 而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者特点可以在任 一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。 此外， 在不相互矛盾的情况下， 本领域的技 术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。 0029 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例， 可以理解的是， 上述实施例是示例 性的， 不能理解为对本发明的限制， 本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述 实施例进行变化、 修改、 替换和变型。 0030 以上本发明的具体实施方式， 并不构成对本发明保护范围的限定。 任何根据本发 明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形， 均应包含在本发明权利要求的保护范 围内。 说明书 3/3 页 5 CN 112099146 A 5 图1 图2 说明书附图 1/1 页 6 CN 112099146 A 6 。