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激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)以及檢測(cè)調(diào)試方法與流程

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激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)以及檢測(cè)調(diào)試方法與流程

本發(fā)明涉及激光技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域,特別涉及一種激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)以及檢測(cè)調(diào)試方法。



背景技術(shù):

激光是20世紀(jì)人類(lèi)偉大發(fā)明之一,并且廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域。激光應(yīng)用于醫(yī)學(xué),開(kāi)辟了一門(mén)新興的學(xué)科,用激光新技術(shù)去研究、診斷、預(yù)防和治療疾病。激光已廣泛應(yīng)用于內(nèi)、外、婦、兒、眼、耳鼻喉、口腔、皮膚、腫瘤、針灸、理療等臨床各科。它不僅為研究生命科學(xué)和研究疾病的發(fā)生發(fā)展開(kāi)辟了新的研究途徑,而且為臨床診治和治療疾病提供了嶄新的手段。

激光經(jīng)過(guò)光纖傳輸可達(dá)到人體各部位病變組織進(jìn)行汽化、切割、消融和碎石等,因此通常需要將激光器發(fā)出的激光耦合進(jìn)入光纖進(jìn)行手術(shù)。自20世紀(jì)70年度初,美國(guó)康寧公司成功的研制出世界上第一根實(shí)用化石英光纖以來(lái),用光纖傳輸大功率激光技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。使用光纖傳送激光功率必須采用耦合技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn),所以,耦合效率的高低直接影響激光器有效功率的利用。

近年來(lái),隨著軟鏡技術(shù)的發(fā)展,激光微創(chuàng)手術(shù)已經(jīng)發(fā)展為激光無(wú)創(chuàng)手術(shù),對(duì)光纖的芯徑要求越來(lái)越細(xì),以前常規(guī)使用的550μm、800μm等規(guī)格已不能滿(mǎn)足要求,現(xiàn)在配合軟鏡使用的光纖規(guī)格為365μm、272μm、200μm,甚至為100μm,這就要求耦合精度越來(lái)越高,因此本發(fā)明就是為提高激光功率耦合效率而提供一種檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)以及檢測(cè)調(diào)試方法。

激光束與光纖之間的耦合需要滿(mǎn)足以下條件:激光束直徑小于光纖纖芯直徑,并且激光束的發(fā)散角也要小于光纖的數(shù)值孔徑角,滿(mǎn)足激光束在光纖中傳輸?shù)娜瓷錀l件。也就是說(shuō),光纖端面處激光光斑大小與光纖芯總面積的匹配以及激光發(fā)散角與光纖數(shù)值孔徑角的匹配,是激光束與光纖耦合技術(shù)中較為關(guān)鍵的問(wèn)題,其中,光纖端面處激光光斑由激光束在光纖端面處匯聚形成。

對(duì)于大多數(shù)激光器發(fā)出的激光束,激光束的發(fā)散角一般都很小,通常小于光纖的數(shù)值孔徑角,但是光纖端面處激光光斑面積卻遠(yuǎn)大于光纖纖芯端面面積,因此需要通過(guò)在激光束與光纖之間設(shè)置耦合鏡,所述耦合鏡用于聚集激光束,以減小光纖端面處激光光斑大小。

然而,現(xiàn)有技術(shù)中激光束耦合于光纖的耦合效率仍有待提高。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)以及檢測(cè)調(diào)試方法,提高耦合鏡與光纖之間相對(duì)位置的合格率,從而提高激光束耦合于光纖的耦合效率。

為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu),包括:激光發(fā)射器,所述激光發(fā)射器用于發(fā)射激光;位于所述激光發(fā)射器發(fā)出的激光光路上的耦合鏡,所述耦合鏡用于匯聚所述激光形成激光束;調(diào)節(jié)架,所述調(diào)節(jié)架用于裝置所述耦合鏡且適于調(diào)整所述耦合鏡的位置;位于所述激光束光路上的光纖,且耦合鏡位于所述光纖與激光發(fā)射器與之間;位于所述耦合鏡和所述光纖相連接處的光纖接頭,所述光纖的接入端套入所述光纖接頭內(nèi);其中,所述光纖接頭的端面上設(shè)置有光斑接收層,所述光斑接收層的中心與所述光纖端面中心重合,且所述光斑接收層具有中心區(qū)域,所述中心區(qū)域的中心與所述光纖端面中心重合。

可選的,還包括,用于觀察所述光斑接收層表面的觀察裝置。

可選的,所述觀察裝置為讀數(shù)顯微鏡。

可選的,所述光斑接收層的形狀為圓形;所述光斑接收層的半徑為1mm~1.5mm。

可選的,所述光斑接收層的厚度為0.02mm~0.06mm。

可選的,所述中心區(qū)域的形狀為圓形;所述光斑接收層的中心區(qū)域的半徑小于等于50μm。

可選的,所述光纖接頭上設(shè)置有至少1個(gè)定位標(biāo)記。

可選的,所述定位標(biāo)記位于光纖接頭的外側(cè)壁、內(nèi)側(cè)壁或者接頭表面。

可選的,所述定位標(biāo)記為刻度線(xiàn)標(biāo)記、凸起標(biāo)記或凹槽標(biāo)記。

可選的,所述光纖的中心軸線(xiàn)與光纖接頭的中心軸線(xiàn)重合;所述定位標(biāo)記的數(shù)量為2,且所述光纖接頭的中心軸線(xiàn)與所述2個(gè)定位標(biāo)記之間的連線(xiàn)相交。

可選的,還包括:位于光纖和耦合鏡之間位置的法蘭,所述法蘭用于將光纖固定在所要求的位置。

可選的,所述光斑接收層的材料為不干膠,且所述光斑接收層粘附于裝有光纖的光纖接頭端面上。

本發(fā)明還提供一種采用上述激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試的方法,包括:獲取激光光斑步驟:通過(guò)所述調(diào)節(jié)架調(diào)整所述耦合鏡使耦合鏡具有第一位置,所述激光發(fā)射器發(fā)射出激光,所述激光傳輸至具有第一位置的耦合鏡后匯聚成激光束,所述激光束傳輸至光斑接收層表面,在所述光斑接收層表面形成激光光斑;觀察判斷步驟:觀察位于所述光斑接收層表面的激光光斑,判斷所述激光光斑是否位于光斑接收層的中心區(qū)域內(nèi),其中,當(dāng)所述激光光斑位于中心區(qū)域內(nèi)時(shí),判定所述耦合鏡的第一位置合格,當(dāng)所述激光光斑位于中心區(qū)域外時(shí),判定所述耦合鏡的第一位置不合格;調(diào)整步驟:判定所述耦合鏡的第一位置不合格的情況下,通過(guò)所述調(diào)節(jié)架調(diào)整所述耦合鏡使耦合鏡具有第二位置;重復(fù)依次進(jìn)行所述獲取激光光斑步驟、觀察判斷步驟以及調(diào)整步驟,直至所述激光光斑位于中心區(qū)域內(nèi),獲取耦合鏡的合格位置。

可選的,所述第二位置的選擇標(biāo)準(zhǔn)為:與耦合鏡具有第一位置時(shí)獲取的激光光斑位置相比,所述耦合鏡具有第二位置時(shí)獲得的激光光斑的位置更接近光斑接收層的中心區(qū)域。

可選的,所述第二位置的選擇標(biāo)準(zhǔn)為:所述耦合鏡具有第二位置時(shí)獲得的激光光斑位于光斑接收層的中心區(qū)域內(nèi)。

可選的,通過(guò)所述調(diào)節(jié)架調(diào)整所述耦合鏡具有第二位置的方法包括:通過(guò)所述激光光斑與定位標(biāo)記之間的相對(duì)位置,獲取所述激光光斑的偏移量;依據(jù)獲取的所述偏移量以及第一位置,獲取所述耦合鏡的第二位置;通過(guò)所 述調(diào)節(jié)架調(diào)整所述耦合鏡使耦合鏡具有第二位置。

可選的,在進(jìn)行所述調(diào)整步驟之后、進(jìn)行所述獲取激光光斑步驟之前,還包括步驟:去除形成有激光光斑的光斑接收層,重新在裝有光纖的光纖接頭端面上設(shè)置光斑接收層。

可選的,所述激光發(fā)射器發(fā)出激光功率范圍為3W~5W。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):

本發(fā)明提供一種激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu),包括,位于所述激光束光路上的光纖,光纖的接入端套入光纖接頭內(nèi),且耦合鏡位于所述光纖與激光發(fā)射器與之間;其中,所述光纖接頭的端面上設(shè)置有光斑接收層,所述光斑接收層的中心與所述光纖端面中心重合,且所述光斑接收層具有中心區(qū)域,所述中心區(qū)域的中心與所述光纖端面中心重合。采用本發(fā)明提供的檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu),通過(guò)獲取在光斑接收層上形成的激光光斑的位置,判斷耦合鏡與光纖之間的相對(duì)位置是否合格,有效的避免了橫向和縱向偏移誤差問(wèn)題。并且,能夠通過(guò)調(diào)節(jié)架調(diào)整耦合鏡的位置,從而調(diào)整耦合鏡與光纖之間的相對(duì)位置,使得光纖端面處的激光光斑位于光纖端面中心區(qū)域,保證激光束全部耦合進(jìn)入光纖內(nèi),提高光纖與激光束的耦合效率。

本發(fā)明提供的檢測(cè)調(diào)試的方法,通過(guò)在光斑接收層表面形成的激光光斑的位置的判斷,能夠判斷耦合鏡與光纖之間的相對(duì)位置是否合格,提高激光產(chǎn)品的合格率,避免不合格的激光產(chǎn)品出廠或使用而造成的損失。并且,本發(fā)明提供的檢測(cè)調(diào)試的方法,還能夠依據(jù)激光光斑的位置對(duì)耦合鏡的位置進(jìn)行調(diào)整,直至耦合鏡的位置合格,使得激光束耦合入光纖的耦合效率高,提高激光產(chǎn)品的性能。

附圖說(shuō)明

圖1為橫向(或縱向)偏移誤差示意圖;

圖2為圖1中光纖端面示意圖;

圖3為本實(shí)施例中提供的激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為光纖、光斑接收層以及光纖接頭的剖面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為光纖、光斑接收層以及光纖接頭的局部俯視示意圖;

圖6為光纖接頭、光斑接收層以及激光光斑的局部俯視示意圖;

圖7為觀察裝置、光纖接頭、光纖以及光斑接收層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

由背景技術(shù)可知,現(xiàn)有技術(shù)中激光束耦合于光纖的耦合效率仍有待提高。

經(jīng)分析發(fā)現(xiàn),目前在激光與光纖的耦合技術(shù)中,主要還是以機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)控制激光束與光纖的相對(duì)位置關(guān)系,因此要獲得較高的耦合效率,除了需要嚴(yán)格滿(mǎn)足耦合條件外,機(jī)械結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)度也是十分關(guān)鍵的。

由于加工精度的限制,或者裝配過(guò)程中的失配,難免會(huì)產(chǎn)生方位上的對(duì)準(zhǔn)誤差,主要為耦合鏡與光纖在方位上的對(duì)準(zhǔn)誤差,導(dǎo)致耦合效率的下降。所述對(duì)準(zhǔn)誤差包括耦合鏡與光纖之間的橫向位移誤差,結(jié)合參考圖1及圖2,圖1為橫向(或縱向)偏移誤差示意圖,圖2為圖1中光纖12端面示意圖,激光經(jīng)耦合鏡11耦合后形成激光束10,所述激光束10在光纖12端面處形成激光光斑20,橫向偏移誤差d是指由于光纖12端面處的激光光斑20中心與光纖12纖芯中心沒(méi)有完全重合,而是有一個(gè)橫向偏移d,而產(chǎn)生的誤差。

其中,R為光纖12纖芯半徑,w為光纖12端面處的激光光斑20的半徑。在激光束10滿(mǎn)足光纖12耦合條件時(shí),耦合進(jìn)光纖12的能量與聚焦后激光光斑20和光纖12纖芯端面重疊面的大小成正比,因此,雖然聚焦后的激光束10滿(mǎn)足光斑和發(fā)散角的耦合條件,但是由于存在橫向偏移d,使得部分激光束10漏到光纖12外面,產(chǎn)生損耗,因此光纖與激光束的耦合效率降低。

為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu),包括,激光發(fā)射器,所述激光發(fā)射器用于發(fā)射激光;位于所述激光發(fā)射器發(fā)出的激光光路上的耦合鏡,所述耦合鏡用于匯聚所述激光形成激光束;調(diào)節(jié)架,所述調(diào)節(jié)架用于裝置所述耦合鏡且適于調(diào)整所述耦合鏡的位置;位于所述激光束光路上的光纖,且耦合鏡位于所述光纖與激光發(fā)射器的之間;其中,光纖接頭的端面上設(shè)置有光斑接收層,所述光斑接收層的中心與所述光纖端面中心重合,且所述光斑接收層具有中心區(qū)域,所述中心區(qū)域的中心與所述光纖端面中心重合。采用本發(fā)明提供的檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu),通過(guò)獲取在光斑接收層上形 成的激光光斑的位置,判斷耦合鏡與光纖之間的相對(duì)位置是否合格,有效的避免了上述橫向偏移誤差問(wèn)題。并且,能夠通過(guò)調(diào)節(jié)架調(diào)整耦合鏡的位置,從而調(diào)整耦合鏡與光纖之間的相對(duì)位置,使得光纖端面處的激光光斑位于光纖端面中心區(qū)域,保證激光束全部耦合進(jìn)入光纖內(nèi),提高光纖與激光束的耦合效率。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂,下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說(shuō)明。

參考圖3,圖3為激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖,所述激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)包括:

激光發(fā)射器(未圖示),所述激光發(fā)射器用于發(fā)射激光。;

位于所述激光發(fā)射器發(fā)出的激光光路上的耦合鏡101,所述耦合鏡101用于匯聚所述激光形成激光束;

調(diào)節(jié)架112,所述調(diào)節(jié)架112用于裝置所述耦合鏡101,且所述調(diào)節(jié)架112還適于調(diào)整所述耦合鏡101的位置;

位于所述激光束光路上的光纖102,且耦合鏡101位于所述光纖102和激光發(fā)射器之間;

位于所述耦合鏡101和所述光纖102相連接處的光纖接頭104,所述光纖102的接入端套入所述光纖接頭104內(nèi);

其中,所述光纖接頭104端面上設(shè)置有光斑接收層103,所述光斑接收層103的中心與所述光纖102端面中心重合,且所述光斑接收層103具有中心區(qū)域,所述中心區(qū)域的中心與所述光纖102端面中心重合。

以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明提供的激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

所述激光發(fā)射器為脈沖式激光發(fā)射器或者連續(xù)式激光發(fā)射器中的一種或兩種。本實(shí)施例中,所述激光發(fā)射器為固體激光發(fā)射器,例如,所述激光發(fā)射器為鈥激光發(fā)射器,鈥激光發(fā)射器是以釔鋁石榴石為激活媒質(zhì),摻敏化離子鉻、傳能離子銩、激活離子鈥的激光晶體制成的脈沖固體激光發(fā)射裝置,鈥激光發(fā)射器能夠產(chǎn)生波長(zhǎng)為2.1μm的脈沖式激光,脈沖式鈥激光對(duì)人體組 織的穿透深度很淺,因此在手術(shù)時(shí)可以做到對(duì)周?chē)M織損傷較小,安全性能較高。

具體的,所述耦合鏡101設(shè)置在激光發(fā)射器發(fā)射出的激光的光路上。所述耦合鏡101用于接收從激光發(fā)射器中發(fā)射出的激光,所述耦合鏡101位于激光發(fā)射器和光纖102之間,用于接收從激光發(fā)射器發(fā)出的混合激光,或者單獨(dú)輸出的連續(xù)式激光或脈沖式激光,并匯聚激所述混合激光、或單獨(dú)輸出的連續(xù)式激光或脈沖式激光進(jìn)入光纖102。

所述耦合鏡101具有兩個(gè)基本功能:第一,所述耦合鏡101適于使激光匯聚形成激光束,且激光束對(duì)準(zhǔn)光纖102軸線(xiàn);第二,所述耦合鏡101適于使激光匯聚成激光束,且對(duì)激光束進(jìn)行整形,壓縮激光束發(fā)散角,調(diào)整激光束光腰半徑(Beam waist radius),改善激光束遠(yuǎn)場(chǎng)對(duì)稱(chēng)性和激光束形成的光斑形狀。

所述耦合鏡101為球狀透鏡、柱狀透鏡、凸透鏡、自聚焦棒透鏡中的一種或多種。本實(shí)施例中,所述耦合鏡101為凸透鏡,將激光發(fā)射器放在凸透鏡的焦點(diǎn)上,使光變成平行光,然后再用另一個(gè)凸透鏡將此平行光聚焦到光纖102端面上。所述耦合鏡101能夠匯聚混合激光、脈沖式激光或連續(xù)式激光形成激光束,使激光束的光束直徑小于光纖102的直徑,保證混合激光、脈沖式激光或連續(xù)式激光能夠順利進(jìn)入光纖102且不損傷光纖102。

所述耦合鏡101的位置與光纖102之間在方位上的對(duì)準(zhǔn),與激光束耦合于光纖102的耦合效率有關(guān),若耦合鏡101與光纖102之間的位置出現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)偏差,則激光束可能無(wú)法全部耦合進(jìn)入光纖102中,造成激光束耦合于光纖102的耦合效率低。因此,如何獲取耦合鏡101的合格位置,或者如何調(diào)整耦合鏡101至合格位置,是提高激光器裝置耦合效率的重要因素之一。

所述調(diào)節(jié)架112用于支撐所述耦合鏡101,并且還能夠通過(guò)所述調(diào)節(jié)架112來(lái)調(diào)整所述耦合鏡101的位置。

本實(shí)施例中,所述光纖102由芯徑、涂層和保護(hù)層構(gòu)成,其中,涂層的折射率小于芯徑的折射率,從而保證激光產(chǎn)生全反射進(jìn)行傳輸。

本實(shí)施例中,還包括:位于所述耦合鏡101和所述光纖102相連接處的 光纖接頭104,所述光纖102接入端套入所述光纖接頭104內(nèi),且所述光纖102接入端的端面被暴露出來(lái),其中,所述光纖102接入端的端面指的是激光束傳輸至光纖102時(shí)最先到達(dá)的光纖102的面。本實(shí)施例中以所述光纖102的接入端的端面與光纖接頭104的端面齊平作為示例,相應(yīng)的,設(shè)置的光斑接收層103還粘附于光纖102的接入端的端面。所述光纖102的中心軸線(xiàn)與光纖接頭104的中心軸線(xiàn)重合。

如圖4所示,圖4為光纖102、光斑接收層103以及光纖接頭104的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

所述激光發(fā)射器和耦合鏡101構(gòu)成激光器結(jié)構(gòu),所述激光器結(jié)構(gòu)具有接入口,光纖接頭104和所述接入口相互配合實(shí)現(xiàn)激光器結(jié)構(gòu)與光纖102的連接。本實(shí)施例中,所述光纖102的中心軸線(xiàn)與光纖接頭104的中心軸線(xiàn)重合。

本實(shí)施例中,所述接入口設(shè)置有法蘭105(參考圖3),即,還包括位于光纖102和耦合鏡101之間位置的法蘭105,所述法蘭105用于將光纖102與耦合鏡101連接。所述法蘭105與光纖接頭104相互配合實(shí)現(xiàn)激光器結(jié)構(gòu)與光纖102的連接,例如,法蘭105中具有螺紋,且光纖接頭104上也相應(yīng)具有螺紋,所述法蘭105和光纖接頭104通過(guò)螺紋結(jié)構(gòu)115之間的匹配實(shí)現(xiàn)連接,使得光纖接頭104易與激光器結(jié)構(gòu)相連接且還易與激光器結(jié)構(gòu)脫離。在另一實(shí)施例中,所述法蘭105和光纖接頭104還能夠采用卡扣式方式連接。采用本實(shí)施例提供的檢測(cè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試的過(guò)程中,在光斑接收層103上獲取激光光斑的過(guò)程中,所述法蘭105與光纖接頭104相連接;在光斑接收層103上獲取激光光斑之后,將光纖接頭104從法蘭105上取出,使得光纖接頭104和光纖102能夠移動(dòng)到便于觀察光斑接收層103表面的位置。

目前,所述光纖接頭104通常為SMA-905光纖接頭,該光纖接頭為國(guó)標(biāo)光纖接頭,相應(yīng)的,所述法蘭105為SMA-905法蘭。

所述光纖接頭104的端面上設(shè)置有光斑接收層103。本實(shí)施例中,所述光斑接收層103鋪滿(mǎn)所述光纖102端面且還覆蓋光纖接頭104的端面,所述光斑接收層103的形狀與光纖接頭104的端面形狀相同。所述光斑接收層103的作用為:在采用本實(shí)施例提供的檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)時(shí),所述光斑接收 層103接收所述耦合鏡101匯聚形成的激光束,從而在光斑接收層103表面形成激光光斑,通過(guò)所述激光光斑的位置判斷耦合鏡101的位置是否合格。

本實(shí)施例中,所述光斑接收層103的材料為不干膠材料,且所述光斑接收層103粘附于光纖接頭104端面上,所述光斑接收層103易從所述光纖接頭104的端面揭下。

所述光斑接收層103的形狀為圓形,所述光斑接收層103的半徑為1mm~1.5mm。所述光斑接收層103的厚度為0.02mm~0.06mm。

本實(shí)施例中,所述光斑接收層103的中心與所述光纖102端面中心重合,且所述光斑接收層103具有中心區(qū)域,所述中心區(qū)域的中心與所述光纖102端面中心重合。其好處在于:由于光斑接收層103的中心區(qū)域的中心與光纖102端面中心重合,因此,通過(guò)判斷光斑接收層103表面形成的激光光斑是否落在光斑接收層103的中心區(qū)域,就能夠判斷形成的激光束是否能夠很好耦合進(jìn)入光纖102中,進(jìn)而判斷耦合鏡101的位置是否合格。

所述光斑接收層103的形狀和尺寸與所述光纖接頭104端面的形狀和尺寸相同。本實(shí)施例中,所述光纖接頭104端面的形狀為圓形,所述光斑接收層103的形狀為圓形。所述光斑接收層103的中心區(qū)域的形狀為圓形,所述中心區(qū)域的半徑與激光束在光斑接收層103上形成的激光光斑大小有關(guān)。本實(shí)施例中,所述中心區(qū)域的半徑為小于或等于50μm。

參考圖5,圖5為光纖、光斑接收層和光纖接頭的局部俯視示意圖。與所述光纖相連的光纖接頭104上設(shè)置有至少1個(gè)定位標(biāo)記110,所述定位標(biāo)記110為刻度線(xiàn)標(biāo)記、凸起標(biāo)記或凹槽標(biāo)記。所述定位標(biāo)記110適于確定在光斑接收層103上形成的激光光斑的位置,并且還能夠通過(guò)所述定位標(biāo)記110確定激光光斑的偏移量。

在一個(gè)實(shí)施例中,所述定位標(biāo)記110位于光纖接頭104的外側(cè)壁,所述定位標(biāo)記110為凸起標(biāo)記。在另一實(shí)施例中,所述定位標(biāo)記110位于光纖接頭104的接頭表面,所述定位標(biāo)記110為刻度線(xiàn)標(biāo)記、凸起標(biāo)記或凹槽標(biāo)記。在其他實(shí)施例中,所述定位標(biāo)記還能夠位于光纖接頭的內(nèi)側(cè)壁,所述定位標(biāo)記為刻度線(xiàn)標(biāo)記、凸起標(biāo)記或凹槽標(biāo)記。圖4中,以定位標(biāo)記110位于光纖 接頭104的外側(cè)壁作為示例。

由于光纖102的中心軸線(xiàn)與光纖接頭104的中心軸線(xiàn)重合,并且光斑接收層103的中心區(qū)域的中心與光纖102的中心重合,使得通過(guò)光纖接頭104上的定位標(biāo)記110能夠判斷激光光斑在光斑接收層103上的位置,并且通過(guò)激光光斑與定位標(biāo)記110之間的相對(duì)位置,確定激光光斑的偏移量,從而能夠依據(jù)所述偏移量對(duì)耦合鏡101進(jìn)行調(diào)整。

本實(shí)施例中,所述光纖102端面的形狀為圓形,所述光纖102的中心軸線(xiàn)與光纖接頭103的中心軸線(xiàn)重合,為了提高對(duì)激光光斑位置判斷的準(zhǔn)確性,所述定位標(biāo)記110的數(shù)量為2,且所述光纖接頭104的中心軸線(xiàn)與所述2個(gè)定位標(biāo)記110之間的連線(xiàn)相交。因此,也可以認(rèn)為,光纖102、光斑接收層103以及光纖接頭104的俯視視圖上,所述光斑接收層103的中心位于所述2個(gè)定位標(biāo)記110之間的連線(xiàn)上,所述光纖102的中心亦位于所述2個(gè)定位標(biāo)記110之間的連線(xiàn)上。

本實(shí)施例中,所述定位標(biāo)記110位于光纖接頭104的外側(cè),所述定位標(biāo)記110為刻度線(xiàn)標(biāo)記,所述刻度線(xiàn)標(biāo)記標(biāo)示方位,如圖4所示,其中,在光纖接頭104的外側(cè)設(shè)置“N”作為一個(gè)定位標(biāo)記110,標(biāo)記方位北,還在光纖接頭104的外側(cè)設(shè)置“S”作為另一個(gè)定位標(biāo)記110,標(biāo)記方位南。

由于激光束在光斑接收層103表面形成的激光光斑通常為人眼難以觀察到的,為此,所述激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)還包括:用于觀察所述光斑接收層103表面的觀察裝置。在一實(shí)施例中,所述觀察裝置為讀數(shù)顯微鏡。

需要說(shuō)明的是,當(dāng)能夠通過(guò)人眼觀察到激光束在光斑接收層103表面形成的激光光斑時(shí),則直接通過(guò)人眼進(jìn)行觀察,無(wú)需使用前述提到的觀察裝置。

本發(fā)明提供的激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu),能夠通過(guò)激光束在光斑接收層表面形成的激光光斑的信息,獲取激光束在耦合進(jìn)入光纖時(shí)的情況,當(dāng)形成的激光光斑位于光斑接收層的中心區(qū)域時(shí),說(shuō)明激光束能夠很好的耦合進(jìn)入光纖內(nèi);當(dāng)形成的激光光斑位于光斑接收層的中心區(qū)域外時(shí),說(shuō)明激光束與光纖之間的耦合效率有待提高,耦合鏡與光纖之間的相對(duì)位置具有橫向和縱向偏移誤差,因此需要對(duì)耦合鏡的位置進(jìn)行調(diào)節(jié),以使形成的激光光斑僅在 光斑接收層的中心區(qū)域,直至形成的激光光斑位于光斑接收層的中心區(qū)域內(nèi)。

并且,本發(fā)明提供的激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)中,還在光纖接頭上設(shè)置有定位標(biāo)記,能夠利用所述定位標(biāo)記與激光光斑之間的相對(duì)位置,獲取激光光斑在光斑接收層上的位置,進(jìn)而獲取激光光斑需要調(diào)整的位移量,以及獲取耦合鏡的位置調(diào)整方向,從而將耦合鏡的位置逐步調(diào)整至合格位置。

相應(yīng)的,本發(fā)明還提供一種采用上述提供的激光束耦合檢測(cè)調(diào)試結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試的方法,包括:

步驟S1、獲取激光光斑步驟。

結(jié)合參考圖3及圖6,圖6為光纖接頭、光斑接收層以及激光光斑的局部俯視示意圖,通過(guò)所述調(diào)節(jié)架112調(diào)整耦合鏡101具有第一位置,所述激光發(fā)射器發(fā)射出激光,所述發(fā)出的激光傳輸至具有第一位置的耦合鏡101后匯聚成激光束,所述激光束傳輸至光斑接收層103表面,在所述光斑接收層103表面形成激光光斑120。

步驟S2、觀察判斷步驟。

結(jié)合參考圖6及圖7,圖7為觀察裝置、光纖接頭、光纖以及光斑接收層的剖面結(jié)構(gòu)示意圖,觀察位于所述光斑接收層103表面的激光光斑120,判斷所述激光光斑120是否位于光斑接收層103的中心區(qū)域內(nèi)。

在獲取激光光斑步驟過(guò)程中,光線(xiàn)接頭104與法蘭105(參考圖3)相連接;接著,將光纖接頭104從法蘭105上取下,移動(dòng)光纖接頭104至指定位置進(jìn)行所述觀察判斷步驟。

在一實(shí)施例中,當(dāng)激光光斑120能夠通過(guò)人眼觀察到時(shí),則直接通過(guò)人眼進(jìn)行觀察。

本實(shí)施例中,為了提高觀察判斷激光光斑120位置的準(zhǔn)確性,采用觀察裝置130觀察光斑接收層103表面的激光光斑120,所述觀察裝置130為讀數(shù)顯微鏡。在一個(gè)具體實(shí)施例中,在采用讀數(shù)顯微鏡對(duì)光斑接收層103表面進(jìn)行觀察室,讀數(shù)顯微鏡的目鏡中心軸線(xiàn)、光斑接收層103中心軸線(xiàn)以及光纖接頭104的中心軸線(xiàn)重合,并且,光斑接收層103的中心區(qū)域半徑較小,因 此,當(dāng)讀數(shù)顯微鏡觀察激光光斑120位于目鏡中心軸線(xiàn)上時(shí),判斷激光光斑120位于光斑接收層103的中心區(qū)域內(nèi),當(dāng)讀數(shù)顯微鏡觀察激光光斑120位于目鏡中心軸線(xiàn)外時(shí),判斷激光光斑120位于光斑接收層103的中心區(qū)域外。所述最終形成的激光光斑120的形狀為圓形,且所述激光光斑120的半徑小于光斑接收層103中心區(qū)域的半徑。具體的,當(dāng)所述激光光斑120位于光斑接收層103的中心區(qū)域內(nèi)時(shí),判定所述耦合鏡101的第一位置合格。說(shuō)明當(dāng)耦合鏡101處于第一位置時(shí),形成的激光束能夠很好的耦合進(jìn)入光纖102內(nèi),所述激光束與光纖102之間的耦合效率高。

當(dāng)所述激光光斑120位于光斑接收層103的中心區(qū)域外時(shí),判定所述耦合鏡101的第一位置不合格。

具體的,當(dāng)所述激光光斑120位于光斑接收層103的中心區(qū)域外時(shí),說(shuō)明光纖102端面處的激光光斑120中心與光纖102纖芯中心存在偏移誤差,因此即使通過(guò)耦合鏡101耦合后匯聚形成的激光束滿(mǎn)足光斑和發(fā)散角的耦合條件,但是由于存在偏移,會(huì)造成部分激光束漏到光纖外面,產(chǎn)生損耗,使得光纖102與激光束的耦合效率有待進(jìn)一步提高。

研究發(fā)現(xiàn),造成激光光斑120位于光斑接收層103的中心區(qū)域外的一個(gè)主要原因在于:耦合鏡101與光纖102之間的相對(duì)位置不合格,因此耦合鏡101處于的第一位置為不合格位置,需要對(duì)耦合鏡101的位置進(jìn)行調(diào)整。

需要說(shuō)明的是,若光斑接收層的中心區(qū)域的半徑過(guò)大,即光纖的芯徑較大,即使激光光斑位于光斑接收層的中心區(qū)域內(nèi)而未在正中心,也可以實(shí)現(xiàn)耦合,但當(dāng)采用小芯徑光纖時(shí),即光斑接收層的中心區(qū)域的半徑很小,就要求激光光斑不但要位于光斑接收層的中心區(qū)域內(nèi),而且要在正中心,不能產(chǎn)生偏移。為此,為了滿(mǎn)足小芯徑光纖,所述光斑接收層的中心區(qū)域的半徑不宜過(guò)大,本實(shí)施例中,所述光斑接收層103的中心區(qū)域的半徑為小于或等于50μm。

步驟S3、調(diào)整步驟。

在前述判定耦合鏡101(參考圖3)的第一位置不合格的情況下,通過(guò)調(diào)節(jié)架112(參考圖3)調(diào)整所述耦合鏡101使耦合鏡101具有第二位置。

在所述耦合鏡101具有第二位置的情況下,重復(fù)依次進(jìn)行所述獲取激光光斑步驟、觀察判斷步驟以及調(diào)整步驟,直至激光光斑位于光斑接收層的中心區(qū)域內(nèi),獲取所述耦合鏡101的合格位置。

本實(shí)施例中,通過(guò)所述調(diào)節(jié)架112調(diào)整所述耦合鏡101具有第二位置的方法包括:通過(guò)所述激光光斑120與定位標(biāo)記110之間的相對(duì)位置,獲取所述激光光斑的偏移量;依據(jù)獲取的所述偏移量以及第一位置,獲取所述耦合鏡101的第二位置;然后,通過(guò)所述調(diào)節(jié)架112調(diào)整所述耦合鏡101使耦合鏡101具有第二位置。

具體的,可以采用多次試驗(yàn)的方法,獲取激光光斑偏移量、耦合鏡的位置與耦合鏡需要進(jìn)行調(diào)整的位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從而依據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系、偏移量以及第一位置,獲取耦合鏡的第二位置。還可以采用軟件模擬的方法,獲取激光光斑偏移量、耦合鏡的位置與耦合鏡需要進(jìn)行調(diào)整的位置之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,從而依據(jù)所述對(duì)應(yīng)關(guān)系、偏移量以及第一位置,獲取耦合鏡的第二位置。

依據(jù)獲取的所述偏移量以及第一位置,獲取所述耦合鏡101的第二位置的依據(jù)包括,

在一個(gè)實(shí)施例中,在耦合鏡101具有第二位置的情況下,重復(fù)依次進(jìn)行前述獲取激光光斑步驟、觀察判斷步驟以及調(diào)整步驟,且只需調(diào)整一次耦合鏡101的位置,就能夠使激光光斑位于光斑接收層的中心區(qū)域內(nèi)。所述第二位置的選擇標(biāo)準(zhǔn)為:所述耦合鏡101具有第二位置時(shí)獲得的激光光斑位于光斑接收層103的中心區(qū)域內(nèi)。

在其他實(shí)施例中,通常需要重復(fù)進(jìn)行多次前述獲取激光光斑步驟、觀察判斷步驟以及調(diào)整步驟,需要多次調(diào)整耦合鏡101的位置,直至獲取的激光光斑位于光斑接收層103的中心區(qū)域。在另一實(shí)施例中,所述第二位置的選擇標(biāo)準(zhǔn)為:與耦合鏡101具有第一位置時(shí)獲取的激光光斑位置相比,所述耦合鏡101具有第二位置時(shí)獲取的激光光斑的位置更接近光斑接收層103的中心區(qū)域。需要說(shuō)明的是,在重復(fù)進(jìn)行多次獲取激光光斑步驟、觀察判斷步驟以及調(diào)整步驟的過(guò)程中,后一第二位置的選擇標(biāo)準(zhǔn)為:與耦合鏡101具有前 一第二位置時(shí)獲取的激光光斑位置相比,所述耦合鏡101具有后一第二位置時(shí)獲取的激光光斑的位置更接近光斑接收層103的中心區(qū)域。

需要說(shuō)明的是,在進(jìn)行所調(diào)整步驟之后、進(jìn)行所述獲取激光步驟之前,還包括步驟:去除形成有激光光斑的光斑接收層,重新在光纖端面上設(shè)置光斑接收層。避免前一觀察判斷步驟中的激光光斑對(duì)后一觀察判斷步驟中的激光光斑的位置造成干擾。

此外,在進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試的過(guò)程中,所述激光發(fā)射器發(fā)出的激光的能量不宜過(guò)高,否則耦合鏡101匯聚形成的激光束到達(dá)光斑接收層后反過(guò)來(lái)會(huì)污染耦合鏡。本實(shí)施例中,所述激光發(fā)射器發(fā)出激光的功率范圍為3W~5W。

本發(fā)明提供的檢測(cè)調(diào)試的方法,通過(guò)在光斑接收層表面形成的激光光斑的位置的判斷,能夠判斷耦合鏡與光纖之間的相對(duì)位置是否合格,提高激光產(chǎn)品的合格率,避免不合格的激光產(chǎn)品出廠或使用而造成的損失。并且,本發(fā)明提供的檢測(cè)調(diào)試的方法,還能夠依據(jù)激光光斑的位置對(duì)耦合鏡的位置進(jìn)行調(diào)整,直至耦合鏡的位置合格,使得激光束耦合入光纖的耦合效率高,提高激光產(chǎn)品的性能。

雖然本發(fā)明披露如上,但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi),均可作各種更動(dòng)與修改,因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。

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