CN220171298U - 一种光纤准直器和光通讯设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤准直器和光通讯设备。光纤准直器，包括：光纤尾纤，用于连接光纤，并对连接的光纤进行固定和定位；玻璃套管，光纤尾纤的一端插接于玻璃套管的内部；透镜，位于玻璃套管远离光纤尾纤的一端，透镜能够在玻璃套管的端面所在的平面上移动，以使得光纤准直器的点精度满足预设点精度要求。本实用新型能够有效降低应用光纤准直器的难度，节省应用的时间和成本。

Description

一种光纤准直器和光通讯设备

技术领域

本实用新型实用新型涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光纤准直器和光通讯设备。

背景技术

光纤准直器属于光纤通信领域光器件中的用于输入输出的一个光学元件，光纤输出的发散光通过前置的光学透镜变成高斯光束。它的作用是使输入光和输出光之间的损耗最小。

传统准直器点精度不可控，因此在应用过程中需要耦合矫正点精度，这使得用户应用难度较大，耗费时间和成本较多。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提出了一种光纤准直器和光通讯设备，能够有效降低光纤准直器的应用难度，节省应用的时间和成本。

一种光纤准直器，包括：

光纤尾纤，用于连接光纤，并对连接的光纤进行固定和定位；

玻璃套管，所述光纤尾纤的一端插接于所述玻璃套管的内部；

透镜，位于所述玻璃套管远离所述光纤尾纤的一端，所述透镜能够在所述玻璃套管的端面所在的平面上移动，以使得所述光纤准直器的点精度满足预设点精度要求。

其中，所述透镜的折射率、曲率半径、厚度中的至少一项是基于所述预设点精度要求选择的。

其中，所述透镜的数量为至少一个，所述至少一个透镜的光轴在同一直线上。

其中，当透镜的数量为多个时，至少一对相邻的透镜之间设置有光学滤波器，用于过滤特定波长的光线。

其中，所述光纤准直器还包括可调节组件，所述可调节组件包括微动螺丝或线性驱动器；

所述可调节组件连接所述透镜，用于控制所述透镜在平面上移动的范围。

其中，所述光纤尾纤插入于所述玻璃套管的深度能够调节，以使得所述光纤尾纤中连接的光纤的纤芯与所述透镜的距离满足预设距离要求。

其中，所述光纤尾纤插入于所述玻璃套管的深度是基于激光光束的工作距离、激光光束发散角、激光光束的波长、所述光纤的模场直径、所述透镜的焦距中的至少一项设定的。

其中，当确定所述透镜与所述玻璃套管的相对位置以及所述光纤尾纤插入所述玻璃套管的深度后，所述光纤尾纤和所述透镜可以通过胶水与所述玻璃套管粘接。

其中，所述透镜包括凹透镜和凸透镜的任意一种。

一种光通讯设备，包括至少一个如上所述的光纤准直器和至少一条光纤，每条所述光纤的至少一个端部连接至少一个所述光纤准直器。

采用本实用新型实用新型实施例，具有如下有益效果：

由于透镜相对光纤轴心的位置决定了光纤准直器的点精度的大小，通过控制透镜能够在所述玻璃套管的端面所在的平面上移动，能够在准直光束在保证回损、准直距离、光斑大小的前提下，将点精度在一定角度范围内任意调节，实现点精度可控，增加了其应用场景，并且在应用中能够降低应用难度，节省应用的时间和成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本发明提供的光纤准直器的结构示意图；

图2是点精度为0°时的光纤准直器100的结构示意图；

图3是点精度为5°时的光纤准直器100的结构示意图；

图4是本发明提供的透镜和光学滤波器的位置关系示意图；

图5是本发明提供的光通讯设备的一实施例的结构示意图。

附图中的标号如下：

100、201：光纤准直器；

10：光纤尾纤；20：玻璃套管；30：透镜；31：光学滤波器；

200：通讯设备；

202：光纤。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实用新型实施例中的附图，对本实用新型实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型实用新型保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本实用新型实施例提供了一种光纤准直器100，该光纤准直器100在使用中能够准确把控点精度，在实际应用时无需耦合矫正点精度。在本实施例中，点精度是指光纤准直器100中光路相对于器件轴心或基准面的角度。它表示了光束在特定位置上的定位精度。较小的点精度意味着光路与器件轴心或基准面之间的角度较小，光束的定位精度较高。

不同的应用场景对于点精度通常有不同的需求，有时候要求点精度为0°，有时候要求点精度为5°，点精度为5°表示光束的中心或焦点在目标位置上的偏差范围为5度。在本实施例中的光纤准直器100能够预先将点精度调节至用户需求的值，在使用时能够直接投入使用，无需耦合矫正，极大的减轻了安装时的工作负担，提升了工作效率。

如图1所示，光纤准直器100包括光纤尾纤(pigtail)10、玻璃套管(glasstube)20和透镜(lens)30。

光纤尾纤10用于连接光纤，并对连接的光纤进行固定和定位。光纤是用于传输光信号的，光纤准直器100会将平行光束会聚并高效率耦合入光纤中。光纤尾纤10的一端插接于玻璃套管20的内部，可以理解的是，玻璃套管20的内径与光纤尾纤10的外径相匹配，实现两者稳定的连接与固定，从而避免光纤在传输光信号传输时出现松动或者移位的问题。

透镜30位于玻璃套管20远离光纤尾纤10的一端，透镜30能够在玻璃套管20的端面21所在的平面上移动，以使得光纤准直器100的点精度满足预设点精度要求。请结合参阅图2和图3，图2是点精度为0°时的光纤准直器100的结构示意图，图3是点精度为5°时的光纤准直器100的结构示意图。在玻璃套管20和光纤尾纤10的相对位置固定的情况下，也就是光纤的方向和位置固定，透镜30相对光纤轴心的位置决定了点精度的大小。因此，在本实施例中透镜能够在端面31所在的平面A上移动，这样透镜30相对光纤轴心的位置会发生移动，光纤准直器100的点精度会随着透镜30相对光纤轴心的移动发生变化，可以根据透镜30的光学参数以及透镜30距离光纤的距离计算出透镜30的移动距离和移动方向，从而使得光纤准直器100的点精度满足预设点精度要求。

通过上述描述可知，由于透镜相对光纤轴心的位置决定了光纤准直器的点精度的大小，在本实施例中通过控制透镜能够在玻璃套管的端面所在的平面上移动，能够在准直光束在保证回损、准直距离、光斑大小的前提下，将点精度在一定角度范围内任意调节，实现点精度可控，增加了其应用场景，并且在应用中能够降低应用难度，节省应用的时间和成本。

在一个实施场景中，透镜30的光学参数包括折射率、曲率半径、厚度中的至少一项，透镜的折射率是指光线在透镜中传播时的光速相对于真空中的光速的比值。通过改变透镜的折射率，可以改变光线在透镜中的传播速度和方向。透镜的曲率半径是指透镜曲面的曲率半径。曲率半径越小，透镜的曲率越大，光线在透镜上的折射效应越明显。通过改变透镜的曲率半径，可以调节透镜对光线的聚焦或发散效果。通过改变透镜的厚度，可以改变光线在透镜中的传播路径和相位差。因此，透镜30的光学参数会影响光纤准直器100的点精度的变化范围，需要根据预设点精度要求选择的选择具有对应光学参数透镜30，从而能够通过改变透镜30相对于光纤轴心的位置，达到预设点精度要求。

在一个实施场景中，透镜30为凹透镜，在另一个实施场景中，透镜30为凸透镜。具体透镜类型的选择，可以根据实际需求而定。

在另一个实施场景中，透镜30的数量为至少一个，至少一个透镜30的光轴在同一直线上。通过使用多个透镜30的组合，可以实现更复杂的光学功能和调节光束的特性。透镜组的设计和调节需要考虑透镜30之间的距离、曲率、折射率等参数，以及透镜30的位置和方向。通过合理设计多个透镜30的组合和调整，可以实现光束的聚焦、准直、分离、放大等功能，满足不同的光学需求。

进一步地，请结合参阅图4，图4是本发明提供的透镜和光学滤波器的位置关系示意图。当透镜30的数量为多个时，至少一对相邻的透镜30之间设置有光学滤波器31，用于过滤特定波长的光线。光学滤波器31可以去除或减少光线中的杂散、杂波和背景噪声。通过滤除非特定波长的光线，滤波器可以提高光线的清晰度和纯度，提升光信号的质量。

光纤准直器100还包括可调节组件(图未示)，可调节组件包括微动螺丝或线性驱动器；可调节组件连接透镜30，用于控制透镜30在平面上移动的范围。微动螺丝或线性驱动器可以安装在透镜30的支架或座子上，通过微小的位置调整来控制透镜30相对于光纤轴心的位置。

在另一个实施场景中，光纤尾纤10插入于玻璃套管20的深度能够调节，以使得光纤尾纤10中连接的光纤的纤芯与透镜30的距离满足预设距离要求。

激光光束的工作距离和/或激光光束发散角由光束的波长、光纤的模场直径、透镜焦距和Pigtail中的纤芯距透镜端面的距离共同决定，因此，需要满足预先设定的激光光束的工作距离和/或激光光束发散角，可以通过调整光纤尾纤10插入于玻璃套管20的深度来改变纤芯距透镜30端面的距离，从而实现对激光光束的工作距离和/或激光光束发散角的调整，使其满足预设要求。

光束的波长决定了光的特性，包括折射率和散射现象等。不同波长的光在透镜中的传播方式和聚焦效果会有所不同。因此，光束的波长会对工作距离和发散角产生影响。光纤的模场直径是指在光纤中传播的光束的直径。模场直径决定了光束的尺寸，从而影响光束在透镜中的传播和聚焦效果。透镜的焦距决定了光束在透镜中的聚焦效果。较短的焦距会使光束更快地收敛或发散，而较长的焦距会使光束更慢地收敛或发散。这些参数都会影响到激光光束的工作距离和/或激光光束发散角，因此可以结合激光光束的工作距离、激光光束发散角、激光光束的波长、光纤的模场直径、透镜的焦距中的至少一项调整调整光纤尾纤10插入于玻璃套管20的深度。

在另一个实施场景中，为了确保光纤准直器工作的稳定性，当确定透镜30与玻璃套管20的相对位置以及光纤尾纤10插入玻璃套管20的深度后，光纤尾纤10和透镜30可以通过胶水与玻璃套管20粘接。

请参阅图5，图5是本发明提供的光通讯设备的一实施例的结构示意图。光通讯设备200包括至少一个光纤准直器201和至少一条光纤202。光纤准直器201为上文中所述的光纤准直器，每条光纤202的至少一个端部连接至少一个光纤准直器201。

以上所揭露的仅为本实用新型实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型实用新型之权利范围，因此依本实用新型实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种光纤准直器，其特征在于，包括：

光纤尾纤，用于连接光纤，并对连接的光纤进行固定和定位；

玻璃套管，所述光纤尾纤的一端插接于所述玻璃套管的内部；

透镜，位于所述玻璃套管远离所述光纤尾纤的一端，所述透镜能够在所述玻璃套管的端面所在的平面上移动，以使得所述光纤准直器的点精度满足预设点精度要求。

2.根据权利要求1所述的光纤准直器，其特征在于，所述透镜的折射率、曲率半径、厚度中的至少一项是基于所述预设点精度要求选择的。

3.根据权利要求1所述的光纤准直器，其特征在于，所述透镜的数量为至少一个，所述至少一个透镜的光轴在同一直线上。

4.根据权利要求3所述的光纤准直器，其特征在于，当透镜的数量为多个时，至少一对相邻的透镜之间设置有光学滤波器，用于过滤特定波长的光线。

5.根据权利要求1所述的光纤准直器，其特征在于，所述光纤准直器还包括可调节组件，所述可调节组件包括微动螺丝或线性驱动器；

所述可调节组件连接所述透镜，用于控制所述透镜在平面上移动的范围。

6.根据权利要求1所述的光纤准直器，其特征在于，所述光纤尾纤插入于所述玻璃套管的深度能够调节，以使得所述光纤尾纤中连接的光纤的纤芯与所述透镜的距离满足预设距离要求。

7.根据权利要求6所述的光纤准直器，其特征在于，所述光纤尾纤插入于所述玻璃套管的深度是基于激光光束的工作距离、激光光束发散角、激光光束的波长、所述光纤的模场直径、所述透镜的焦距中的至少一项设定的。

8.根据权利要求6所述的光纤准直器，其特征在于，当确定所述透镜与所述玻璃套管的相对位置以及所述光纤尾纤插入所述玻璃套管的深度后，所述光纤尾纤和所述透镜可以通过胶水与所述玻璃套管粘接。

9.根据权利要求1所述的光纤准直器，其特征在于，

所述透镜包括凹透镜和凸透镜的任意一种。

10.一种光通讯设备，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-9任一项所述的光纤准直器和至少一条光纤，每条所述光纤的至少一个端部连接至少一个所述光纤准直器。