一种光纤自加速光束产生装置及制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115826252A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211172758.4(22)申请日2022.09.26(71)申请人哈尔滨工程大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号(72)发明人汤晓云于津健黄智亮张郑张亚勋刘志海张羽郭春雨苑立波(74)专利代理机构北京知艺互联知识产权代理有限公司16137专利代理师陈艳(51)Int.Cl.G02B27/09(2006.01)G02B6/26(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种光纤自加速光束产生装置及制备方法(57)摘要本发明公开了一种光纤自加速光束产生装置，包括单模光纤和光聚合物偏心透镜，光聚合物偏心透镜位于光纤的端面上；光聚合物偏心透镜覆盖单模光纤纤芯且关于单模光纤轴线不对称，光聚合物偏心透镜全部结构位于单模光纤纤芯的一侧，光聚合物偏心透镜的轮廓与单模光纤纤芯边缘相切。本发明还公开了一种光纤自加速光束产生装置的制备方法。本发明采用上述结构的光纤自加速光束产生装置及制备方法，利用光致聚合效应，光聚合物在光纤端面生长偏心透镜结构，可以获得具有自加速性质的光纤光束。光纤自加速光束产生装置制备工艺简单，可重复性好，成本低廉。CN115826252ACN115826252A权利要求书1/1页1.一种光纤自加速光束产生装置，其特征在于：包括单模光纤和光聚合物偏心透镜，光聚合物偏心透镜位于光纤的端面上；光聚合物偏心透镜覆盖单模光纤纤芯且关于单模光纤轴线不对称，光聚合物偏心透镜全部结构位于单模光纤纤芯的一侧，光聚合物偏心透镜的轮廓与单模光纤纤芯边缘相切。2.根据权利要求1所述的一种光纤自加速光束产生装置，其特征在于：所述光聚合物偏心透镜的高度为1微米至100微米。3.根据权利要求1‑2任一项所述的一种光纤自加速光束产生装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用表面张力在单模光纤端面沉积光聚合物液体，形成光聚合物液滴；S2、使用配合单模光纤与单模光纤相对放置，配合单模光纤与单模光纤轴向形成一定角度；或，将多模光纤与单模光纤平行相对设置，多模光纤与单模光纤不同轴；S3、将固化激光耦合入单模光纤和配合单模光纤，或单模光纤和多模光纤；通过固化激光对单模光纤端面的光聚合物液滴进行固化，使用乙醇溶剂将液态未固化的光聚合物液滴洗去，获得光聚合物偏心透镜。4.根据权利要求3所述的一种光纤自加速光束产生装置的制备方法，其特征在于：所述S2中，配合单模光纤与单模光纤轴向的夹角大于0°并且小于180°。2CN115826252A说明书1/4页一种光纤自加速光束产生装置及制备方法技术领域[0001]本发明涉及光束整形技术领域，尤其是涉及一种光纤自加速光束产生装置及制备方法。背景技术[0002]自加速光束是指在自由空间中具有弯曲传播特性的新型特殊光束。自加速光束已广泛应用于微粒捕获、光学成像、精密制造等领域。利用光纤获得具有自加速性质的光束与通过复杂笨重的体光学元件获得光束的方法相比，具有体积减小，避免对准问题，结构稳定性好等优点。[0003]现有的光纤自加速光束制造方法，多采用化学蚀刻、微纳加工、机械抛光等手段，存在可重复性差、成本高昂、工艺复杂等问题。[0004]中国专利CN200710085537.2公开了一种用光致聚合透镜和相关光学部件对光纤的改进，光致聚合透镜并未获得具有自加速性质的光束。All‑fiberself‑acceleratingBessel‑likebeamgeneratoranditsapplication一文中，作者使用全光纤设计，将单模光纤和一段多模光纤偏心焊接获得了具有自加速性质的类贝塞尔光束，但是制作过程比较复杂。Accuratemicrothermometerbasedonoffcenterpolymercapsontoopticalfibertips一文中，OskarArrizabalaga等作者切割单模光纤使得端面存在小角度，在单模光纤的端面上沉积紫外光固化聚合物，在外部紫外光照射下形成了偏心球形微帽，用于温度传感；使用光纤切割器获得的小角度光纤端面，典型角度固定(约0.5°)，端面易损坏，不利于改进设计。发明内容[0005]本发明的目的是提供一种光纤自加速光束产生装置及制备方法，解决上述提到的技术问题。本发明通过在单模光纤端面制备光聚合物偏心透镜来获得具有自加速性质的光纤光束，光束径向加速度大、成本低廉、可重复性好。[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种光纤自加速光束产生装置，包括单模光纤和光聚合物偏心透镜，光聚合物偏心透镜位于光纤的端面上；光聚合物偏心透镜覆盖单模光纤纤芯且关于单模光纤轴线不对称，光聚合物偏心透镜全部结构位于单