一种光纤端面的加工装置和加工方法

摘要

本发明提供了一种光纤端面的加工装置和加工方法，包括可调谐激光器以及依次设置在可调谐激光器出光光路上的空间滤波器、脉冲发生器、方向调节器、第一透镜和光纤；可调谐激光器用于产生连续输出的激光；空间滤波器用于滤除激光中的高阶横模光，保留激光中的基横模光；脉冲发生器用于将连续输出的激光调整为不连续输出的激光脉冲，并使激光脉冲的脉宽为预设脉宽；方向调节器用于调节激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲；第一透镜用于将激光脉冲聚焦到光纤的端面，以采用具有预设光斑轨迹的激光脉冲对光纤的端面进行加工，从而可以将光纤端面加工成各种面型的端面，如凹球面和凹椭球面等面型的端面。

权利要求

1.一种光纤端面的加工装置，其特征在于，包括可调谐激光器以及依次设置在所述可调谐激光器出光光路上的空间滤波器、脉冲发生器、方向调节器、第一透镜和光纤；

所述可调谐激光器用于产生连续输出的激光；

所述空间滤波器用于滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光；

所述脉冲发生器用于将所述连续输出的激光调整为不连续输出的激光脉冲，并使所述激光脉冲的脉宽为预设脉宽；

所述方向调节器用于调节所述激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲；

所述第一透镜用于将所述激光脉冲聚焦到所述光纤的端面，以采用具有所述预设光斑轨迹的激光脉冲对所述光纤的端面进行加工。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述空间滤波器包括依次设置在所述可调谐激光器出光光路上的第二透镜和具有通孔的遮光板；

所述第二透镜用于将所述激光聚焦到所述遮光板的通孔中，以通过所述通孔滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述脉冲发生器为快门；所述方向调节器为摆镜；

所述快门按照第一预设频率开关，以将所述连续输出的激光转换为所述不连续输出的激光脉冲；

所述摆镜按照预设摆动方向和第二预设频率摆动，以调节所述激光脉冲的传输方向，并获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：与所述快门和摆镜连接的控制器；

所述控制器用于根据所述第一预设频率控制所述快门的开关，根据所述预设摆动方向和第二预设频率控制所述摆镜的摆动；

所述第一预设频率与所述第二预设频率相等。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：设置在所述可调谐激光器和所述空间滤波器之间的分束镜；

所述分束镜用于将部分所述激光反射至所述空间滤波器，将其他部分所述激光透射至功率计；

所述功率计用于对所述可调谐激光器的功率进行测量。

6.根据权利要求1至5任一项所述的装置，其特征在于，还包括：光学系统，所述光学系统用于调控所述光纤的空间位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述光学系统包括调整台、第一显微镜、电控翻转镜和第二显微镜；

所述调整台用于夹持和固定所述光纤，以及，调整所述光纤在第一方向和第二方向上的位置，所述第二方向与所述第一方向垂直；

所述第一显微镜和所述电控翻转镜用于观察所述光纤在所述第二方向上的位置；

所述第二显微镜用于观察所述光纤在所述第一方向上的位置。

8.一种光纤端面的加工方法，其特征在于，采用权利要求1至7任一项所述的加工装置，包括：利用可调谐激光器产生连续输出的激光；

利用空间滤波器滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光；

利用脉冲发生器将所述连续输出的激光转换为不连续输出的激光脉冲，并使所述激光脉冲的脉宽为预设脉宽；

利用方向调节器调节所述激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲；

利用第一透镜将所述激光脉冲聚焦到所述光纤的端面，以采用具有所述光斑轨迹的激光脉冲对所述光纤的端面进行加工。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述加工装置还包括分束镜和功率计时，还包括：利用所述分束镜将部分所述激光反射至所述空间滤波器，将其他部分所述激光透射至所述功率计；

利用所述功率计对所述激光器的功率进行测量。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当所述加工装置还包括光学系统时，还包括：利用所述光学系统调控所述光纤的空间位置。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当所述光学系统包括调整台、第一显微镜、电控翻转镜和第二显微镜时，利用光学系统调控所述光纤的空间位置包括：利用所述调整台夹持和固定所述光纤；

利用所述第一显微镜和所述电控翻转镜观察所述光纤在第二方向上的位置，利用所述第二显微镜观察所述光纤在第一方向上的位置；

利用所述调整台调整所述光纤在所述第一方向和所述第二方向上的位置，所述第二方向与所述第一方向垂直。

说明书

一种光纤端面的加工装置和加工方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光纤技术领域，更具体地说，涉及一种光纤端面的加工装置和加工方法。

背景技术

[0002] 近年来，拥有高精细度和小的模式体积的光学谐振腔由于具有尺寸微小、可调谐、可直接光纤耦合和集成度高等优点，已经成为了增强光和物质相互作用的有力工具。

[0003] 现有技术中通过把光纤端面加工成凹面，然后将两个凹面的光纤端面组合，来构成一个微米尺寸的光学谐振腔。由于这种光学谐振腔的尺寸比传统的光学谐振腔的尺寸至少小两个数量级，因此，其具有非常广阔的应用前景。但是，现有的加工方法只能将光纤端面加工成特定形状的凹面，从而限制了光纤凹面构成的微型光学谐振腔即光纤微腔的应用范围。

发明内容

[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种光纤端面的加工装置和加工方法，以将光纤端面加工成不同曲率半径的凹球面或凹椭球面，以扩大光纤微腔的应用范围。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0006] 一种光纤端面的加工装置，包括可调谐激光器以及依次设置在所述可调谐激光器出光光路上的空间滤波器、脉冲发生器、方向调节器、第一透镜和光纤；

[0007] 所述可调谐激光器用于产生连续输出的激光；

[0008] 所述空间滤波器用于滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光；

[0009] 所述脉冲发生器用于将所述连续输出的激光调整为不连续输出的激光脉冲，并使所述激光脉冲的脉宽设置为预设脉宽；

[0010] 所述方向调节器用于调节所述激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲；

[0011] 所述第一透镜用于将所述激光脉冲聚焦到所述光纤的端面，以采用具有所述预设光斑轨迹的激光脉冲对所述光纤的端面进行加工。

[0012] 优选的，所述空间滤波器包括依次设置在所述可调谐激光器出光光路上的第二透镜和具有通孔的遮光板；

[0013] 所述第二透镜用于将所述激光聚焦到所述遮光板的通孔中，以通过所述通孔滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光。

[0014] 优选的，所述脉冲发生器为快门；所述方向调节器为摆镜；

[0015] 所述快门按照第一预设频率开关，以将所述连续输出的激光转换为所述不连续输出的激光脉冲；

[0016] 所述摆镜按照预设摆动方向和第二预设频率摆动，以调节所述激光脉冲的传输方向，并获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲。

[0017] 优选的，还包括：

[0018] 与所述快门和摆镜连接的控制器；

[0019] 所述控制器用于根据所述第一预设频率控制所述快门的开关，根据所述预设摆动方向和第二预设频率控制所述摆镜的摆动；

[0020] 所述第一预设频率与所述第二预设频率相等。

[0021] 优选的，还包括：

[0022] 设置在所述可调谐激光器和所述空间滤波器之间的分束镜；

[0023] 所述分束镜用于将部分所述激光反射至所述空间滤波器，将其他部分所述激光透射至功率计；

[0024] 所述功率计用于对所述可调谐激光器的功率进行测量。

[0025] 优选的，还包括：

[0026] 光学系统，所述光学系统用于调控所述光纤的空间位置。

[0027] 优选的，所述光学系统包括调整台、第一显微镜、电控翻转镜和第二显微镜；

[0028] 所述调整台用于夹持和固定所述光纤，以及，调整所述光纤在第一方向和第二方向上的位置，所述第二方向与所述第一方向垂直；

[0029] 所述第一显微镜和所述电控翻转镜用于观察所述光纤在所述第二方向上的位置；

[0030] 所述第二显微镜用于观察所述光纤在所述第一方向上的位置。

[0031] 优选的，应用于如上任一项所述的加工装置，包括：

[0032] 利用可调谐激光器产生连续输出的激光；

[0033] 利用空间滤波器滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光；

[0034] 利用脉冲发生器将所述连续输出的激光转换为不连续输出的激光脉冲，并使所述激光脉冲的脉宽设置为预设脉宽；

[0035] 利用方向调节器调节所述激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲；

[0036] 利用第一透镜将所述激光脉冲聚焦到所述光纤的端面，以采用具有所述光斑轨迹的激光脉冲对所述光纤的端面进行加工。

[0037] 优选的，当所述加工装置还包括分束镜和功率计时，还包括：

[0038] 利用所述分束镜将部分所述激光反射至所述空间滤波器，将其他部分所述激光透射至所述功率计；

[0039] 利用所述功率计对所述激光器的功率进行测量。

[0040] 优选的，当所述加工装置还包括光学系统时，还包括：

[0041] 利用所述光学系统调控所述光纤的空间位置。

[0042] 优选的，当所述光学系统包括调整台、第一显微镜、电控翻转镜和第二显微镜时，利用光学系统调控所述光纤的空间位置包括：

[0043] 利用所述调整台夹持和固定所述光纤；

[0044] 利用所述第一显微镜和所述电控翻转镜观察所述光纤在第二方向上的位置，利用所述第二显微镜观察所述光纤在第一方向上的位置；

[0045] 利用所述调整台调整所述光纤在所述第一方向和所述第二方向上的位置，所述第二方向与所述第一方向垂直。

[0046] 与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

[0047] 本发明所提供的光纤端面的加工装置和加工方法，通过脉冲发生器将连续输出的激光调整为不连续输出的激光脉冲，并使激光脉冲的脉宽设置为预设脉宽，通过方向调节器调节激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲，激光脉冲经过第一透镜聚焦后，在光纤端面形成点、线、圆或椭圆等形状的预设光斑轨迹，从而可以将光纤端面加工成各种面型的端面，如凹球面和凹椭球面等面型的端面；

[0048] 并且，通过调节激光的功率、激光脉冲的预设脉宽和预设光斑轨迹以及第一透镜和光纤之间的距离可以将光纤端面加工成不同曲率半径的凹球面或凹椭球面，从而扩大了光纤微腔的应用范围。

附图说明

[0049] 为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0050] 图1为本发明实施例提供的一种光纤端面的加工装置的结构示意图；

[0051] 图2为本发明实施例提供的另一种光纤端面的加工装置的结构示意图；

[0052] 图3为本发明实施例提供的又一种光纤端面的加工装置的结构示意图；

[0053] 图4为单个激光脉冲的光斑在光纤的端面的位置示意图；

[0054] 图5为图4所示的光纤沿轴线的截面示意图；

[0055] 图6为凹球面的曲率半径随单个激光脉冲的功率变化的关系示意图；

[0056] 图7为预设光斑轨迹为直线的光斑在光纤的端面的位置示意图；

[0057] 图8为图7所示的光纤沿轴线的截面示意图；

[0058] 图9为凹椭球面的椭率随激光脉冲间隔变化的关系示意图；

[0059] 图10为本发明实施例提供的一种光纤端面的加工方法的流程图。

具体实施方式

[0060] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0061] 本发明实施例提供了一种光纤端面的加工装置，如图1所示，该加工装置包括可调谐激光器10以及依次设置在可调谐激光器10出光光路上的空间滤波器11、脉冲发生器12、方向调节器13、第一透镜14和光纤15。

[0062] 其中，可调谐激光器10用于产生连续输出的激光。可选地，该可调谐激光器10为功率可调的二氧化碳激光器，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，可调谐激光器10还可以为其他类型的激光器。进一步可选地，本实施例中的可调谐激光器10为型号为Firestar-V40型号的激光器，其波长为10.6μm，该激光器具有较大的功率、较好的光束质量以及稳定性。

[0063] 如图1所示，本实施例中的空间滤波器11包括依次设置在可调谐激光器10出光光路上的第二透镜110和具有通孔111a的遮光板111。其中，第二透镜110用于将激光聚焦到遮光板111的通孔中，以通过通孔111a滤除激光中的高阶横模光，保留激光中的基横模光。由于保留基横模光的激光为高斯光束，具有能量分布的圆对称性，因此，可以在光纤15的端面获得能量圆对称性分布的光斑。

[0064] 可选地，本实施例中的第二透镜110为长焦硒化锌透镜。进一步可选地，第二透镜110为型号为LB7887-F型号的透镜，该透镜的焦距f＝200mm，可以使得激光在其焦点处形成较大尺寸的光斑，从而有利于利用遮光板111的通孔111a滤除基横模之外的空间模式，获得能量分布旋转对称的光斑。

[0065] 本实施例中，遮光板111为P800S型号的小孔遮光板，其通孔110a的大小为透过通孔110a后的衍射光斑大小的一半，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，可以采用其他型号的遮光板，只要其通孔110a的尺寸比衍射光斑的尺寸小即可。

[0066] 本实施例中，可以根据公式D＝λf/r计算得到衍射光斑的大小，其中，D为衍射光斑的直径，λ为激光的波长，r为入射光斑的半径即透过第二透镜110后照射到通孔110a上的光斑的半径。

[0067] 本实施例中，脉冲发生器12优选为快门，方向调节器13优选为摆镜。可选地，本实施例中的快门为SH1/M型号的快门，该快门的控制器为SC10型号的控制器，其最短的打开时间为10ms，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，可以为其他类型的光快门，但是，快门必须要承受一定的功率，且快门的最短打开时间要能够达到10ms～50ms。可选地，本实施例中的摆镜为S-330.2SD型号的压电陶瓷偏摆镜，该摆镜的控制器为E-727.3SD型号的控制器，该摆镜具有较高的精密度和良好的稳定性，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，可以采用其他类型和型号的摆镜。

[0068] 其中，快门按照第一预设频率开关，当快门打开时，激光通过，当快门关闭时，激光截止，因而，快门可以将连续输出的激光转换为不连续输出的激光脉冲。并且，通过控制快门的开关频率即打开的时间和关闭的时间，可以控制激光脉冲的脉宽时间即脉宽为预设脉宽。可选地，快门的开关时间为10ms～100ms。进一步地，快门的第一预设频率大于快门的开关时间。

[0069] 摆镜包括驱动部件和反射镜，该反射镜为镜面粘贴有镀金的全反镜。可选地，该反射镜为NB1-L01型号的反射镜，其具有长期稳定性，且反射率高达99％，当然，本发明并不仅限于此，其可以采用其他类型的反射镜。

[0070] 本实施例中，如图1所示，驱动部件可以驱动全反镜沿第一方向a和第二方向b摆动，以使入射到全反镜的激光脉冲以不同的空间角度出射，即可以调节入射到全反镜的激光脉冲的传输方向。可选地，该驱动部件可以为驱动电机等。当摆镜按照预设摆动方向(如第一方向a或第二方向b)和第二预设频率摆动时，可以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲。当第二预设频率等于零即全反镜不摆动时，光斑轨迹为点；当第二预设频率大于零即全反镜按照预设摆动方向摆动时，光斑轨迹可以为直线、圆形或椭圆形等。

[0071] 此外，本实施例中的光纤端面的加工装置还包括与快门和摆镜连接的控制器，该控制器用于根据第一预设频率控制快门的开关，根据预设摆动反向和第二预设频率控制摆镜的摆动。可选的，该控制器为计算机加781438-01型号的数据采集卡，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，可以为其他型号的控制终端。

[0072] 其中，激光脉冲的预设脉宽可以根据实际需要进行限定，并且，还可以根据预设脉宽获得快门的开关频率即第一预设频率，进而可以通过控制器根据第一预设频率控制快门打开和关闭。由于不同的光斑轨迹可以形成不同面型的光纤15的端面，因此，可以根据预设光斑轨迹获得摆镜的全反镜的预设摆动方向和摆动频率即第二预设频率，进而可以通过控制器根据预设摆动方向和第二预设频率控制摆镜的全反镜进行摆动。

[0073] 可选地，本实施例中的第一预设频率等于第二预设频率，基于此，当摆镜摆动到一定的空间角度后，快门打开，摆镜对通过快门的激光脉冲进行反射，从而可以实现一个空间角度对应一个预设脉宽的激光脉冲。

[0074] 本实施例中，第一透镜14为材料硒化锌的非球面透镜。可选地，第一透镜14为AL72525-G型号的透镜，其具有较小的像差，当然，本发明并不仅限于此。通过快门和摆镜后的激光脉冲通过第一透镜14聚焦到光纤15的端面上，可以在端面获得预设的光斑轨迹，如点、直线、圆形或椭圆形光斑轨迹，从而可以获得不同面型的端面，如凹球面或凹椭球面的端面。

[0075] 本实施例中，光纤15为普通的单模光纤或多模光纤，当然也可以为光子晶体光纤等特种光纤。其中，在对光纤15的端面进行处理之前，需要剥离该端面处的涂覆层，剥离的长度一般不超过1cm，然后将待加工的端面磨平、清洗、烘干即可对获得平整的光纤15的端面，进而可以对光纤15的端面进行加工处理。

[0076] 在上述实施例的基础上，如图2所示，本发明另一实施例提供的光纤端面的加工装置还包括设置在可调谐激光器10和空间滤波器11之间的分束镜16。该分束镜16用于将部分激光反射至空间滤波器11，将其他部分激光透射至功率计17；功率计17用于对可调谐激光器10的功率进行测量，以监测输出激光的稳定性，保证最终聚焦到光纤15的端面的激光能量的均匀性。

[0077] 其中，分束镜16为半反半透镜，其透射和反射比例为1:1，其材料为硒化锌。具体地，激光以45度角入射到分束镜16，并以45度角出射。可选地，分束镜16为BSW710型号的分束镜，功率计17为S305C或S314C型号的功率计，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，也可以采用其他类型的分束镜和功率计。可选地，本实施例中的功率计17探测到的激光能量约为1W～5W。

[0078] 在上述任一实施例的基础上，如图3所示，本发明另一实施例提供的光纤端面的加工装置还包括光学系统，该光学系统用于调控光纤15的空间位置。可选地，该光学系统包括调整台18、第一显微镜19、电控翻转镜20和第二显微镜21。调整台18用于夹持和固定光纤15，以及，调整光纤15在第一方向X和第二方向Y上的位置，第二方向Y与第一方向X垂直；第一显微镜19和电控翻转镜20用于观察光纤15在第二方向Y上的位置，以保证光纤15的光轴与激光的光轴重合；第二显微镜21用于观察光纤15在第一方向X上的位置，即观察光纤15的端面与第一透镜14的焦点之间的距离。

[0079] 具体地，在对光纤15进行剥离涂覆层等处理后，将光纤15夹持并固定在调整台18上，固定后的光纤15的端面朝向激光的入射方向，然后利用第一显微镜19和电控翻转镜20观察光纤15在第二方向Y上的位置，利用第二显微镜21观察光纤15在第一方向X上的位置，之后利用调整台18调整光纤15在第一方向X和第二方向Y上的位置，以保证光纤15的光轴和激光光束的光轴重合，保证光纤15的端面位于第一透镜14的焦平面上。当光纤15的空间位置调整完成后，将电控翻转镜20移出光路，并打开可调谐激光器10、快门和摆镜等对光纤15的端面进行加工处理。

[0080] 本实施例中，调整台18为五维平移台，该五维平移台包括三维调整架和二维调整架，此外，该二维调整架上还需组合一个的支架用于夹持光纤15。当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，该调整台18还可以为其他类型的调整台。可选地，该三维调整架为BMT616D/M型号的调整架，二维调整架为KM100T型号的调整架，支架为SM1F1-250型号的支架；电控翻转镜20为8892-K-M型号的翻转镜，第一显微镜19和第二显微镜21为普通显微镜，该普通显微镜的物镜是长焦大竖直孔径物镜，当然，本发明并不仅限于此。

[0081] 下面以预设光斑轨迹为点和直线为例对光纤15的端面的加工效果进行说明。如图4所示，图4为单个激光脉冲的光斑在光纤15的端面的位置示意图，其在光纤15的端面的光斑轨迹为点状光斑，该点状光斑位于光纤15的端面的中心。采用该光斑轨迹的激光脉冲对光纤15的端面进行加工后，形成的端面为凹球面型的端面，如图5所示，图5为图4所示的光纤15沿轴线的截面示意图，此凹球面底部的曲率半径为114μm。可选地，当光纤15为普通的单模光纤时，可以获得的曲率半径范围为30μm-1500μm。

[0082] 本实施例中，可以通过控制单个激光脉冲的功率、脉宽和聚焦在光纤15的端面的光斑的大小，控制形成的凹球面的曲率半径。如图6所示，图6为凹球面的曲率半径随单个激光脉冲的功率变化的关系示意图，随着功率的不断增大，凹球面的曲率半径不断减小。需要说明的是，在激光脉冲的功率变化的过程中，需保持激光脉冲的脉宽不变，还需保持光纤15的端面与第一透镜14之间的距离不变，即保证光纤15的端面的光斑大小不变。

[0083] 如图7所示，图7为预设光斑轨迹为直线的光斑在光纤15的端面的位置示意图，依次传输到光纤15的端面的多个激光脉冲的光斑组成直线状的光斑轨迹。该直线可以由A、B、C、D、E五个点构成，也可以由A、B、C、D、E、E、D、C、B、A十个点构成。采用该光斑轨迹的激光脉冲对光纤15的端面进行加工后，形成的端面为凹球面型的端面。

[0084] 如图8所示，图8为图7所示的光纤15沿轴线的截面示意图，其中，Ⅰ是沿着凹椭球面的长轴的截面示意图，对应的曲率半径为Rmax＝137μm，Ⅱ是沿着凹椭球面的短轴的截面示意图，对应的曲率半径为Rmin＝66μm，根据公式 可以计算出凹椭球面的椭率为0.72。

[0085] 本实施例中，可以通过控制多个激光脉冲的功率、脉宽、在端面聚焦光斑的大小以及光斑轨迹形状，来控制凹椭球面的曲率半径以及椭率大小。如图9所示，图9是凹椭球面的椭率随激光脉冲间隔变化的关系示意图，随着激光脉冲空间间隔的增大，凹椭球面椭率的不断增大。需要说明的是，在激光脉冲间隔不断变化的过程中，需保持激光脉冲的功率、数量、脉宽一定，还需保持光纤15的端面与第一透镜14之间的距离一定。

[0086] 此外，需要说明的是，当预设光斑轨迹为圆形轨迹时，形成的光纤端面为凹球面，当预设光斑轨迹为椭圆形轨迹时，形成的光纤端面为凹椭球面，在此不再一一赘述。

[0087] 本发明实施例所提供的光纤端面的加工装置，通过脉冲发生器将连续输出的激光调整为不连续输出的激光脉冲，并使激光脉冲的脉宽设置为预设脉宽，通过方向调节器调节激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲，激光脉冲经过第一透镜聚焦后，在光纤端面形成点、线、圆或椭圆等形状的预设光斑轨迹，从而可以将光纤端面加工成各种面型的端面，如凹球面和凹椭球面等面型的端面；

[0088] 并且，通过调节激光的功率、激光脉冲的预设脉宽和预设光斑轨迹以及第一透镜和光纤之间的距离可以将光纤端面加工成不同曲率半径的凹球面或凹椭球面，从而扩大了光纤微腔的应用范围。

[0089] 本发明实施例还提供了一种光纤端面的加工方法，应用于上述任一实施例提供的加工装置，如图10所示，包括：

[0090] S101：利用可调谐激光器产生连续输出的激光；

[0091] S102：利用空间滤波器滤除所述激光中的高阶横模光，保留所述激光中的基横模光；

[0092] S103：利用脉冲发生器将所述连续输出的激光转换为不连续输出的激光脉冲，并使所述激光脉冲的脉宽设置为预设脉宽；

[0093] S104：利用方向调节器调节所述激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲；

[0094] S105：利用第一透镜将所述激光脉冲聚焦到所述光纤的端面，以采用具有所述光斑轨迹的激光脉冲对所述光纤的端面进行加工。

[0095] 当所述加工装置还包括分束镜和功率计时，还包括：

[0096] 利用所述分束镜将部分所述激光反射至所述空间滤波器，将其他部分所述激光透射至所述功率计；

[0097] 利用所述功率计对所述激光器的功率进行测量。

[0098] 当所述加工装置还包括光学系统时，还包括：

[0099] 利用所述光学系统调控所述光纤的空间位置。

[0100] 当所述光学系统包括调整台、第一显微镜、电控翻转镜和第二显微镜时，利用光学系统调控所述光纤的空间位置包括：

[0101] 利用所述调整台夹持和固定所述光纤；

[0102] 利用所述第一显微镜和所述电控翻转镜观察所述光纤在第二方向上的位置，利用所述第二显微镜观察所述光纤在第一方向上的位置；

[0103] 利用所述调整台调整所述光纤在所述第一方向和所述第二方向上的位置，所述第二方向与所述第一方向垂直。

[0104] 具体地，在对光纤的端面进行处理之前，需要剥离该端面处的涂覆层，剥离的长度一般不超过1cm，然后将待加工的端面磨平、清洗、烘干获得平整的光纤的端面。

[0105] 然后，将光纤装载到调整台上，利用第一显微镜和电控翻转镜观察光纤在第二方向上的位置，利用第二显微镜观察光纤在第一方向上的位置，并利用调整台调整光纤在第一方向和第二方向上的位置，以保证光纤的光轴和激光光束的光轴重合，保证光纤的端面位于第一透镜的焦平面上，即第一透镜的焦点落在光纤的端面上。

[0106] 当光纤的空间位置调整完成后，将电控翻转镜移出光路，打开可调谐激光器、快门和摆镜等，并将激光器的功率调整到适当的功率，将快门的开关频率调整到第一预设频率，将摆镜的摆动方向调整到预设摆动方向，将摆镜的摆动频率调整到第二预设频率，之后，可调谐激光器产生连续输出的激光，空间滤波器滤除激光中的高阶横模光、保留激光中的基横模光，脉冲发生器将连续输出的激光转换为不连续输出的激光脉冲，并使激光脉冲的脉宽设置为预设脉宽，方向调节器调节激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲，第一透镜将激光脉冲聚焦到所述光纤的端面，以采用具有光斑轨迹的激光脉冲对所述光纤的端面进行加工。

[0107] 其中，在激光加工的过程中，还包括：分束镜将部分激光反射至空间滤波器，将其他部分激光透射至功率计，功率计对激光器的功率进行测量，以监测输出激光的稳定性，保证最终聚焦到光纤的端面的激光能量的均匀性。

[0108] 本发明实施例所提供的光纤端面的加工方法，通过脉冲发生器将连续输出的激光调整为不连续输出的激光脉冲，并使激光脉冲的脉宽设置为预设脉宽，通过方向调节器调节激光脉冲的传输方向，以获得具有预设光斑轨迹的激光脉冲，激光脉冲经过第一透镜聚焦后，在光纤端面形成点、线、圆或椭圆等形状的预设光斑轨迹，从而可以将光纤端面加工成各种面型的端面，如凹球面和凹椭球面等面型的端面；

[0109] 并且，通过调节激光的功率、激光脉冲的预设脉宽和预设光斑轨迹以及第一透镜和光纤之间的距离可以将光纤端面加工成不同曲率半径的凹球面或凹椭球面，从而扩大了光纤微腔的应用范围。

[0110] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0111] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。