本發明涉及激光技術領域，具體涉及一種磁性光纖耦合裝置。

背景技術：

光纖耦合器是光纖與光纖之間進行可拆卸活動連接的器件，它是把光纖的兩個端面精密對接起來，以使發射光纖輸出的光能量能最大限度地耦合到接收光纖中去，并使其介入光鏈路從而對系統造成的影響減到最小。按照耦合的光纖的不同有如下分類：SC光纖耦合器：應用于SC光纖接口，它與RJ-45接口看上去很相似，不過SC接口顯得更扁些，其明顯區別還是里面的觸片，如果是8條細的銅觸片，則是RJ-45接口，如果是一根銅柱則是SC光纖接口。LC光纖耦合器：應用于LC光纖接口，連接SFP模塊的連接器，它采用操作方便的模塊化插孔(RJ)閂鎖機理制成(路由器常用)。FC光纖耦合器：應用于FC光纖接口，外部加強方式是采用金屬套，緊固方式為螺絲扣。一般在ODF側采用(配線架上用的最多)ST光纖耦合器：應用于ST光纖接口，常用于光纖配線架，外殼呈圓形，緊固方式為螺絲扣。

上述耦合器采用的接插方式為螺絲扣或卡扣方式構成，在進行連接時需要通過旋轉方式進行緊密連接，耦合效率受旋轉圈數、力度影響很大，連接次數多后容易磨損端面造成損耗增加，連接速度慢，并且連接后不可進行旋轉。為了解決上述問題，本發明采用磁性連接方式進行光纖耦合，耦合速度快、精度高，耦合效率不受人工影響，且耦合后可以進行任意軸向旋轉，滿足了在通訊、醫療等領域對于精密光纖耦合次數頻繁、耐久度高、方便快捷的需求。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明的目的是提供一種磁性光纖耦合裝置，解決了現有耦合器在進行連接時需要通過旋轉方式進行緊密連接、耦合效率受旋轉圈數、力度影響很大、連接次數多后容易磨損端面造成損耗增加、連接速度慢、并且連接后不可進行旋轉等缺陷。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

一種磁性光纖耦合裝置，包括相互插接的插頭和插尾，所述插頭包括相互固定連接的第一插接部和第一連接部，所述插尾包括相互固定連接的第二插接部和第二連接部，所述第一插接部的自由端與所述第二插接部的自由端為可拔插連接，所述第一插接部和所述第二插接部均為具有磁性的第一插接部和第二插接部；

所述第一插接部包括第一光纖復合體和設置于所述第一光纖復合體外的管壁；所述第二插接部包括第二光纖復合體和設置于所述第二光纖復合體外的套管；

所述第一插接部和所述第二插接部的磁性相反使其能夠相互吸引且所述第一光纖復合體和第二光纖復合體緊密對接。

進一步地，所述第一光纖復合體包括第一插芯、貫穿設置于所述第一插芯的軸心處用于傳導光的第一光纖以及包裹于所述第一插芯外圍的第一封套；

所述第二光纖復合體包括第二插芯、貫穿設置于所述第二插芯的軸心處用于傳導光的第二光纖以及包裹于所述第二插芯外圍的第二封套；

所述第一光纖復合體和所述第二光纖復合體的外徑一致。

進一步地，所述套管包括包裹于所述第二光纖復合體外的第一套管以及設置于第一套管外圍的第二套管，所述第一套管的外壁與所述第二套管內壁之間設有能夠容納所述管壁的第一環形槽。

進一步地，所述第一光纖復合體的外壁與所述管壁的內壁之間設有能夠容納所述第一套管的第二環形槽。

進一步地，所述第二光纖復合體的頂端低于所述第一套管的頂端以使所述第一套管的上端內形成能夠恰好容納所述第一光纖復合體的第一空心槽。

進一步地，在所述第一光纖復合體中，所述第一插芯的頂端延伸至所述第一封套外。

在所述第二光纖復合體中，所述第二封套延伸至所述第二插芯外，則所述第二封套的頂端內側形成能夠恰好容納延伸至第一封套外的第一插芯的第二空心槽，以使所述第一插芯和第二插芯緊密接觸且第一光纖與所述第二光纖緊密接觸。

進一步地，所述第一插芯和第二插芯的頂端均設有耐磨層。

進一步地，所述耐磨層的材料為石墨烯或聚四氟乙烯。

進一步地，所述第一插接部和所述第二插接部均為圓柱形或圓環形結構，所述第一插接部為以第一光纖所在的軸線為軸；所述第二插接部為以第二光纖所在的軸線為軸；

所述第一插接部和所述第二插接部之間，凡是彼此接觸的部位其磁性均相反以使所述第一插接部和所述第二插接部能夠同時具有軸向吸引力和側向吸引力。

進一步地，構成具有磁性的所述第一插接部和所述第二插接部的方法包括以下任何一種：①采用磁性材料制備所述第一插接部和所述第二插接部；②為所述第一插接部和所述第二插接部電磁加磁；③在所述第一插接部的內部和所述第二插接部的內部設置電磁導線。

進一步地，在所述①中，所述磁性材料包括永磁材料、軟磁材料、旋磁材料和壓磁材料中的任意一種；永磁材料可為釹鐵硼。

進一步地，在所述②中，制備所述第一插接部和所述第二插接部的材料為陶瓷、金屬或不銹鋼。

本發明至少具有以下有益效果：

①本發明的耦合器接插速度快、耐久度高、光纖對準性好，光傳導率高，且連接后可進行任意軸向旋轉，不會影響光的傳導率。客服了現有技術中耦合效率受旋轉圈數、力度影響，連接次數多后容易磨損端面造成損耗增加、連接和拆卸速度慢、并且連接后不可進行旋轉等不足。

②本發明的耦合器通過第一光纖復合體和第一套管之間、第一插芯和蝶兒封套之間以及第一套管、第二套管與管壁之間的互相嵌入或凹凸結合等方式進行配合連接，大大增加了耦合方式的穩定性和可靠性，相應地也大大提高了光的傳導效率。

③本發明的耦合器各個部件均為圓柱形或圓環形，不僅能夠隨意旋轉，而且具有側向吸引力，牽引光纖相互對準，軸向吸引力使耦合器兩端緊密結合，從而使兩側的光纖對準，高效傳到光。

④本發明能夠通過多種方式進行加磁，使得相應結構或部件具有磁性。總之，本發明的耦合器通過多重方式進行光纖的對準，不僅施用方便而且光纖的對準率性好、光的傳導率高。

附圖說明

圖1是本發明實施例所述的磁性光纖耦合裝置的整體外部結構示意圖；

圖2是本發明實施例所述的磁性光纖耦合裝置的整體結構示意圖；

圖3是本發明實施例所述的插頭的立體結構示意圖；

圖4是本發明實施例所述的插頭的剖面示意圖；

圖5是本發明實施例所述的插尾的立體結構示意圖；

圖6是本發明實施例所述的插尾的正剖面圖；

圖7是本發明實施例所述的插尾的剖面圖；

圖8是本發明實施例所述的電磁導線的纏繞方式結構示意圖。

1、第一連接部，2、第一插接部，6、第二插接部，7、第二連接部，21、第一光纖，22、第一插芯，23、第一封套，24、管壁，25、第一環形槽，61、第二光纖，62、第二插芯，63、第二封套，64、第一套管，65、第二套管，66、第二空心槽，67、第一空心槽，68、第二環形槽，69、電磁導線。

具體實施方式

下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通方法人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1

如圖1～7所示，一種磁性光纖耦合裝置，包括相互插接的插頭和插尾，所述插頭包括彼此固定連接的第一插接部2和第一連接部1，所述插尾包括彼此固定連接的第二插接部6和第二連接部7，所述第一插接部2的自由端與所述第二插接部6的自由端為可拔插連接，且所述第一插接部2和所述第二插接部6均具有磁性并且磁性相反；所述第一插接部2包括第一光纖21復合體和設置于所述第一光纖21復合體外的管壁24；所述第二插接部6包括第二光纖61復合體和設置于所述第二光纖61復合體外的套管。

所述第一插接部2和所述第二插接部6的磁性相反使其能夠相互吸引且所述第一光纖21復合體和第二光纖61復合體緊密對接。

所述第一光纖21復合體包括第一插芯22、貫穿設置于所述第一插芯22的軸心處用于傳導光的第一光纖21以及包裹于所述第一插芯22外圍的第一封套23；所述第二光纖61復合體包括第二插芯62、貫穿設置于所述第二插芯62的軸心處用于傳導光的第二光纖61以及包裹于所述第二插芯62外圍的第二封套63；

所述第一光纖21復合體和所述第二光纖61復合體的外徑一致，其復合層結構也一致，即第一插芯22和第二插芯62、第一封套23和第二封套63的結構厚度等均一致，這樣便能夠更好的使第一光纖21和第二光纖61對準接觸，提高光的傳導率。

所述第一插接部2和所述第二插接部6之間，凡是彼此接觸的部位均為磁性相反以使所述第一插接部2和所述第二插接部6能夠同時軸向吸引和側向吸引。相互吸引過程中具有側向吸引力，則有利于牽引光纖相互對準；軸向吸引力使耦合器兩端緊密結合從而使插頭和插尾中的光纖相互對準并接觸。

所述套管包括包裹于所述第二光纖61復合體外(具體為第二封套63外)的第一套管64以及設置于第一套管64外圍的第二套管65，所述第一套管64外壁與所述第二套管65內壁之間設有能夠恰好容納所述管壁24的第一環形槽25，以使第一環形槽25與所述第二套管65嚴絲合縫的配合，則有助于使插頭和插尾中的光纖對準。

所述第一光纖21復合體外壁與所述管壁24的內壁之間設有能夠恰好容納所述第一套管64的第二環形槽68，以使第二環形槽68與所述第一套管64嚴絲合縫的配合，則有助于使插頭和插尾中的光纖對準。

所述第二光纖61復合體的頂端(即自由端，即與插頭對接的一端)低于所述第一套管64的頂端(即自由端，即與插頭對接的一端)，即第一套管64延伸至第二光纖61復合體外，以使所述第一套管64的上端內形成能夠恰好容納所述第一光纖21復合體的第一空心槽67，這樣同樣有助于插頭和插尾中的光纖對準，增加耦合方式的穩定性和可靠性。

在所述第一光纖21復合體中，所述第一插芯22的頂端延伸至所述第一封套23外，即第一插芯22的頂端部分超出或高于所述第一封套23。

在所述第二光纖61復合體中，相應地，所述第二封套63延伸至所述第二插芯62外，即第二封套63的頂端超出或高于所述第二插芯62，則在所述第二封套63的頂端(即自由端)內側形成能夠恰好容納延伸至第一封套23外的所述第一插芯22部分的第二空心槽66，以使所述第一插芯22和第二插芯62緊密接觸且第一光纖21與所述第二光纖61緊密接觸，增加耦合方式的穩定性和可靠性，使得光的傳導效率更高。

則，第一光纖21復合體插入第一空心槽67后，第一封套23與第二封套63的兩個端面緊密接觸，而第一插芯22的頂端恰好插入第二空心槽66中，并與第二插芯62緊密接觸，則第一插芯22中的第一光纖21和第二插芯62中的第二光纖61恰好對準并緊密接觸，則光的傳導效率更高。

所述第一插芯22和第二插芯62相互接觸的頂端面均涂覆有耐磨層，提高多次接插的耐久度。同時還可通過耐磨層的厚度控制插頭和插尾的結合力度。

所述耐磨層的材料為石墨烯或聚四氟乙烯等材料，則可同時增加結合部位的潤滑和耐磨性。

作為進一步優選的實施方式，在所述第一封套23、第二封套63、第一套管64、第二套管65以及管壁24等頂端均涂覆耐磨層，材料也可為石墨烯或聚四氟乙烯等材料，進一步提高整體多次接插的耐久度、耐磨性以及潤滑性。

還需要強調的是，本發明中的第一插芯22、第一封套23、管壁24等結構均為圓柱形或環形，且均與第一插芯22同軸，即均以第一光纖21所在的軸線為軸；同樣地，所述第二插芯62、第二封套63、第一套管64、第二套管65等結構均為圓柱形或環形，且均與第二插芯62同軸，即均以第二光纖61所在的軸線為軸。則可進行任意旋轉。

實施例2

在實施例1的基礎上，構成具有磁性的所述第一插接部2和所述第二插接部6的方法可為：采用磁性材料制備所述第一插接部2和所述第二插接部6。

所述磁性材料包括永磁材料(如釹鐵硼)、軟磁材料、旋磁材料和壓磁材料中的任意一種。永磁材料可為釹鐵硼，如N52型釹鐵硼。

實施例3

在實施例1的基礎上，構成具有磁性的所述第一插接部2和所述第二插接部6的方法可為：在制備完成的所述第一插接部2和所述第二插接部6上進行電磁加磁；即其磁性為外加上去的。

制備所述第一插接部2和所述第二插接部6的材料為陶瓷、金屬或不銹鋼等，這些材料均能在后期進行加磁。

實施例4

在實施例1的基礎上，構成具有磁性的所述第一插接部2和所述第二插接部6的方法可為：在所述第一插接部2的內部和所述第二插接部6的內部纏繞電磁導線69，電磁導線69纏繞方式可參見圖8。

采用電磁鐵方式構成磁性吸引結構，通過細電磁導線纏繞在磁性材料上，通過直流電流通過產生磁性。此種方法可以進行磁性吸引力控制，從而使耦合/解耦合自動控制。

可在第一插芯22和第二插芯62外采用線圈纏繞等方式構成電磁材料，具體地，可在第一插芯22和第二插芯62外預留空間使得在需要時能夠纏繞電磁導線，使得第一插芯22和第二插芯62等具有磁性；當然，如果一開始就確定采用該方式加磁則可在制備本發明的耦合器的過程中便可將電磁導線纏繞上去。

在本發明中，為了進一步說明耦合器的結構，給出以下的實施過程，以多模光纖耦合器為例，第一光纖21和第二光纖61直徑300um，外層的第一插芯22和第二插芯62直徑為3mm，第一插芯22和第二插芯62可為陶瓷插芯，在該第一插芯22和第二插芯62頂端涂有石墨烯耐磨材料。第一插芯22和第二插芯62外通過不銹鋼的第一封套23和第二封套63進行加固和保護。第一套管64的外徑半徑為5mm；管壁24內半徑為5mm。在進行耦合連接時，將插頭和插尾彼此輕輕插入，第一套管64和管壁24相互吸引后自動扣緊連接，同時第一光纖21和第二光纖61相互對準，完成耦合對接。耦合完成后，由于插頭和插尾不存在機械硬性連接結構，允許進行軸向任意角度旋轉。在需要進行解除連接時，通過施加大于插頭和插尾磁力的拉力可快速進行分離。

具體實施時，制備所述第一插接部2和所述第二插接部6中各個部件的材料可為陶瓷、金屬或不銹鋼等(光纖不包括在內)，具體可根據實際需要進行相應地選擇。

在本發明中，除了光纖(即第一光纖21和第二光纖61)以外均可以為磁性，第一插芯22、第一封套23和管壁24等中至少有一種為磁性；若第一插芯22為磁性，則第二插芯62也具有磁性且磁性相反可與第一插芯22相互吸引緊密結合；若第一封套23為磁性，則第二封套63也具有磁性且磁性相反可與第一封套23相互吸引緊密結合；若管壁24為磁性，則第二環形槽68也具有磁性，且各個接觸面均與管壁24磁性相反使其與管壁24相互吸引緊密結合。優選第一插芯22、第一封套23和管壁24均具有磁性，當然，也可以根據實際需要，只在關鍵部位加磁，例，參見圖2，第一套管64由N52型釹鐵硼材料構成，頂端極性為S型；第二環形槽68底端由N52型釹鐵硼材料構成，極性為N型，則二者相互吸引使其對準。

本發明的第一封套23、第二封套63、壁管、第一套管64、第二套管65等均為環形結構，則若其為帶有磁性的環形結構，那么環形磁鐵在未對準時，相互吸引過程中具有側向吸引力，牽引光纖相互對準，軸向吸引力使耦合器兩端緊密結合。另外，磁鐵的磁力大小為：當兩塊外徑為2mm，內徑為0.5mm，長度為5mm的N52型釹鐵硼材料構成的磁環緊密相吸時，其吸引力達到1.51N左右(0.154Kg)，該力量足以達到光纖緊密結合所需壓力。

具體使用時，所述第一連接部1和第二連接部7的自由端均可與光纖連接，然后通過本發明的耦合器可將一側光纖中的光傳導至另一側光纖中，如，將與插尾(即第二連接部7)連接的光纖中的光傳導至與插頭(即第一連接部1)連接的光纖中。具體到本申請人，本發明的耦合器可與在先申請的能夠發射激光的可調諧激光裝置(申請號為2016214582394和2016112369942)以及一種血管光纖導絲(申請號為201611234625X和2016214560291)聯合使用，即將激光裝置與合束器連接，然后合束器再與插尾的第二連接部7連接，而血管光纖導絲與插頭的第一連接部1連接，然后通過插頭和插尾的相互對接使得激光裝置中發出的光通過本發明的耦合器傳入血管光纖導絲中，則便可對人體內部進行照射治療。

以上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，對于本領域技術人員而言，本發明可以有各種改動和變化。凡在本發明的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。