[发明专利]一种光纤结构及其应用和光纤扫描器

说明书

本发明公开了一种光纤结构及其应用和光纤扫描器，其主要涉及光纤扫描领域。本发明通过在第一侧表面设置积分侧表面积呈非线性变化区段，使得光纤结构在应用于光纤扫描领域时，不但能够适用于高频振动，而且振型更加多样化，提升了系统整体的机械扫描性能和图像显示效果；通过将第一侧表面的母线设置于基准直线的单侧，使其在保证非线性变化区段的结构优点基础上，能够降低第一端部结构的加工难度，有利于批量化工艺生产；另外，通过在第一侧表面设置凹面，以及限制凹面对应的轴向距离为母线的0.4L以内，进一步提升了光纤扫描系统的机械扫描性能和图像显示效果。

技术领域

本发明涉及光纤扫描领域，尤其涉及一种光纤结构及其应用和光纤扫描器。

背景技术

光纤作为一种重要的光波导器件，具有较为广泛的应用。其中，应用光纤对光源出射光进行导向或收集光纤端的图像信息是光纤应用的两个重要方式，比如医疗用内窥镜系统和激光投影系统等。

通过将光纤与具有振动特性的压电器件整合，实现光纤的振动扫描是光纤应用的一个重要突破，发展至今，市场上也涌现许多基于这一思想实现的光纤扫描系统。目前，基于光纤的扫描器件多采用具有可控振动器件与光纤进行绑定制备而成，例如压电陶瓷片、压电陶瓷柱以及压电陶瓷管等。

然而，现有的光纤伴随可控振动器件进行振动扫描时，由于光纤头部形状均为锥形，且一般只能用于低频振动，当其用于高频振动(振动频率在10kHz以上)时，会有以下问题：

1.振型单一，不满足光学产品对振型的多样化需求；

2.扫描图像发生异常的概率高，因此产品不良率高；

3.产品非线性强，输出中会产生与输入频率不同的信号。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤结构及其应用和光纤扫描器，其能够解决现有光纤在应用时的上述缺点。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种光纤结构，所述光纤结构沿长度方向的相对两端分别为第一端部和第二端部，所述第一端部对应的端面为第一端面，所述光纤结构上距离所述第一端面L处所对应的横截面为第一横截面，所述第一端面的面积小于所述第一横截面的面积；所述第一端面到所述第一横截面之间对应的所述第一端部的周向侧表面为第一侧表面；

所述第一侧表面的积分侧表面积沿所述第一端部轴向方向设置有非线性变化区段，且所述非线性变化区段的表面积等于所述第一侧表面的总面积；

所述第一端面圆周上的点到所述第一横截面圆周上的相对应的点所构成的直线为基准直线，所述第一侧表面的母线位于所述基准直线的单侧。

进一步地，在本发明较佳实施例当中，所述第一侧表面设置有凹面。

进一步地，在本发明较佳实施例当中，所述第一端面的中心点与所述第一横截面的中心点相连构成所述第一端部的中轴线，所述凹面相对于所述中轴线对称。

进一步地，在本发明较佳实施例当中，所述第一侧表面对应的每个周向上的横截面均为圆。

进一步地，在本发明较佳实施例当中，所述基准直线靠近所述中轴线的一侧为基准直线内侧，所述基准直线远离所述中轴线的一侧为基准直线外侧；

所述第一侧表面的所述母线位于所述基准直线的外侧。

进一步地，在本发明较佳实施例当中，所述凹面所对应的轴向距离小于等于0.4L。

进一步地，在本发明较佳实施例当中，所述凹面沿所述母线方向具有一段或多段。