[發明專利]雙包層光纖中包層光的濾除方法

無效

• 申請號: 201110129793.3
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN102255235A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 何兵;范元媛;周軍;鄭寄托;劉厚康;魏運榮;董景星;樓祺洪
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明與高功率光纖激光器及放大器有關，特別是一種用于高功率光纖激光器及放大器中雙包層光纖中包層光的濾除方法。大大提高光纖激光器及放大器在高功率運行時的穩定性以及輸出光的光束質量，操作簡單，效果顯著，應用前景廣泛。

背景技術

光纖激光器及放大器越來越向商業成熟化發展，對其可靠性以及單元器件的研究成為人們關注的熱點，其中高功率運行時系統的可靠性研究是重中之重。

在一個理想的放大器系統中，所有的信號光都應該被限制在纖芯中放大，而所有的泵浦光都應該被增益光纖吸收。但事實并非如此，由于各種原因很多光不按理想狀態傳輸而成為“不需要的光”。光纖包層中傳輸的“不需要的光”主要由以下三部分引入：放大的自發輻射光(ASE)、增益光纖末端殘留的未被吸收的泵浦光及各熔接點處泄漏或被反射入光纖包層中的纖芯光。所有這些光都能沿著光纖傳輸，增加系統高功率運行的負擔，并降低激光光束質量。因此，將光纖激光器及放大器系統中光纖包層傳輸的“不需要的光”濾除掉，對提高系統在高功率運行時的穩定性以及激光光束質量具有非常重要的意義。

有人提出v型槽側向泵浦技術，即用光纖微加工技術在光纖包層橫向刻寫v型槽，利用此v型槽將泵浦光耦合進入光纖，參見[“Ripin?D?J，Goldberg?L.High?efficiency?side-coupling?of?light?into?opticalfibres?using?imbedded?v-grooves”，Electronics?Letters，Vol.31，1995，2204～2205]。本發明則進行逆向操作，即刻寫v型槽將包層光泄漏出光纖。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于高功率光纖激光器及放大器系統雙包層光纖中包層光的濾除方法。該方法能消除光纖包層中傳輸的“不需要的光”，從而降低高功率運行時各器件的功率壓力，提高系統高功率穩定運行的能力，并優化光束質量。

本發明的技術解決方案如下：

一種用于光纖激光器或放大器的雙包層光纖中包層光的濾除方法，其特點在于首先將光纖激光器或放大器輸出端的雙包層光纖的一段或多段去除外包層及涂覆層，然后利用光纖微加工技術在裸露的光纖內包層上微加工一圈或幾圈V型槽，用散熱裝置將所述的V型槽密封起來，形成良好的散熱機構。

所述的v型槽角度在π/6～π/3之間，且v型槽凹向光源方向，即：左槽面，即靠近光源方向的槽面與光纖軸向夾角小于π/2。

所述的v型槽的深度應小于4R/5，其中R為內包層的半徑，絕對不能破壞到纖芯，切口大小在R與2R之間。

所述的散熱裝置兩端有兩個光纖孔，供微加工后的光纖可以從散熱體內部穿過。

所述的散熱裝置由導熱良好的金屬制成，且內部通循環水，將包層所濾除的光產生的熱量及時帶走。

利用光纖微加工技術在裸露的光纖內包層上微加工一圈或多圈V型槽，從而使雙包層光纖包層中的傳輸的部分光因不滿足全反射條件而導出光纖，而纖芯中傳輸的激光仍然滿足全反射條件而不受影響。

包層傳輸光被導出的多少取決于v型槽刻寫的角度、深度、寬度以及個數。其他條件相同時，v型槽角度越大，深度越深，寬度越寬，v型槽個數越多，則包層傳輸光被導出的越徹底。

可以在雙包層光纖上多處進行這種微加工，從而將包層光盡可能的濾除干凈。

本發明的原理是：包層光之所以能在光纖中傳輸，是因為外包層的折射率n小于內包層的折射率n’，從而入射角大于arcsin(n/n′)的包層光滿足全反射條件，在內外包層界面發生全反射，不停地在內包層內傳播。光纖橫向微型v型槽的加入，破壞了光纖內包層部分傳輸光的全反射條件，從而被導出光纖。

本發明具有結構緊湊便于集成的特點，可以妥善處理系統末端光纖包層中傳輸的“不需要的光”，大大提高光纖激光器及放大器在高功率運行時的穩定性以及輸出光的光束質量。

附圖說明

圖1為本發明雙包層光纖中包層光的濾除方法的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。