[發(fā)明專利]高功率光纖耦合器及其制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110349550.0
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN103091779A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳礪;林磊;凌吉武;趙振宇
• 申請（專利權(quán)）人: 福州高意通訊有限公司
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255;G02B6/24
• 代理公司: 福建煉海律師事務(wù)所 35215
• 代理人: 許育輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖泵浦耦合技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高功率光纖泵浦耦合器及其制作方法。

背景技術(shù)

近幾年來，由于高功率光纖激光的優(yōu)異特性，使得其在工業(yè)加工、國防軍事、激光醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用逐步擴(kuò)大，高功率光纖激光器和高功率光纖放大器的需求日益增大，其輸出功率的要求越來越高。

在高功率光纖激光器和光纖放大器中，最關(guān)鍵的技術(shù)就是如何將幾十瓦、數(shù)百瓦甚至上千瓦的泵浦激光高效率的耦合進(jìn)入直徑尺寸只有幾百微米甚至幾十微米的多包層光纖的內(nèi)包層當(dāng)中，并且有效的泵浦系統(tǒng)可以顯著提高激光的輸出功率，降低系統(tǒng)的廢熱產(chǎn)生率，因此需要一種高功率光纖耦合器來實現(xiàn)上述的目的。目前的泵浦耦合技術(shù)主要分為兩種：端面耦合泵浦和側(cè)面耦合泵浦。端面泵浦多數(shù)采用透鏡組對半導(dǎo)體陣列直接整形耦合進(jìn)入多包層光纖，或者先耦合多模光纖再將多模光纖與多包層光纖相互熔接；光纖側(cè)面泵浦耦合技術(shù)包括很多種類：例如角度磨拋光纖膠合法、內(nèi)包層開V槽法、植入微棱鏡等。這些方法大都工藝繁瑣，做工微細(xì)，制作難度大，產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性都難以達(dá)到要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種高功率光纖泵浦耦合器及其制作方法，克服了上述技術(shù)中存在的產(chǎn)品穩(wěn)定性和可靠性差、生產(chǎn)制作難度大等問題，以滿足高功率光纖激光器和高功率光纖放大器的需求。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種高功率光纖耦合器，包括一根多包層光纖和一根或多根泵浦光纖，所述泵浦光纖通過二氧化硅氣溶膠與多包層光纖的端面或者側(cè)面粘結(jié)。

優(yōu)選的，所述泵浦光纖是多根多模光纖去掉涂覆層后利用二氧化硅氣溶膠粘成的光纖束，所述光纖束的端面與多包層光纖的端面粘結(jié)。

優(yōu)選的，所述泵浦光纖是一根或多根多模光纖，上述多模光纖的一端拉成錐狀細(xì)絲，所述錐狀細(xì)絲的端面與多包層光纖的側(cè)面的外包層粘結(jié)。

優(yōu)選的，所述泵浦光纖是一根或多根多模光纖，其中光纖一端的一側(cè)包層被磨除，上述磨除部位與多包層光纖的側(cè)面的外包層粘結(jié)。

優(yōu)選的，還包括錐形光管，所述錐形光管由二氧化硅氣溶膠環(huán)繞在多包層光纖的外包層上形成，所述泵浦光纖是一根或多根的多模光纖，其端面與錐形光管和多包層光纖共同的端面粘結(jié)，或僅與錐形光管的端面粘結(jié)。

一種高功率光纖耦合器的制作方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）泵浦光纖和多包層光纖耦合的區(qū)域去掉涂覆層；

（2）泵浦光纖和多包層光纖耦合的區(qū)域利用二氧化硅氣溶膠粘結(jié)；

（3）對泵浦光纖和多包層光纖的連接處高溫處理，使得兩段光纖粘接在一起，并對雙包層光纖的輸出光功率進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)輸出光功率達(dá)到最大時保持位置固化。

優(yōu)選的，所述泵浦光纖和多包層光纖的耦合區(qū)域的具體制作方法如下：（1）去掉泵浦光纖的一端的涂覆層，并將多束泵浦光纖利用二氧化硅氣溶膠粘為一束泵浦光纖束；（2）上述泵浦光纖束的端面與多包層光纖的端面為耦合區(qū)域。

優(yōu)選的，所述泵浦光纖和多包層光纖的耦合區(qū)域的具體制作方法如下：（1）去掉泵浦光纖的一端的涂覆層，并在高溫下拉成錐狀細(xì)絲；（2）上述錐狀細(xì)絲的端面與多包層光纖一端的側(cè)面為耦合區(qū)域。

優(yōu)選的，所述泵浦光纖和多包層光纖的耦合區(qū)域的具體制作方法如下：（1）去掉泵浦光纖的一端的一側(cè)涂覆層，并磨除一部分包層；（2）上述泵浦光纖已磨除包層的側(cè)面與多包層光纖一端的側(cè)面為耦合區(qū)域。

優(yōu)選的，所述泵浦光纖和多包層光纖的耦合區(qū)域的具體制作方法如下：（1)?將多包層光纖的一端涂覆層剝離，使得外包層側(cè)面裸露，利用二氧化硅氣溶膠在外包層上形成一個環(huán)繞多包層光纖的錐形光管；(2)將泵浦光纖的端面與錐形光管和多包層光纖共同的大端面為耦合區(qū)域，或僅泵浦光纖的端面與錐形光管的端面為耦合區(qū)域。

本發(fā)明的有益效果是，利用二氧化硅氣溶膠將一個或者多根泵浦光纖粘接在多包層光纖內(nèi)包層側(cè)面或端面上，這樣不但無需添加額外的光學(xué)零件，而且在粘接的過程中加熱溫度控制在光纖的熔融溫度之下，高溫處理時監(jiān)測差損，差損達(dá)到要求時停止加熱，提高了工藝的可控性，也提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明的耦合機構(gòu)簡單，工藝易于實施。此外利用二氧化硅氣溶膠在多包層光纖的周圈形成錐形光管，可以有效的增加多包層光纖的集光能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中光纖束端面泵浦方案的光纖束示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例中光纖束的橫截面示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例中光纖束端面泵浦方案的粘結(jié)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例中錐形光纖組側(cè)面粘結(jié)方案示意圖；