[發明專利]一種大模場D型包層光纖側面泵浦裝置

有效

• 申請號: 201210576596.0
• 申請日: 2012-12-27
• 公開（公告）號: CN103022874A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 韋瑋;沈驍;陳云;盧星;唐子匯
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01S3/094
• 分類號: H01S3/094;H01S3/067;G02B6/02
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明涉及一種D型包層光纖側面泵浦裝置，屬于光通信、光器件和光信息處理的技術領域。

背景技術

泵浦技術是激光科學發展中的核心技術，直接影響激光的輸出性能。隨著激光技術的高速發展，激光器也向著固體激光器、氣體激光器、液體激光器、半導體激光器、光纖激光器等多樣化的方向發展，而不同的激光器對泵浦技術也有不同的要求，因此激光泵浦技術一直是科學領域研究的熱點。目前采用的泵浦光源主要由閃光燈、白熾燈、發光二極管、激光二極管等。泵浦方式主要有：單端面泵浦、雙端面泵浦和側面泵浦三種。

目前，光纖激光器正向著高功率的方向發展，因此對于泵浦光的強度要求也越來越高。但是，在高功率光纖端面泵浦時，由于光纖端面上所承受的光功率密度太高經常導致光纖端面熔化，不能滿足要求。因此，研究人員將研究轉移到側面泵浦技術。目前采用的側面泵浦方式主要有：熔錐側面泵浦耦合、V形槽側面耦合、嵌入反射鏡側面耦合、角度磨拋側面泵浦耦合、微棱鏡側面泵浦耦合、衍射光柵側面泵浦耦合等，但通常工藝復雜，制作難度較高。還有人直接用激光二極管線陣通過透鏡聚焦于光纖表面泵浦，但該方式對光能利用率低，且泵浦光在光纖軸向上分布不太均勻。

本發明專利通過光線準直系統將光源的發散光束轉變為平行光束，并將光斑半徑進一步縮小以提高光能量密度，平行光束垂直入射導光光纖束光入射端平面，從而將光能量耦合進光纖束，導光光纖束光出射端正入射D型包層光纖的平面側面，平面側面上鍍泵浦光增透膜，從而減小泵浦光在界面上的反射損耗，泵浦光通過纖芯后在扇形側面全反射膜的作用下原路返回再次通過纖芯，從而提高了泵浦效率。

由于光纖無縫緊密貼合排列，因此在待泵浦光纖的軸向上泵浦光強分布均勻；由于衍射效應及多模效應的存在，相鄰光纖出射光斑將部分重疊可以彌補光纖包層對應的無光區；在D型光纖的側面上鍍增透膜和反射膜提高了泵浦光的利用率。該專利可以很好的應用于高功率光纖激光器，為高功率光纖激光器提供一種有效的側面泵浦技術。

發明內容

技術問題：本發明的目的在于，提出一種D型包層光纖側面泵浦裝置，解決高功率光纖激光器側面泵浦問題。

技術方案：本發明提出的D型包層光纖側面泵浦裝置由D型包層光纖、光源及其準直系統、導光光纖束、光纖夾具、光纖固定模塊所組成；其中，導光光纖束的一端扎成一束正對光源及其準直系統的輸出端，用于接收入射光束，入射光束與光纖束端頭平面垂直；導光光纖束的另一端為出射端排列為“一”字形，光纖之間無縫緊密貼合排列，光纖端頭平齊，用光纖束夾具固定；D型包層光纖由光纖固定模塊固定，D型包層光纖的短面正對導光光纖束的“一”字形排列的出射端；則泵浦光源發出的光匯聚準直為一平行光束后耦合進光纖束，從光纖束的出射端傳出進而入射進D型光纖的纖芯，從而實現側面泵浦。

該D型包層光纖的纖芯為稀土摻雜玻璃基質，包層為不摻雜的與纖芯玻璃基質相同的玻璃材料，纖芯橫截面為圓形，包層橫截面外輪廓為D型，內輪廓為圓形；包層光纖的D型平面側面上鍍泵浦光增透膜，扇形側面上鍍泵浦光全反射膜。

光源及其準直系統由V型反光杯、光源、2個凸透鏡組成，V型反光杯對光線起到匯聚作用，兩個凸透鏡使光束準直并轉變為平行光束并使光斑半徑減小到比光纖束橫截面稍大，適于光纖耦合。

所述的光纖固定模塊采用塊狀銅質材料做成，在該模塊上刻制一V型槽，用于放置光纖，V型槽的深度小于D型包層光纖的平面側面與扇形側面之間的最大距離，在V型槽中涂敷導熱硅膠，將光纖的扇形側面向下，平面側面向上放入V型槽中固定。

有益效果：根據以上敘述可知，本發明具有如下特點：

本發明通過光線準直系統將光源的發散光束轉變為平行光束，使用光纖束導光，使得光能利用率有效提高。在D型光纖的平面側面上鍍泵浦光增透膜，從而減小泵浦光在界面上的反射損耗，在D型光纖的扇形側面鍍全反射膜使得泵浦光原路返回，從而提高了泵浦效率。由于光纖無縫緊密貼合排列，因此在待泵浦光纖的軸向上泵浦光強分布均勻。由于衍射效應及多模效應的存在，相鄰光纖出射光斑將部分重疊可以彌補光纖包層對應的無光區。該發明專利可以很好的應用于高功率光纖激光器，為高功率光纖激光器提供一種有效的側面泵浦技術。

附圖說明

圖1為D型包層光纖結構示意圖；

圖2為D型包層光纖側面泵浦示意圖；

圖3為D型包層光纖固定裝置示意圖。