[發明專利]用于制造有源激光纖維的方法

有效

• 申請號: 201310068421.3
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號: CN103304134B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: J·羅森克蘭茨;K·勒斯納;W·黑默勒;L·布雷姆;R·漢夫
• 申請（專利權）人: J-纖維有限公司
• 主分類號: C03B37/025
• 分類號: C03B37/025
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 沈英瑩

技術領域

有源激光纖維用于產生激光。這種類型的裝置也被稱為“纖維激光器”。在激光纖維中，導光的芯被摻雜并且構成激光活性介質。外部的泵浦激勵被施加到整個纖維橫截面上并且對有源纖芯產生影響。由于在芯的內部傳導的光的多重反射和纖維的大的長度，在此，達到激光輻射的高增益，該激光輻射在纖維端部退耦。

背景技術

為了在將泵浦能量轉化成激光功率時達到高的光學效率，使用具有稀土元素的有源纖維。利用泵浦芯給這些纖維加套，該泵浦芯的特征在于被干擾的圓柱對稱性或者機械的應力，該機械的應力通過在泵浦芯中的折射率差別引起。按照現有技術，這種泵浦芯由圓柱形的預制型制造，其中，已知地，通過磨平各區段有意地干擾所述預制型的圓柱對稱性。由此產生的泵浦芯具有所謂的D形結構、雙D形或者多重W形結構。泵浦芯的這種磨平需要單獨的工作步驟并且與財力和工作時間方面的額外耗費相聯系。

按照現有技術，主要提出以下的用于更合理地制造有源激光纖維的方法：

在文獻US 6411762中描述一種激光纖維，在該激光纖維中借助繞一個有源的芯插入不同摻雜的棒達到更好的模混合。在此，利用超聲波處理這樣準備多模預制型，使得鉆出各孔，在一個后續的工作步驟中將摻雜的棒插進這些孔中。

在文獻US 4978377中描述一種用于偏振保持的纖維的制造方法，其中，在保持圓柱對稱性的情況下接合并接著連接不同的包層部分。

然而，不僅超聲波鉆孔而且包層部分的接合都是相對費事的并且需要高程度的生產技術上的經驗。

發明內容

因此，本發明的任務在于，改進一種用于制造有源激光纖維的方法，在該方法中，與圓柱對稱性的偏離能夠直接在纖維拉伸過程期間產生。

按照本發明，該任務利用本發明的方法來解決。

用于制造光學纖維的方法，該纖維具有玻璃表面的被干擾的圓柱對稱性，其特征在于，首先由一個由玻璃制成的中央棒、多個繞該中央棒環形地設置的由玻璃制成的輔助棒和一個外部的玻璃外周管構造一個預制型；將該預制型融合成一個緊湊的、具有被干擾的圓柱對稱性的玻璃形成物且然后將該緊湊的玻璃形成物拉伸成纖維，或者直接在將該預制型拉伸成纖維時將該預制型融合成一個緊湊的、具有被干擾的圓柱對稱性的玻璃形成物，其中，這樣選擇拉伸條件，使得預制型的被干擾的圓柱對稱性傳遞到纖維上，該被干擾的圓柱對稱性是非圓柱對稱的。

首先由一個由玻璃制成的中央棒、多個繞該中央棒環形地設置的、由玻璃制成的輔助棒和一個外部的玻璃外周管構造一個預制型。在一個中間步驟中或直接在拉伸時將該預制型融合成一個緊湊的、具有被干擾的圓柱對稱性的玻璃形成物。此后將該緊湊的預制型拉伸成纖維。在此，這樣選擇拉伸條件，使得預制型的被干擾的圓柱對稱性傳遞到纖維上。

因此由此解決本發明的任務，即以下述方式：這樣產生具有非圓柱對稱的泵浦芯的有源激光纖維，使得繞用于有源激光芯的預制型設置多個摻雜的/未摻雜的玻璃棒并且利用一個玻璃管給這些玻璃棒加套。可以在纖維拉伸之前或纖維拉伸期間實施該加套。通過繞有源芯設置多個玻璃棒，在原始預制型中已經預給定了非圓柱對稱的結構，該結構在加套步驟期間得以保留。因此能夠在一個唯一的處理步驟中制造具有非圓柱對稱的泵浦芯的纖維。

在一種符合目的的實施形式中，所述的中央棒具有多邊形的或圓形的橫截面，其中，輔助棒具有多邊形的、圓形的、截圓形的或圓弓形的橫截面。

在本方法的另一種符合目的的實施形式中，在預制型外周上的對稱干擾部的數量通過輔助棒的數量調整。每個對稱干擾部的大小分別通過各個輔助棒的直徑調整。由此提供兩個方法參數，這兩個方法參數基本上能夠被相互獨立地選擇。

在另一種實施形式中，對稱干擾部的大小通過使用具有不同直徑的輔助棒調整。由此能夠產生位置依賴的或也分級的對稱干擾部。

不僅中央棒而且輔助棒能夠被摻雜。在一種第一實施形式中，中央棒具有摻雜的芯，其中，該芯摻雜稀土，由此中央棒能夠被用于產生激光。

在另一種實施形式中，所述輔助棒中的至少一個完全或部分地摻雜硼。在拉伸的纖維中使用摻雜的輔助棒作為應力元件，用于產生內部的應力和與該內部應力聯系的雙折射。由這樣的預制型拉伸的纖維是偏振保持的。

在另一種實施形式中，所述輔助元件中的至少一個完全或部分地具有比外周管的折射指數更高的折射指數。輔助棒的該更高的折射指數能夠通過第四主族的元素、特別是通過摻雜鍺來調整。

在另一種實施形式中，輔助棒的更高的折射指數通過摻雜第五主族的元素、特別是磷來調整。