[發(fā)明專利]一種高功率激光光纖的端面保護(hù)結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310196123.2
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103280688A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周軍;朱玲;克里斯托弗·T·瀨戶;王穎;張博臻
• 申請（專利權(quán)）人: 紐敦光電科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 上海開祺知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光器件領(lǐng)域，具體涉及一種高功率激光光纖的端面保護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

光纖激光器由于特殊的增益波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，使其增益高、易散熱，在輸出高光束質(zhì)量的高功率激光方面有其獨(dú)特的優(yōu)勢，目前高功率光纖激光器在國防、工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，但是由于光纖纖芯太細(xì)，光纖內(nèi)傳輸?shù)募す夤β拭芏葮O高，使得光纖端面容易出現(xiàn)損傷，這是在高功率光纖激光器的研制及應(yīng)用中面臨的一個(gè)重要問題。

目前有一些防護(hù)措施可以增加端面面積、對輸出端面實(shí)現(xiàn)一定的保護(hù)，如一種方法是將一段極短的、與光纖包層直徑一致的光纖熔接到光纖激光器的輸出端，但是這種方法對端面面積的增加有限，不能從根本上解決問題。

另一種方法是將一小塊圓柱狀的玻璃塊與光纖端面進(jìn)行熔接，光纖激光器的輸出激光先經(jīng)過圓柱狀的玻璃塊發(fā)散至較大尺寸之后再傳輸至空氣中，在空氣與介質(zhì)接觸面上的激光功率密度得到了很大降低，能有效防止輸出端面發(fā)生激光損傷，但是在這種結(jié)構(gòu)下，玻璃塊與光纖的尺寸相差較大，很難進(jìn)行高質(zhì)量的熔接，工藝上不容易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種高功率激光光纖的端面保護(hù)結(jié)構(gòu)，能有效降低輸出端面的激光功率密度，而且工藝上容易實(shí)現(xiàn)，能保證重復(fù)性和可靠性，適合于工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種高功率激光光纖的端面保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括：高功率激光光纖及熔接于該高功率激光光纖一端的玻璃塊；其中，所述的玻璃塊與高功率激光光纖熔接的一端為錐體結(jié)構(gòu)，錐體結(jié)構(gòu)的細(xì)端與光纖熔接，該細(xì)端端面的形狀為圓形或多邊形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述的玻璃塊錐體結(jié)構(gòu)的錐角大于光纖輸出激光的光束發(fā)散角。

所述的玻璃塊錐體結(jié)構(gòu)細(xì)端端面的面積等于或略大于光纖面積。

所述玻璃塊較粗的一端為圓柱體或棱柱體。

所述玻璃塊較粗的一端的端面鍍有可降低端面反射損耗的增透膜。

所述玻璃塊較粗的一端用作光纖激光器的輸出端或高功率激光耦合裝置的激光輸出端或輸入端，該端的端面面積尺寸大于該處的激光光斑尺寸。

所述的高功率激光光纖為光纖激光器所用的增益光纖，或是用于激光器輸出耦合的被動傳能光纖。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、激光傳輸介質(zhì)與空氣的接觸面較大，激光功率密度低，能有效避免端面損傷。

2、采用帶錐角的玻璃塊與光纖進(jìn)行熔接，由于帶錐角的玻璃塊較細(xì)的一端的尺寸接近光纖直徑，降低了熔接難度，工藝上更容易實(shí)現(xiàn)，能保證重復(fù)性和可靠性，適合于工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。

3、帶錐角的玻璃塊較粗的一端端面較大，容易鍍膜，根據(jù)激光波長鍍增透膜之后能有效提高系統(tǒng)效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明玻璃塊實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明玻璃塊實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明玻璃塊實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1～圖4，本發(fā)明的高功率激光光纖的端面保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括：高功率激光光纖1及熔接于該高功率激光光纖1一端的玻璃塊2；所述的玻璃塊2與高功率激光光纖1熔接的一端為錐體結(jié)構(gòu)，錐體結(jié)構(gòu)的細(xì)端21與光纖熔接，該細(xì)端21的端面形狀可以為圓形，也可以根據(jù)工藝需要加工為多邊形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步，所述的玻璃塊2錐體結(jié)構(gòu)的錐角大于光纖輸出激光的光束發(fā)散角。

所述的玻璃塊2錐體結(jié)構(gòu)細(xì)端21端面的面積等于或大于光纖面積。所述玻璃塊較粗的一端22為圓柱體或棱柱體。

所述玻璃塊2較粗的一端22的端面鍍有可降低端面反射損耗的增透膜。

所述玻璃塊2較粗的一端22用作光纖激光器的輸出端或高功率激光耦合裝置的激光輸出端或輸入端，該端端面尺寸大于該處的激光光斑尺寸。

所述的高功率激光光纖1為光纖激光器所用的增益光纖，或是用于激光器輸出耦合的被動傳能光纖。

圖1為本發(fā)明一較佳的具體實(shí)施例，高功率激光光纖采用Nufern的LMA-YDF-20/400-M摻Y(jié)b雙包層光纖，纖芯直徑為20μm，內(nèi)包層直徑400μm，數(shù)值孔徑0.065，帶錐角的玻璃塊采用石英玻璃，錐角細(xì)端端面直徑1mm，錐角角度20，錐面部分長度為11mm，玻璃塊粗端側(cè)面加工成圓柱面，圓柱部分長度為5mm，端面直徑8mm，激光傳輸至玻璃塊粗端端面時(shí)光斑直徑接近1.4mm，端面處的激光功率密度相比光纖內(nèi)降低了近5000倍，有效避免了端面的激光損傷。