[發明專利]高功率空間濾光器

有效

• 申請號: 201380027913.6
• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN104521077B
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發明（設計）人: 伊格爾·貝爾謝夫;瓦迪姆·丘亞諾夫;阿列克謝·科米薩諾夫;尼古拉·什特夫
• 申請（專利權）人: IPG光子公司
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10;G02B5/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 王鵬鑫

1.一種光學系統，包括：

聚焦部件，構造為對入射在其上的光束聚焦，從而被聚焦的光束包括多條光線，所述多條光線以包括小數值孔徑光線的一個角度范圍和以包括高數值孔徑光線的另一角度范圍朝向一軸線會聚，所述小數值孔徑光線最多等于目標數值孔徑，所述高數值孔徑光線至少等于所述目標數值孔徑；

套管，具有限定內部中心通道的內表面；

光纖，其與所述中心通道同軸地延伸并且被設置在所述中心通道中，其中所述光纖的上游端向內與所述套管的上游端隔開一預定距離“D”從而在所述套管的末端形成一空隙，其中實質上只有小數值孔徑光線進入到所述末端并且被耦合到所述光纖的芯部。

2.如權利要求1所述的光學系統，其中，所述套管的上游端的末端表面被涂覆有一層反射材料。

3.如權利要求2所述的光學系統，其中，所述反射材料包括電介質材料或金屬材料或陶瓷材料或它們的組合。

4.如權利要求1所述的光學系統，其中，相應的套管的上游端和光纖的上游端彼此間隔開距離D，該距離D根據如下的關系式而確定：

D＝t/tan(arcsin NA)，

其中NA是目標數值孔徑，t是光纖包層的厚度。

5.如權利要求4所述的光學系統，其中，間隔確定距離D的所述光纖的上游端位于被聚焦的光束的瑞利區域。

6.如權利要求1所述的光學系統，還包括光源，該光源包括構造有多個發光器的高功率激光二極管模塊，所述多個發光器輸出各自的入射在聚焦部件上的平行的輸出光束，所述聚焦部件是聚焦透鏡。

7.一種將光束耦合到多模光纖的方法，包括如下的步驟：

通過聚焦透鏡把所述光束向所述聚焦透鏡的軸線會聚，由此提供具有最多等于目標數值孔徑的較小數值孔徑的多條光線以及具有最少等于目標數值孔徑的較大數值孔徑的多條光線；

將所述多模光纖插入到套管中并將所述套管和透鏡相對于彼此移開一預定距離“D”以在所述套管的末端形成一空隙，

由此實質上只將具有相應的小數值孔徑的光線耦合到所述光纖的芯部，同時從所述套管的末端表面上反射具有相應的較大數值孔徑的光線，從而最小化外圍芯部高階模式和包層高階模式的激發。

8.如權利要求7所述的方法，其中，所述聚焦透鏡和所述光纖是對準的。

9.如權利要求7所述的方法，其中，所述套管的末端表面被涂覆有一層高反射材料。

10.如權利要求9所述的方法，其中，所述高反射材料是電介質材料或金屬材料或陶瓷材料。

11.如權利要求7所述的方法，其中，所述預定距離D被確定為：D＝t/tan(arcsin NA)，其中NA是期望的數值孔徑，t是所述光纖包層的厚度。

12.如權利要求7所述的方法，其中，所述末端表面位于垂直于所述軸線延伸的平面內。

13.如權利要求7所述的方法，其中，所述末端表面具有從所述多模光纖擴展開的截頭圓錐形狀，從而將入射到其上的高數值孔徑光線反射遠離所述多模光纖。

14.一種高功率激光二極管泵浦模塊，其包括：

多個發光器，其輸出各自的沿一光路的平行的多個光束；

聚焦透鏡，在其上入射有所述平行光束并且操作用于以小于參考值且對應于較低數值孔徑光線的一角度范圍和以大于所述參考值且對應于較高數值孔徑光線的另一角度范圍會聚平行光束；

通道結構，其限定與所述聚焦透鏡對準的有界內部中心通道；以及

多模光纖，其被安裝在所述通道結構內部，其中所述多模光纖的上游端與所述通道結構的上游端間隔開并且在所述通道結構的上游端的下游，同時較高數值孔徑光線被所述通道結構的上游端的末端表面反射，同時較小數值孔徑射線被耦合到所述光纖的芯部中以激發少數量的模式。

15.如權利要求14所述的模塊，其中，所述末端表面被涂覆有一層高反射材料。

16.如權利要求15所述的模塊，其中，所述高反射材料是電介質材料或金屬材料或陶瓷材料或它們的組合。