[發明專利]一種基于光纖腐蝕的（N+1）×1光纖端面泵浦合束器

有效

• 申請號: 201410224237.8
• 申請日: 2014-05-26
• 公開（公告）號: CN103984059A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 史偉;房強;齊亮
• 申請（專利權）人: 山東海富光子科技股份有限公司
• 主分類號: G02B6/26
• 分類號: G02B6/26;H01S3/067
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 于濤

技術領域

本發明涉及一種光纖合束器，尤其是一種基于光纖腐蝕的（N+1）×1光纖端面泵浦合束器，屬于光纖、光通訊及激光技術領域。

背景技術

在過去的十幾年里，光纖激光器在性能指標方面得到長足發展，同時激光器應用市場也不斷得到拓展，尤其在工業加工領域，光纖激光器憑借高功率、高能量、高光束質量以及易維護等特點，正逐步取代傳統的固體激光器及二氧化碳激光器成為第三代最先進的工業加工激光器。伴隨工業加工的需求，市場需要更高功率、更高能量的光纖激光器。

高功率光纖激光器一般采用主振蕩功率放大技術，使用級聯的光纖放大器對一個光纖激光振蕩器的功率進行逐級放大。其中（N+1）×1光纖合束器是關鍵器件之一，它將前一級輸出的信號光耦合入下一級放大器的增益光纖里面，同時將泵浦激光耦合入增益光纖里，從而實現對信號光的放大。（N+1）×1光纖合束器可以承受多大的信號功率及泵浦功率，決定了整個光纖激光器系統的功率輸出水平！

目前，雙包層高功率光纖激光器的泵浦方式主要有側面泵浦和端面泵浦兩種。關于側面泵浦，有的側面泵浦技術會引入空間光學，使得泵浦光產生熱量影響熱穩定性，還有側面泵浦時會增加泵浦光的泄漏。關于端面泵浦，在現有的專利中，如專利號ZL?200920132577.2的一種（N+1）*1光纖端面泵浦合束器，將多根泵浦光纖的末端進行多邊形研磨，首先需要精密加工，其次多邊形的設計也增加了泵浦光向外界的泄漏，從而影響泵浦耦合效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種制作工藝簡單、泵浦耦合效率高、信號插損小的基于光纖腐蝕的（N+1）×1光纖端面泵浦合束器。

本發明可通過以下技術方案加以實現。

一種基于光纖腐蝕的（N+1）×1光纖端面泵浦合束器，包括信號輸入光纖、輸出雙包層光纖以及多根泵浦光纖，其特征在于信號輸入光纖與泵浦光纖的末端均為圓錐臺，信號輸入光纖與泵浦光纖末端側面通過激光燒結結合成光纖束，光纖束在其直徑與輸出雙包層光纖內包層直徑相等處徑向切平，光纖束與輸出雙包層光纖通過端面連接。

所述信號輸入光纖末端通過氫氟酸腐蝕包層形成圓錐臺，所述泵浦光纖末端通過拉錐形成圓錐臺。

所述信號輸入光纖纖芯位于光纖束中心，并與輸出雙包層光纖的纖芯對準。

所述的信號輸入光纖為單包層光纖，或為雙包層光纖。

本發明所具有的有益效果為：輸入信號光纖纖芯沒有引入任何形變，從而未引入信號差損，具有更高的信號光功率承受能力。

附圖說明

圖1為一種基于光纖腐蝕的（N+1）×1光纖端面泵浦合束器結構示意圖。

圖2是圖1中A-A橫截面放大圖。

圖中標記：1-信號輸入光纖，2-泵浦光纖，3-輸出雙包層光纖，4-信號輸入光纖錐形腐蝕部分，5-泵浦光纖錐形拉錐部分，?6-信號輸入光纖圓柱形腐蝕部分，7-泵浦光纖圓柱形拉錐部分。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步說明。

圖1示出了本發明的結構示意圖，信號輸入光纖1經過氫氟酸的動態腐蝕在末端處由錐形腐蝕部分4過渡到圓柱形腐蝕部分6，在整個腐蝕過程中信號輸入光纖1的纖芯不被腐蝕，未引入任何形變；泵浦光纖2經過拉錐在末端處由錐形拉錐部分5過渡到圓柱形拉錐部分7；信號輸入光纖1與泵浦光纖2在側面連接，各光纖結合面之間通過激光燒結法結合在一起形成光纖束，在光纖束直徑與輸出雙包層光纖直徑相等處切平；光纖束中信號輸入光纖1的纖芯與輸出雙包層光纖3的纖芯對準后，實施光纖束與輸出雙包層光纖3的熔接。

圖2是一個實施例圖1中的A-A橫截面示意圖，為（6+1）*1的光纖端面泵浦耦合器。信號輸入光纖1（20/400-GDF）的纖芯直徑為20μm，內包層為400μm，泵浦輸入光纖2（220/240）纖芯為220μm，包層為240μm；信號輸入光纖1末端經過動態腐蝕，一部分形成長度為30mm的錐形腐蝕部分4，另一部分形成較長的底面直徑為240μm的圓柱形腐蝕部分6；泵浦光纖2通過拉錐方法形成長度約為30mm的錐形拉錐部分5及較長的底面直徑為80μm的圓柱形拉錐部分7；六根泵浦光纖2的圓柱形拉錐部分7均勻分布在信號輸入光纖1的圓柱形腐蝕部分6并側面激光燒結連接形成光纖束；光纖束末端切平，保證信號輸入光纖1纖芯與輸出雙包層光纖3的纖芯對準后光纖束與輸出雙包層光纖3熔接。

本發明設計靈活，輸入信號光纖纖芯未引入任何形變，從而未引入信號差損，具有更高的信號光功率承受能力。