[實用新型]一種光纖包層殘余光能量濾除器及光纖合束器

有效

• 申請號: 201420543547.1
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN204116642U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 董杰
• 申請（專利權）人: 深圳朗光科技有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/036;G02B6/24
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本實用新型屬于光學技術領域，尤其涉及一種光纖包層殘余光能量濾除器及光纖合束器。

背景技術

光纖是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而制成的光傳導工具，通常包括纖芯、包層和涂覆層。大功率光纖裝置在使用時，通常存在以下問題：

1、大功率光纖泵浦能量及信號合束器件在高功率條件下使用，必須滿足承受功率大、耦合效率高、損耗小的要求。即便如此，仍有部分光無法按照預期進入輸出光纖的期望區域進行傳輸，如信號光逃離纖芯而進入玻璃包層、泵浦光逃離玻璃包層而進入有機材質的涂覆層。前者當信號光進入光纖的玻璃包層后，在單包層光纖中，這部分信號光又會進入光纖的外涂覆層，光被外涂覆層材料吸收從而產生熱量；后者當泵浦光從光纖玻璃包層泄露到外涂覆層時，同樣會在外涂覆層中產生大量的熱量。當光功率達到瓦特以上級別時，泵浦合束器或信號合束器的輸出光纖包層和外涂覆層中的倏逝波所產生的熱量將使光纖溫度急劇上升到高達近百攝氏度或更高，嚴重影響系統的穩定性和可靠性，惡劣情況下將導致光纖的斷裂和燃燒。因此限制了系統的光功率的增加，這個問題成為信號合束器和泵浦合束器的一大瓶頸。

2、大功率光纖合束器在很高的功率條件下使用，難以避免會有來自輸出端的部分光功率反饋，反饋光將沿著器件返回到輸入端光纖，并且在輸入端光纖的包層或涂覆層上轉化成熱，產生大量熱量使輸入端溫度迅速上升，影響產品性能及穩定性，甚至對整個系統產生災難性后果，限制功率的提升。

3、在光纖激光器或放大器的應用中，往往使用在具有高反射的金屬材料的焊接和切割領域，從金屬材料的反射光將進入到光纖激光器或放大器中，這部分反射光大部分會進入光纖激光器或放大器的輸出光纖的玻璃包層中，進入輸出光纖玻璃包層的光將消逝在涂覆層中從而產生熱量。

4、在雙包層增益光纖大功率全光纖激光器以及大功率全光纖放大器工作過程中，雙包層增益光纖中既存在被激發或放大的激光，也存在泵浦光，前者是我們所需要的，而從有源光纖尾部出來的殘余泵浦光能量將對激光光譜產生影響，為此需要濾除殘余泵浦光，根據同樣的道理，這部分殘余泵浦光會在單包層光纖或者殘余泵浦光濾除器中產生大量的熱，從而導致系統可靠性的降低。

現有解決泵浦殘余光問題的方法有制作光纖光柵、涂高折射率材料或者拉錐處理等方法，但在功率較大的情況下，上述方法將產生較大熱量，光纖附近局部發熱嚴重，對散熱系統要求高。因此，光纖中殘余泵浦光的發熱問題成為業內亟待解決的一個技術問題之一。

顯然，光纖包層或者涂覆層中殘余光產生的熱量對大功率光纖裝置造成了很大的影響。目前解決方法主要是在發熱區域進行機械散熱，但由于發熱距離比較長，而且距離光纖太近，散熱十分困難，效果很差，而且系統的設計也會變得很復雜。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種光纖包層殘余光能量濾除器，旨在解決光纖包層或者涂覆層中的殘余光產生熱量的問題，提高光纖裝置的可靠性。

本實用新型是這樣實現的，一種光纖包層殘余光能量濾除器，包括纖芯、包層、包覆于所述包層之外的有限長度的折射率匹配介質層以及與所述折射率匹配介質層外表面接觸的導光波導，所述折射率匹配介質層的折射率大于所述包層的折射率，并小于所述導光波導的折射率。

作為本實用新型的優選技術方案：

所述包層為單包層。

所述包層為雙包層，所述雙包層由內包層和外包層組成，所述外包層的一段被去除而露出內包層，在內包層的露出部分的外表面依次包覆有所述折射率匹配介質層和導光波導。

在所述包層的外表面設有涂覆層，所述折射率匹配介質層包覆于所述涂覆層的外表面，且所述折射率匹配介質層的折射率大于所述涂覆層的折射率。

在所述包層的外表面設有涂覆層，所述包覆層的一段被去除而露出包層，在包層的露出部分的外表面依次包覆有所述折射率匹配介質層和導光波導。

本實用新型的另一目的在于提供一種光纖合束器，包括多條輸入光纖和與所述多條輸入光纖耦合的一條輸出光纖，所述輸入光纖和輸出光纖均包括纖芯和包層，所述包層之外包覆有有限長度的折射率匹配介質層以及與所述折射率匹配介質層外表面接觸的導光波導，所述折射率匹配介質層的折射率大于所述包層的折射率，并小于所述導光波導的折射率。

作為本實用新型的優選技術方案：

所述多條輸入光纖外部包覆的導光波導為一體結構且具有若干供所述輸入光纖穿過的通孔，所述輸入光纖一對一的穿過所述通孔，并通過所述折射率匹配介質層固定于所述導光波導中。