[實用新型]準分布式光纖合束器

有效

• 申請號: 201520132922.8
• 申請日: 2015-03-09
• 公開（公告）號: CN204405894U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 周勝;趙青春;夏江帆
• 申請（專利權）人: 廣東高聚激光有限公司;蘇州華必大激光有限公司;南京華爾達激光有限公司
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 項麗

技術領域

本實用新型涉及一種光纖合束器。

背景技術

光纖合束器是光纖激光器和光纖放大器中的主要部件之一，它將多路泵浦激光功率耦合至無源雙包層光纖的內包層，然后與有源雙包層光纖熔接，經過內包層的多次反射進入摻雜纖芯被吸收，從而對信號光產生放大作用。光纖合束器在光纖激光器等系統中起著非常重要的作用，是光纖激光器的最大輸出功率的受限因素之一，開發大功率光纖合束器能積極有效地促進大功率光纖激光器，包括大功率連續光纖激光器、大功率準連續光纖激光器、脈沖光纖激光器等的發展。

目前的光纖合束器主要是將N個光纖通過熔融拉錐工藝形成一個多芯復合光纖，然后和另一端擴束的雙包層光纖對接熔合；或者將N個光纖在雙包層信號光纖的側面進行側面熔合。這樣的方法都會造成在耦合熔接點過于集中、周圍光功率和發熱的空間密度過大，使該區域容易發生熱量積累和溫度升高，在該區域容易造成器件的損傷和損壞。這些傳統的合束器結構的制造工藝和實際使用都受到了巨大的考驗。隨著大功率光纖激光器功率水平的進一步提高，急需開發一種能夠減輕光功率和發熱空間密度過大問題的新型光纖合束器。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種基于準分布式多點耦合接入的、適用于大功率光纖激光器的能夠很有效地緩解光功率和發熱空間密度過大的弱點，具有更好的穩定性和長期可靠性的新型光纖合束器。

為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案是：

一種準分布式光纖合束器，其包括一根信號光纖以及多根泵浦光纖，每根所述的泵浦光纖均熔接于所述的信號光纖上并在二者相熔接處形成熔合面，各個所述的熔合面的中心分散分布于所述的信號光纖的外表面展開所形成的(θ，z)平面上的[0-φ]×[0-L]區域內，所述的(θ，z)平面中，縱軸θ對應于所述的信號光纖的圓周上的圓周角度，橫軸z對應于所述的信號光纖的軸向。

所述的L的數值在5-30mm范圍內。

所述的φ的數值在180-360°范圍內。

所述的信號光纖為纖芯直徑20-30μm、內包層直徑200-400μm的無摻雜無源雙包層光纖。

所述的泵浦光纖為纖芯直徑為105μm、包層直徑125μm的泵浦激光傳輸光纖。

所述的準分布式光纖合束器還包括光纖的固定及封裝結構件。

所述的光纖的固定及封裝結構件包括其中設置有所述的信號光纖和所述的泵浦光纖的金屬外殼、填充于所述的金屬外殼與所述的信號光纖和所述的泵浦光纖之間的高導熱材料。

由于上述技術方案運用，本實用新型與現有技術相比具有下列優點：本實用新型的準分布式光纖合束器采用多個耦合功率接入點，分散了光功率的空間密度，從而：

1、克服了光功率過于集中的問題；

2、結構具有可擴展性(scalability)，在保持基本結構和制作工藝方法不變的條件下，泵浦光纖的分支數目可以從2個到50個，甚至更多。相同的結構和工藝方法可以兼容不同規格的光纖合束器器件；

3、可允許部分泵浦接入分支有損傷，只需要放棄有損傷的分支，其它分支仍然可以使用，避免了其它結構的光纖合束器中一個分支有瑕疵將導致整個器件失效的問題，提高了器件的茁壯性；

4、主信號光纖是光學連貫的，沒有切斷點和光學不連續點，從而使信號光的損耗、散射、反射等不良因素均得到抑制；

5、該器件封裝的散熱條件得到改善；

6、工作穩定性和長期可靠性得到提高；

7、在相同的工作條件下，器件壽命得到延長；

8、器件的材料成本和制作工藝成本較低。

附圖說明

附圖1為本實用新型的準分布式光纖合束器的側面結構示意圖。

附圖2為本實用新型的準分布式光纖合束器的橫截面結構示意圖。

附圖3為本實用新型的準分布式光纖合束器具有不同接入分支數的示意圖：a)接入四根泵浦光纖；b)接入六根泵浦光纖；c)接入八根泵浦光纖。其中虛線表示，泵浦光纖在信號光纖的背面。

附圖4為本實用新型的準分布式光纖合束器的制造工藝流程示意圖。

附圖5為本實用新型的準分布式光纖合束器的第一種應用系統結構示意圖。

附圖6為本實用新型的準分布式光纖合束器的第二種應用系統結構示意圖。

附圖7為本實用新型的信號光纖周圍的(θ,z)平面及熔接點空間分布的示意圖。