[發明專利]一種光纖在線隔離器

有效

• 申請號: 202010286598.0
• 申請日: 2020-04-13
• 公開（公告）號: CN111474632B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 梁秀兵;孔令超;胡振峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院
• 主分類號: G02B6/27
• 分類號: G02B6/27;G02B6/32;H01S3/10
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 苗曉靜

本發明提供了一種光纖在線隔離器，包括：輸入光纖、準直透鏡、隔離組件、聚焦透鏡和輸出光纖；輸入激光由輸入光纖進入隔離器，從輸入光纖的末端出射后，經準直透鏡變為準直激光，再依次經過隔離組件和聚焦透鏡，最后耦合進入輸出光纖的纖芯中；輸入光纖纖芯直徑為D₁，纖芯數值孔徑為NA₁，準直透鏡焦距為f₁，聚焦透鏡焦距為f₂，輸出光纖纖芯直徑為D₂，纖芯數值孔徑為NA₂；輸出光纖的纖芯直徑D₂滿足第一預設條件，輸出光纖的纖芯數值孔徑NA₂滿足第二預設條件。本發明通過增大輸出光纖的纖芯直徑和纖芯數值孔徑，使得即便出現了自聚焦現象引起的焦點漂移，也可以保證輸入激光高效地耦合進入輸出光纖，避免隔離器插入損耗增大。

技術領域

本發明涉及光纖激光技術領域，具體涉及一種光纖在線隔離器。

背景技術

光纖激光器具有光束質量高、熱管理方便、環境適應性強等優點，被廣泛應用于現代工業加工技術中。高功率光纖在線隔離器是工業級脈沖光纖激光器中的關鍵核心器件之一，其作用是隔離回返光，達到保護光纖激光器的目的。高功率在線光纖隔離器的最大可承受功率直接決定了脈沖光纖激光器的最大可輸出功率，因此提升光纖在線隔離器的承受功率是獲得更高功率脈沖光纖激光器的重要瓶頸因素之一。

在線隔離器通常由輸入光纖、準直透鏡、隔離組件、聚焦透鏡和輸出光纖組成，限制在線隔離器的承受功率的主要因素包括：隔離組件的承受功率、自聚焦效應引起的焦點漂移等。自聚焦效應引起的焦點漂移是指，當輸入激光功率達到一定程度后，隔離組件的熱效應使得在輸入激光在經過隔離組件后的光場出現畸變，導致其經過聚焦透鏡后的焦點位置發生偏移。當自聚焦效應引起的焦點偏移現象出現后，輸入激光將不能高效地耦合進入輸出光纖中，引起在線隔離器的插入損耗增大，甚至損壞在線隔離器。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明提供了一種光纖在線隔離器。

具體地，本發明提供了以下技術方案：

本發明提供了一種光纖在線隔離器，包括：依次設置的輸入光纖、準直透鏡、隔離組件、聚焦透鏡和輸出光纖；

其中，輸入激光由所述輸入光纖進入隔離器，從所述輸入光纖的末端出射后，經所述準直透鏡變為準直激光，再依次經過所述隔離組件和所述聚焦透鏡，最后耦合進入輸出光纖的纖芯中；其中，所述輸入光纖的末端位于所述準直透鏡的焦點處，所述輸出光纖的輸入端位于所述聚焦透鏡的焦點處，所述輸入光纖的纖芯直徑為D₁，纖芯數值孔徑為NA₁，所述準直透鏡的焦距為f₁，所述聚焦透鏡的焦距為f₂，所述輸出光纖的纖芯直徑為D₂，纖芯數值孔徑為NA₂；其中，所述輸出光纖的纖芯直徑D₂滿足第一預設條件，所述輸出光纖的纖芯數值孔徑NA₂滿足第二預設條件；

其中，所述第一預設條件為：所述第二預設條件為：

進一步地，所述輸入光纖的纖芯直徑D₁在10～30μm之間，纖芯數值孔徑NA₁在0.06～0.12之間。

進一步地，所述輸出光纖的纖芯直徑D₂在50～400μm之間，纖芯數值孔徑NA₂在0.12～0.22之間。