[發明專利]一種大功率光纖合束器

在審

• 申請號: 202010320888.2
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111562651A
• 公開（公告）日: 2020-08-21
• 發明（設計）人: 韋錦;張冬梅;張恩隆;趙霞;周巧林;吳夢丹
• 申請（專利權）人: 江蘇法爾勝光電科技有限公司;無錫法爾勝光電科技有限公司;法爾勝泓昇集團有限公司
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255;G02B6/26
• 代理公司: 江陰市輕舟專利代理事務所(普通合伙) 32380
• 代理人: 孫燕波

本發明涉及一種大功率光纖合束器，包括由N根輸入光纖(1)經過組束、熔融、拉錐、切割后形成的錐區(3)，所述錐區(3)與一根輸出光纖(2)熔接，所述錐區(3)的表面形成有低折射率膠區(5)，在所述錐區(3)的上下游區域分別形成有第一高折射率膠區(4)和第二高折射率膠區(6)。高折射率膠區(4)和(6)可以起到分別濾除輸入光纖(1)和輸出光纖(2)中包層傳輸光的作用，提升了光束質量。低折射率膠區(5)使錐區(3)中包層傳輸光在包層?低折射率膠區界面依然能夠滿足全反射定律，減小了光功率損耗。另外，通過以上三個膠區可以很好地保護錐區以及熔接處，起到對器件的機械保護作用。

技術領域

本發明涉及光纖傳感技術領域，特別是涉及一種大功率光纖合束器。

背景技術

光纖激光器具有光束質量好、結構緊湊、體積小、質量輕、易散熱、工作穩定性好等眾多優點，已廣泛應用于工業、醫療、國防等眾多領域。光纖合束器是光纖激光器的重要器件，按其功能可分為泵浦合束器和功率合束器兩大類。單個泵浦源的功率是有限的，泵浦合束器的作用是將多路泵浦源同時注入到一根光纖中，從而能夠提高足夠的泵浦功率。功率合束器則是將多路中等功率的單模激光同時注入到一根多模光纖中，以獲得大功率激光輸出。

光纖合束器的主要制作工藝包括輸入光纖組束、組束光纖熔融拉錐、熔錐光纖束的切割及與輸出光纖的熔接、封裝等。光纖的熔融區域是要剝掉涂覆層的，將熔融區進行拉錐形成錐區，勢必需要對該區域進行保護。同時該區域光路復雜，容易造成光束質量的下降和光功率的損耗。而現有工藝僅是簡單的對該區域進行膠裝機械保護，造成了器件光學性能的一定下降。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種大功率光纖合束器，既能對錐區機械保護又能防止光學性能下降。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種大功率光纖合束器，包括由N根輸入光纖經過組束、熔融、拉錐、切割后形成的錐區，所述錐區與一根輸出光纖熔接，所述錐區的表面形成有低折射率膠區，在所述錐區的上下游區域分別形成有第一高折射率膠區和第二高折射率膠區。

優選地，所述輸入光纖和輸出光纖的參數滿足亮度守恒準則：其中D_in、NA_in分別為輸入光纖的纖芯直徑和數值孔徑，D_out、NA_out分別為輸出光纖的纖芯直徑和數值孔徑。

優選地，所述錐區的長度L滿足絕熱拉錐準則。

優選地，所述第一高折射率膠區和第二高折射率膠區采用同一種膠，其折射率n_H≥1.55；所述低折射率膠區采用膠的折射率n_L≤1.42。

優選地，所述低折射率膠區的范圍超出錐區的范圍，所述第一高折射率膠區和第二高折射率膠區分別覆蓋輸入光纖和輸出光纖剝去涂覆層的臨界處附近區域。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

本發明通過對N根輸入光纖剝去涂覆層的臨界處附近區域設置折射率大于包層折射率的高折射率膠區，以使包層傳輸光在包層-高折射率膠區界面不滿足全反射定律，從而包層傳輸光進入涂覆層剝除區域后從高折射率膠區濾除，纖芯傳輸光不受影響，如此可以提升光束質量；N根輸入光纖的纖芯傳輸光進入錐區后，由于光纖尺寸減小，纖芯傳輸光纖會轉移到包層中，而錐區是沒有涂覆層的，通過設置折射率小于包層折射率的低折射率膠區，以使包層傳輸光在包層-低折射率膠區界面依然能夠滿足全反射定律，如此較少了光功率的損耗；錐區的光進入輸出光纖后，會有少部分光纖在包層中傳輸，再次設置折射率大于包層折射率的高折射率膠區，以使包層傳輸光在包層-高折射率膠區界面不滿足全反射定律，從而包層傳輸光同樣會從高折射率膠區濾除，纖芯傳輸光不受影響，如此可以提升輸出光的光束質量。另外，通過以上三個膠區可以很好地保護錐區以及熔接處，起到對器件的機械保護作用。

附圖說明