[發(fā)明專利]一種基于二色相膜的雙頭光纖端帽

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011298879.4
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112397980B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭勝剛;谷亮;張紅;高廣澤;齊恕賢;高亦飛;李建婷
• 申請（專利權(quán)）人: 中國兵器裝備研究院
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/00;G02B6/255;G02B6/26
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心 11011
• 代理人: 祁恒

本發(fā)明提出一種基于二色相膜的雙頭光纖端帽，包括第一石英波導(dǎo)、第二石英波導(dǎo)，以及連接于兩個石英波導(dǎo)之間的光纖。第一石英波導(dǎo)用于特定波長光的輸入和特定波長光的反射；第一石英波導(dǎo)包括第一曲率部、第一柱體部和第一錐體部；光纖分為泵浦傳輸光纖和增益光纖兩種；第二石英波導(dǎo)用于特定波長光的輸出和特定波長光的反射；第二石英波導(dǎo)包括第二錐體部、第二柱體部和第二曲率部。本發(fā)明通過光纖兩端的石英波導(dǎo)，以及石英波導(dǎo)曲率部表面設(shè)置的不同二色相膜對于不同波長的透射和反射作用，使特性波長的光通過帶有曲率部分的石英波導(dǎo)，使光在不同的光纖中傳輸、反射，并通過二色相膜的截止作用，達到包層光濾除和維護激光系統(tǒng)安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光器應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于空間型光纖激光系統(tǒng)的基于二色相膜的雙頭光纖端帽。

背景技術(shù)

隨著光纖激光器的發(fā)展，光纖激光器應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，光纖激光器已經(jīng)朝著成熟化、實用化、工業(yè)化的方向發(fā)展。近年來隨著材料技術(shù)、耐高功率雙包層光纖制造技術(shù)、超大功率半導(dǎo)體激光器的應(yīng)用，單鏈路高功率光纖激光器的輸出功率飛速提升，傳統(tǒng)的光纖端帽用于泵浦光的輸入及激光輸出，需要在端面鍍增透膜，保證激光反饋不對端帽或者光纖造成損傷，僅具有光的傳輸作用。同時，光纖長度、泵浦功率提升造成的非線性效應(yīng)是影響功率提升的瓶頸。通過最大程度減少光纖長度可以有效提升非線性閾值。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明提出一種基于二色相膜的雙頭光纖端帽，以解決如何實現(xiàn)包層光濾除和維護激光系統(tǒng)安全的技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種基于二色相膜的雙頭光纖端帽，該雙頭光纖端帽包括第一石英波導(dǎo)、第二石英波導(dǎo)，以及連接于第一石英波導(dǎo)和第二石英波導(dǎo)之間的光纖；其中，

第一石英波導(dǎo)用于特定波長光的輸入和特定波長光的反射；按照光的傳輸方向，第一石英波導(dǎo)包括第一曲率部、第一柱體部和第一錐體部；其中，第一曲率部按照泵浦光纖輸入光的數(shù)值孔徑進行設(shè)計，保證當(dāng)光由第一曲率部輸入和反射時可有效進入光纖的纖芯；第一柱體部的長度按照輸入光的數(shù)值孔徑進行設(shè)計；第一錐體部的錐體小面部分與光纖進行熔接；

光纖分為泵浦傳輸光纖和增益光纖兩種；

第二石英波導(dǎo)用于特定波長光的輸出和特定波長光的反射；按照光的傳輸方向，第二石英波導(dǎo)包括第二錐體部、第二柱體部和第二曲率部；其中，第二錐體部的錐體小面部分與光纖進行熔接；第二柱體部的長度按照輸入光的數(shù)值孔徑進行設(shè)計；第二曲率部按照傳輸光進行設(shè)計，保證當(dāng)光由第二曲率部反射時可有效進入光纖的纖芯。

進一步地，第一石英波導(dǎo)和第二石英波導(dǎo)均為高純度熔融石英材料，并整體采用光學(xué)加工的方法制造完成。

進一步地，第一柱體部和第二柱體部的長度不小于10mm。

進一步地，第一錐體部的錐體小面尺寸為光纖內(nèi)包層直徑的2～3倍。

進一步地，第一石英波導(dǎo)的第一曲率部表面設(shè)置有第一膜層，用于特性波長透射和反射。

進一步地，第一膜層為二色相膜，按照雙頭光纖端帽的作用不同而使用不同規(guī)格的膜層；當(dāng)雙頭光纖端帽用于泵浦傳輸時，第一膜層為短通二色相膜，其截止波長位于泵浦光和激光波長之間，高透射低于截止波長的光而高反射高于截止波長的光；當(dāng)雙頭光纖端帽用于激光振蕩時，第一膜層為短通二色相膜，其截止波長小于泵浦光和激光波長；當(dāng)雙頭光纖端帽用于激光輸出時，第一膜層為長通二色相膜，其截止波長位于泵浦光和激光波長之間，高反射低于截止波長的光而高透射高于截止波長的光。

進一步地，第二石英波導(dǎo)的第二曲率部表面設(shè)置有第二膜層，用于特定波長透射和反射。