單模泵浦合束器的製作方法

2023-05-30 17:20:36 2

專利名稱：單模泵浦合束器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬光學領域，涉及一種泵浦合束器，尤其涉及一種可用於製作大功率 全光纖雷射器的單模泵浦合束器。
背景技術：
由於具有很好的光束質量，光纖雷射器在工業加工、醫療工程、現代國防等領域已 得到廣泛的應用，被用於金屬等材料的切割、焊接和雷射打標等。商業化的光纖雷射器為全光纖結構，如圖1所示。圖1中FBG1和FBG2為兩個光纖 光柵，FBG1對雷射高反射(如反射率為99. 9% )，FBG2對雷射低反射(如10% )。FBG1和 FBG2構成光纖雷射器的一對腔鏡。0C為由輸出準直器。半導體雷射器LD發出的泵浦光通 過泵浦合束器實現對增益光纖F的泵浦。泵浦合束器常為NX 1結構(如圖1中的C1)或 (N+1)X1結構(如圖1中的C2)。下面以圖2所示的(N+1)X1(N = 6)泵浦合束器為例，將 泵浦合束器製作過程和工作原理介紹如下圖2(a)中的pi，p2，p3，p4，p5，p6為6根泵浦 光纖，si為信號輸入光纖，s2為信號輸出光纖。其製作過程是首先將N個泵浦光纖與信號 輸入光纖si固定綑紮在一起(橫截面如圖2(b))，然後進行熔融拉錐，拉錐之後，再在錐區 適當地方截斷並與信號輸出光纖s2熔接在一起。泵浦光在多模光纖pl，p2，p3，p4，p5，p6 的纖芯中傳輸，然後經過拉錐區耦合到信號輸出光纖s2的內包層。信號輸入光纖si的信 號光耦合到信號輸出光纖s2的纖芯。目前在先技術的泵浦合束器均為多模泵浦合束器，其 泵浦光纖Pl，P2，p3，p4，p5，p6的纖芯較大(如在先技術的泵浦光纖纖芯/包層尺寸有的 為105um/125um，或有的為200um/220um)，泵浦光纖的纖芯數值孔徑也較大(一般為0. 22)， 這種泵浦合束器的泵浦光纖纖芯傳輸著許多模式。多模泵浦合束器的承載功率有限，其中一個重要原因在於製作多模泵浦合束器的 N個泵浦光纖組的拉格朗日常量(光纖組孔徑X光纖的數值孔徑)較大，這樣它們經熔融 拉錐後與信號輸出光纖s2熔接時冗餘度太小，因而製作的泵浦合束器的插入損耗會很大， 導致泵浦合束器不能承載較大的功率。

實用新型內容為了解決背景技術中存在的上述技術問題，本實用新型提供了一種插入損耗可大 大降低、可承載較大的功率以及可用於製作超大功率光纖雷射器的單模泵浦合束器。本實用新型的技術解決方案是本實用新型提供了一種單模泵浦合束器，包括泵 浦光纖，其特殊之處在於所述泵浦光纖是單模或近單模的。本實用新型的優點是本實用新型所提供的單模泵浦合束器，使用單模光纖作為泵浦光纖，在根本上改 變了現有合束器的結構，可在相同的工藝條件下大大降低泵浦合束器的插入損耗，可避免 由於通過的功率過大造成的熱損傷，本實用新型的單模泵浦合束器可用於研製超大功率的 光纖雷射器。
圖1為現有的光纖雷射器的一般結構示意圖；圖2為現有的多模泵浦合成器結構及其拉錐前的截面示意圖；圖3為本實用新型所提供的單膜泵浦合成器結構及其拉錐前的截面示意圖。
具體實施方式
參見圖3，本實用新型提供了一種單模泵浦合束器，與現有技術主要不同的地方在 於泵浦光纖不再是多模光纖，而是採用單模光纖或近單模光纖。泵浦光在單模光纖pl，p2， p3，p4，p5，p6的纖芯中傳輸，然後經過拉錐區耦合到信號輸出光纖s2的內包層。由於單模 光纖纖芯直徑較小，一般為lOum左右，拉錐前的橫截面如圖3(b)所示。數值孔徑也較小， 一般為0. 06um 0. 08um,因而N個泵浦光纖組成的光纖組拉格朗日常量較小，它們在熔融 拉錐後與信號輸出光纖s2熔接時冗餘度較大，在相同的製作工藝條件下，製作本實用新型 的單模泵浦合束器的插入損耗可大大降低，這樣的泵浦合束器可承載較大的功率，可用於 製作超大功率的光纖雷射器。
權利要求一種單模泵浦合束器，包括泵浦光纖，其特徵在於所述泵浦光纖是單模的。
專利摘要本實用新型提供了一種單模泵浦合束器，包括泵浦光纖，泵浦光纖是單模或近單模的。本實用新型的單模泵浦合束器，使用單模光纖作為泵浦光纖，在根本上改變了現有合束器的結構，可在相同的工藝條件下大大降低泵浦合束器的插入損耗，可避免由於通過的功率過大造成的熱損傷，本實用新型的單模泵浦合束器可用於研製超大功率的光纖雷射器。
文檔編號H01S3/067GK201717508SQ20102016777
公開日2011年1月19日 申請日期2010年4月22日 優先權日2010年4月22日
發明者段開椋, 趙保銀, 趙衛 申請人:中國科學院西安光學精密機械研究所