一種光纖分束器的製作方法

2023-12-10 04:48:16 1

專利名稱：一種光纖分束器的製作方法
技術領域：
本發明涉及光纖技術領域，特別是一種光纖分束器。
背景技術：
光纖雷射器因其具有優異的光束質量、非常高的功率和功率密度、易於冷卻、高的穩定性和可靠性等多方面的優點受到人們的日益關注，並在多個領域有著廣泛的應用。而全光纖化結構的光纖雷射器又因其簡單、靈活而穩定的結構受到人們的一致青睞。在光纖雷射器的搭建過程中，需要多種光纖元器件。其中，光纖合束器是較為常用的一種。與合束器將多路泵浦光合成一路的功能相對應的，是稱為分束器的一種光學元件，它可以將一路光信號分為多路輸出。分束器因其功能的不同有很多種類。在雷射器的運行使用中，常常需要將輸出端的信號雷射或泵浦光提取出來。泵浦洩露是將雷射器輸出端的雷射提取出來的一種常用方法，但是這種情況下，雷射器殘餘的泵浦光會被直接耗散，難以提取出來另作他用。這無疑是一種能量的損失。為了解決這一問題，需要一種光纖分束器，能在將泵浦光和雷射分離的同時，將各自提取出來。

發明內容
本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。為此，本發明的目的在於提出一種結構簡單、分光效果好的光纖分束器。根據本發明實施例的一種光纖分束器，其特徵在於，包括一根輸入光纖和輸出光纖束，其中，所述輸出光纖束包括排布在中心的一根中心輸出光纖和排布在外圍的多根外圍輸出光纖，所述中心輸出光纖用於傳輸信號光，所述外圍輸出光纖用於傳輸泵浦光，從而將所述信號光和所述泵浦光分離開來。在本發明的一個實施例中，所述輸入光纖的拉赫不變量小於或等於所述輸出端光纖束的拉赫不變量。在本發明的一個實施例中，所述中心輸出光纖與所述外圍輸出光纖的纖芯、包層尺寸不同，纖芯、包層數值孔徑不同。在本發明的一個實施例中，所述中心輸出光纖的外徑小於所述外圍輸出光纖的外徑。在本發明的一個實施例中，所述光纖為有源光纖或無源光纖。在本發明的一個實施例中，所述光纖為單包層光纖、雙包層光纖或多包層光纖。在本發明的一個實施例中，所述光纖為保偏光纖或光子晶體光纖。本發明由於採取以上技術方案，其具有以下優點1、本發明通過選用不同尺寸的光纖作為輸出端光纖，以使輸出光纖束的排布更接近於輸入端信號光與泵浦光的區域分布，從而可以更為精確地分離輸入光纖中的泵浦光和信號光，提高分離效率。2、本發明中將泵浦光和信號光分離提取的方式，便於泵浦光和信號光的再利用。3、本發明通過光纖元件實現了一路光信號分成多路輸出的功能，純光纖的結構使其與其他元件連接簡單，使用方便。4、本發明結構簡單、穩定、易於實現，適用於各種光纖雷射器和放大器中。本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。


本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是本發明實施例的光纖分束器的示意圖
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「寬度」、「厚度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」 「內」、「外」、「順時針」、「逆時針」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語「第一」、「第二」僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特徵。在本發明的描述中，「多個」的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特徵在第二特徵之「上」或之「下」可以包括第一和第二特徵直接接觸，也可以包括第一和第二特徵不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特徵接觸。而且，第一特徵在第二特徵「之上」、「上方」和「上面」包括第一特徵在第二特徵正上方和斜上方，或僅僅表示第一特徵水平高度高於第二特徵。第一特徵在第二特徵「之下」、「下方」和「下面」包括第一特徵在第二特徵正下方和斜下方，或僅僅表示第一特徵水平高度小於第二特徵。根據本發明實施例的一種光纖分束器，其特徵在於，包括一根輸入光纖和輸出光纖束，其中，所述輸出光纖束包括排布在中心的一根中心輸出光纖和排布在外圍的多根外圍輸出光纖，所述中心輸出光纖用於傳輸信號光，所述外圍輸出光纖用於傳輸泵浦光，從而將所述信號光和所述泵浦光分離開來。在本發明的一個實施例中，輸入光纖的拉赫不變量小於或等於輸出端光纖束的拉赫不變量。
在本發明的一個實施例中，中心輸出光纖與外圍輸出光纖的纖芯、包層尺寸不同，纖芯、包層數值孔徑不同。在本發明的一個實施例中，中心輸出光纖的外徑小於外圍輸出光纖的外徑。在本發明的一個實施例中，光纖為有源光纖或無源光纖。在本發明的一個實施例中，光纖為單包層光纖、雙包層光纖或多包層光纖。在本發明的一個實施例中，光纖為保偏光纖或光子晶體光纖。如圖1所示，本例是本發明的實施例。一根纖芯直徑40 μ m、包層直徑400 μ m的無源光纖(I)作為輸入光纖。輸出端的光纖束中，排布在中心的無源光纖(2)具有40μηι的纖芯和80 μ m的包層。排布在周圍的6根無源光纖(3)具有相同的參數,其纖芯直徑為105 μ m,包層直徑為125 μ m。輸入光纖(I)和七根輸出光纖(2) (3)構成一個7X1分束器。輸入光纖(I)中，雷射分布在纖芯區域，泵浦光主要分布在包層區域。經過分束器後，輸入光纖(I)中的信號光傳入中心輸出光纖(2)的纖芯，輸入光纖(I)中的大部分泵浦光傳入其他6根外圍輸出光纖(3)中，中心輸出光纖(2)的包層中也有少量泵浦光。由於中心輸出光纖(2)的外徑小於其他6根外圍輸出光纖(3)的外徑,輸入光纖(I)中的大部分泵浦光都傳入外圍輸出光纖(3)中。由於採用這種泵浦光和信號光在輸入輸出端的佔空比接近的結構，這個分束器具有很高的泵浦、信號光分離提取效率。本發明至少具有以下優點1、本發明通過選用不同尺寸的光纖作為輸出端光纖，以使輸出光纖束的排布更接近於輸入端信號光與泵浦光的區域分布，從而可以更為精確地分離輸入光纖中的泵浦光和信號光，提高分 離效率。2、本發明中將泵浦光和信號光分離提取的方式，便於泵浦光和信號光的再利用。3、本發明通過光纖元件實現了一路光信號分成多路輸出的功能，純光纖的結構使其與其他元件連接簡單，使用方便。4、本發明結構簡單、穩定、易於實現，適用於各種光纖雷射器和放大器中。在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
權利要求
1.一種光纖分束器，其特徵在於，包括一根輸入光纖和輸出光纖束，其中，所述輸出光纖束包括排布在中心的一根中心輸出光纖和排布在外圍的多根外圍輸出光纖，所述中心輸出光纖用於傳輸信號光，所述外圍輸出光纖用於傳輸泵浦光，從而將所述信號光和所述泵浦光分離開來。
2.如權利要求1所述的光纖分束器，其特徵在於，所述輸入光纖的拉赫不變量小於或等於所述輸出端光纖束的拉赫不變量。
3.如權利要求1所述的光纖分束器，其特徵在於所述中心輸出光纖與所述外圍輸出光纖的纖芯、包層尺寸不同，纖芯、包層數值孔徑不同。
4.如權利要求1所述的光纖分束器，其特徵在於所述中心輸出光纖的外徑小於所述外圍輸出光纖的外徑。
5.如權利要求1所述的光纖分束器，其特徵在於所述光纖為有源光纖或無源光纖。
6.如權利要求1所述光纖分束器器，其特徵在於所述光纖為單包層光纖、雙包層光纖或多包層光纖。
7.如權利要求1所述光纖分束器器，其特徵在於所述光纖為保偏光纖或光子晶體光纖。
全文摘要
本發明提出一種光纖分束器，包括一根輸入光纖和輸出光纖束，其中，輸出光纖束包括排布在中心的一根中心輸出光纖和排布在外圍的多根外圍輸出光纖，中心輸出光纖用於傳輸信號光，外圍輸出光纖用於傳輸泵浦光，從而將信號光和泵浦光分離開來。本發明的分束器由於選用不同尺寸的光纖作為輸出端光纖，輸出光纖束的排布更接近於輸入端信號光與泵浦光的區域分布，從而可以更為精確地分離輸入光纖中的泵浦光和信號光，提高分離效率。本發明結構簡單、穩定、易於實現，適用於各種光纖雷射器和放大器中。
文檔編號G02B6/28GK103048737SQ20121058660
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者鞏馬理, 郝金坪, 閆平, 肖起榕, 張海濤 申請人:清華大學