CN102116902A - 光纤功率合束器及其制备方法 - Google Patents

光纤功率合束器及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102116902A
CN102116902A CN 201110062467 CN201110062467A CN102116902A CN 102116902 A CN102116902 A CN 102116902A CN 201110062467 CN201110062467 CN 201110062467 CN 201110062467 A CN201110062467 A CN 201110062467A CN 102116902 A CN102116902 A CN 102116902A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical fiber
cladding
doubly clad
fiber
root
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN 201110062467
Other languages
English (en)
Inventor
闫大鹏
李成
闵大勇
李立波
刘晓旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Raycus Fiber Laser Technologies Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Raycus Fiber Laser Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Raycus Fiber Laser Technologies Co Ltd filed Critical Wuhan Raycus Fiber Laser Technologies Co Ltd
Priority to CN 201110062467 priority Critical patent/CN102116902A/zh
Publication of CN102116902A publication Critical patent/CN102116902A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

本发明涉及用于大功率光纤激光器的光纤功率合束器及其制备方法，光纤功率合束器，由输入端双包层光纤和输出端的大纤芯双包层光纤组成，其特征在于输入端为n根双包层光纤，输出端为一根大纤芯双包层光纤，将输入端的n根双包层光纤外包层腐蚀掉和内包层腐蚀一半或将输入端的n根双包层光纤外包层腐蚀掉和内包层抛光为360度/n的扇形截面，再将n根处理后的双包层光纤紧密排放在一起进行熔融拉锥，并涂覆涂层，然后将拉锥端面切平，再与大纤芯双包层光纤熔接在一起，n≥2的自然数。本发明的光纤功率合束器输入、输出端光纤均为双包层光纤，可有效实现多路光纤激光器的耦合输出，具有耦合效率高、稳定可靠的特点。

Description

光纤功率合束器及其制备方法
技术领域
本发明属于光纤激光器技术领域，涉及将多个光纤激光器光源耦合为一个输出，达到提高光纤激光器输出功率的目的，具体涉及光纤功率合束器及其制备方法。
背景技术
光纤激光器是继传统气体激光器和固体激光器后的第三代新型激光器，具有结构紧凑、寿命长、免维护、光束质量好、节能环保等优点，已成功应用于机械加工、医疗、汽车制造及军事等领域。随着其应用领域的不断拓展，如汽车制造、传播制造等行业中厚金属板的激光器切割和焊接，希望光纤激光器的输出功率达到数千瓦至数十千瓦。
虽然目前单根光纤的输出功率已经突破1kW，但仅限于实验室水平，且由于掺杂光纤内的非线性效应以及热损伤等物理机制的限制，单根光纤输出功率的进一步提升将非常困难，目前成熟的单个光纤激光器功率单元一般功率在500瓦以内。
为提高光纤激光器的输出功率，这就需要将多个光纤激光器功率单元合为一束输出，主要有相干合成和非相干合成两种方法。光纤激光器的相干合成结构较为复杂，且不易调节，不适合应用于高功率光纤激光器产品中。光纤激光器的非相干合成主要有光栅法、布拉格体光栅法等，但这些自由空间元件要求精度高且稳定性差，也不适合用于制造高功率光纤激光器产品。
传统的光纤合束器一般采用多模单包层光纤将多个泵浦源耦合为一束输出，用于提高输出功率，但输出光束质量较差，不适合用于将多个光纤激光器合为一束输出。
发明内容
本发明为解决背景技术中存在的技术问题，提供了一种光纤功率合束器及其制备方法，通过光纤熔接将多路光纤激光器方便快捷地合为一束输出，完全摒弃了自由空间元件的使用，实现全光纤结构，使得高功率光纤激光器能稳定可靠运行，从而实现高功率光纤激光器的产品化。
光纤功率合束器，由输入端双包层光纤和输出端的大纤芯双包层光纤组成，其特征在于输入端为n根双包层光纤，输出端为一根大纤芯双包层光纤，将输入端的n根双包层光纤外包层腐蚀掉和内包层腐蚀一半或将输入端的n根双包层光纤外包层腐蚀掉和内包层抛光为360度/n的扇形截面，再将n根处理后的双包层光纤紧密排放在一起进行熔融拉锥，并涂覆涂层，然后将拉锥端面切平，再与大纤芯双包层光纤熔接在一起，n≥2的自然数。
光纤功率合束器的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)将n根输入端的双包层光纤一端的外包层腐蚀掉，并将内包层均匀腐蚀掉一半，再将n根处理后的双包层光纤紧密排放在一起并放入石英毛细玻璃管中；或，将n根输入端的双包层光纤一端的外包层腐蚀掉，并将内包层抛光为360度/n的扇形截面，再将n根处理后的双包层光纤紧密排放在一起并放入石英毛细玻璃管中，n≥2的自然数；
(2)对石英毛细玻璃管外侧均匀加热，使其熔塌在光纤束上；
(3)将光纤束经处理后的一端熔融并进行均匀拉锥，然后涂覆涂层；
(4)将拉锥端切平，并与一根大纤芯双包层光纤相熔接在一起。
上述制备方法中还包括以下步骤，采用外封管对熔接处进行封套保护。
所述双包层光纤为阶跃型光纤。
熔融拉锥为一均匀拉锥过程，即纤芯尺寸和经处理后内包层尺寸同比例减小。
所述输出端的大纤芯双包层光纤具有比输入光纤大的纤芯和包层直径，以使得输入光纤束传输的激光能完全耦合进入输出光纤，保证高的耦合效率。
本发明的光纤功率合束器输入、输出端光纤均为双包层光纤，可有效实现多路光纤激光器的耦合输出，具有耦合效率高、稳定可靠的特点。
附图说明
图1为普通双包层光纤，纤芯101、内包层102和外包层103。
图2为腐蚀掉外包层和内包层一部分后的双包层光纤，纤芯101、内包层202。
图3、图4和图5分别为输入光纤为2根、3根和7根时，光纤紧密排放示意图，301为石英毛细玻璃管。
图6、图7和图8分别为输入光纤为2根、3根和4根时，内包层抛光处理后的光纤束紧密排放示意图，301为石英毛细玻璃管。
图9为光纤功率合束器截面示意图，901为输出端的大纤芯双包层光纤。
具体实施方式
结合附图对本发明作进一步的描述。
以输入光纤为3根的光纤功率合束器为例，光纤参数为9/105/125μm。其制备方法如下：
实施例一：
(1)将图1所示双包层光纤的外包层103腐蚀掉，并将内包层102均匀腐蚀至原来的一半，即将内包层由105μm腐蚀至约52μm，腐蚀后的光纤只剩下纤芯101和内包层202，如图2所示；
(2)将3根按步骤1处理后的输入光纤紧密排放在一起，并将光纤束放入一个石英毛细玻璃管301中，如图4所示；
(3)对石英毛细玻璃管外侧均匀加热，加热温度1700℃，时间5min，使其熔塌在光纤束上；
(4)将光纤束经处理后的一端熔融并进行均匀拉锥，拉制完成后，拉锥区纤芯和包层最小直径分别为3μm和17μm，然后涂覆涂层；
(5)将拉锥端切平，并与一根大纤芯双包层光纤901相熔接，纤芯和内包层尺寸分别为40μm和400μm，其截面如图9所示；
(6)采用外封管对熔接处进行封套保护。
实施例二：
(1)将图1所示双包层光纤的外包层103腐蚀掉，并将内包层102截面抛光为120°扇形，如图7所示；
(2)将3根按步骤1处理后的输入光纤紧密排放在一起，并将光纤束放入一个石英毛细玻璃管301中，如图7所示；
(3)对石英毛细玻璃301管外侧均匀加热，加热温度1700℃，时间5min，使其熔塌在光纤束上；
(4)将光纤束经处理后的一端熔融并进行均匀拉锥，拉制完成后，拉锥区纤芯和包层最小直径分别为3μm和35μm(扇形石英棒)，然后涂覆涂层；
(5)将拉锥端切平，并与一根大纤芯双包层光纤901相熔接，纤芯和内包层尺寸分别为40μm和400μm，其截面如图9所示；
(6)采用外封管对熔接处进行封套保护。

Claims (4)

1.光纤功率合束器，由输入端双包层光纤和输出端的大纤芯双包层光纤组成，其特征在于输入端为n根双包层光纤，输出端为一根大纤芯双包层光纤，将输入端的n根双包层光纤外包层腐蚀掉和内包层腐蚀一半或将输入端的n根双包层光纤外包层腐蚀掉和内包层抛光为360度/n的扇形截面，再将n根处理后的双包层光纤紧密排放在一起进行熔融拉锥，并涂覆涂层，然后将拉锥端面切平，再与大纤芯双包层光纤熔接在一起，n≥2的自然数。
2.根据权利要求1所述的光纤功率合束器，所述双包层光纤为阶跃型光纤。
3.根据权利要求1或2所述光纤功率合束器的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)将n根输入端的双包层光纤一端的外包层腐蚀掉，并将内包层均匀腐蚀掉一半，再将n根处理后的双包层光纤紧密排放在一起并放入石英毛细玻璃管中；或，将n根输入端的双包层光纤一端的外包层腐蚀掉，并将内包层抛光为360度/n的扇形截面，再将n根处理后的双包层光纤紧密排放在一起并放入石英毛细玻璃管中，n≥2的自然数；
(2)对石英毛细玻璃管外侧均匀加热，使其熔塌在光纤束上；
(3)将光纤束经处理后的一端熔融并进行均匀拉锥，然后涂覆涂层；
(4)将拉锥端切平，并与一根大纤芯双包层光纤相熔接在一起。
4.根据权利要求3所述的光纤功率合束器的制备方法，其特征在于还包括以下步骤，采用外封管对熔接处进行封套保护。
CN 201110062467 2011-03-15 2011-03-15 光纤功率合束器及其制备方法 Pending CN102116902A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110062467 CN102116902A (zh) 2011-03-15 2011-03-15 光纤功率合束器及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201110062467 CN102116902A (zh) 2011-03-15 2011-03-15 光纤功率合束器及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102116902A true CN102116902A (zh) 2011-07-06

Family

ID=44215752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201110062467 Pending CN102116902A (zh) 2011-03-15 2011-03-15 光纤功率合束器及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102116902A (zh)

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103487901A (zh) * 2013-09-27 2014-01-01 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 一种光纤激光合束器
CN103487885A (zh) * 2013-10-11 2014-01-01 山东海富光子科技股份有限公司 一种新型光纤激光合束器及其制备方法
CN103901538A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 中国兵器装备研究院 一种n×1高功率光纤激光合束器制作方法
CN104330848A (zh) * 2014-11-25 2015-02-04 中国人民解放军国防科学技术大学 一种高模场占空比光纤功率合束器
CN104503031A (zh) * 2015-01-08 2015-04-08 武汉正光恒远科技有限公司 准直器及包含该准直器的多光路输入对多光路输出的装置
CN105093412A (zh) * 2014-05-15 2015-11-25 富通集团有限公司 一种多芯光纤耦合器及其加工方法
CN105576485A (zh) * 2016-03-07 2016-05-11 大族激光科技产业集团股份有限公司 光纤激光器及其高功率泵浦合束器
CN105891951A (zh) * 2014-09-30 2016-08-24 中国兵器装备研究院 一种多芯合束器的模块化制作方法
CN106054395A (zh) * 2016-07-22 2016-10-26 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 一种基于激光刻蚀的光纤合束器及制备方法
CN106159653A (zh) * 2015-04-28 2016-11-23 中国兵器装备研究院 一种多路大功率光纤激光合成输出装置
CN106175929A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 广州市普东光电科技有限公司 一种钬激光与半导体激光相互协作的前列腺激光治疗系统
JP2018036362A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 株式会社フジクラ 光ファイババンドル、コンバイナ、及びレーザ装置
CN109061801A (zh) * 2018-10-12 2018-12-21 广东国志激光技术有限公司 一种高功率信号合束器及其制作方法
CN109270633A (zh) * 2018-09-29 2019-01-25 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 光纤合束器制备方法及光纤合束器
CN109901265A (zh) * 2019-03-04 2019-06-18 武汉聚合光子技术有限公司 一种新型全光纤隔离器及其制备方法
CN114280803A (zh) * 2021-11-04 2022-04-05 光惠（上海）激光科技有限公司 一种光纤激光合束器
CN116990910A (zh) * 2023-09-26 2023-11-03 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 光纤合束器、光纤合束器制备方法及设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2748933Y (zh) * 2004-10-15 2005-12-28 河南大学 一种n×1光纤合束器
CN101694534A (zh) * 2009-10-22 2010-04-14 北京交通大学 单芯多掺稀土离子区双包层光纤及其制作方法
CN201656240U (zh) * 2010-03-26 2010-11-24 深圳朗光科技有限公司 光纤泵浦合束器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2748933Y (zh) * 2004-10-15 2005-12-28 河南大学 一种n×1光纤合束器
CN101694534A (zh) * 2009-10-22 2010-04-14 北京交通大学 单芯多掺稀土离子区双包层光纤及其制作方法
CN201656240U (zh) * 2010-03-26 2010-11-24 深圳朗光科技有限公司 光纤泵浦合束器

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103901538A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 中国兵器装备研究院 一种n×1高功率光纤激光合束器制作方法
CN103487901A (zh) * 2013-09-27 2014-01-01 武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司 一种光纤激光合束器
CN103487885A (zh) * 2013-10-11 2014-01-01 山东海富光子科技股份有限公司 一种新型光纤激光合束器及其制备方法
CN105093412A (zh) * 2014-05-15 2015-11-25 富通集团有限公司 一种多芯光纤耦合器及其加工方法
CN105891951A (zh) * 2014-09-30 2016-08-24 中国兵器装备研究院 一种多芯合束器的模块化制作方法
CN104330848A (zh) * 2014-11-25 2015-02-04 中国人民解放军国防科学技术大学 一种高模场占空比光纤功率合束器
CN104330848B (zh) * 2014-11-25 2017-08-25 中国人民解放军国防科学技术大学 一种高模场占空比光纤功率合束器
CN104503031A (zh) * 2015-01-08 2015-04-08 武汉正光恒远科技有限公司 准直器及包含该准直器的多光路输入对多光路输出的装置
CN106159653A (zh) * 2015-04-28 2016-11-23 中国兵器装备研究院 一种多路大功率光纤激光合成输出装置
CN105576485B (zh) * 2016-03-07 2019-03-12 大族激光科技产业集团股份有限公司 光纤激光器及其高功率泵浦合束器
CN105576485A (zh) * 2016-03-07 2016-05-11 大族激光科技产业集团股份有限公司 光纤激光器及其高功率泵浦合束器
CN106175929A (zh) * 2016-07-06 2016-12-07 广州市普东光电科技有限公司 一种钬激光与半导体激光相互协作的前列腺激光治疗系统
CN106054395A (zh) * 2016-07-22 2016-10-26 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 一种基于激光刻蚀的光纤合束器及制备方法
JP2018036362A (ja) * 2016-08-30 2018-03-08 株式会社フジクラ 光ファイババンドル、コンバイナ、及びレーザ装置
CN109270633A (zh) * 2018-09-29 2019-01-25 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 光纤合束器制备方法及光纤合束器
US11372162B2 (en) 2018-10-12 2022-06-28 Gz Photonics Co., Ltd. Beam combiner for high-power signal, and manufacturing method for same
WO2020073348A1 (zh) * 2018-10-12 2020-04-16 广东国志激光技术有限公司 一种高功率信号合束器及其制作方法
CN109061801A (zh) * 2018-10-12 2018-12-21 广东国志激光技术有限公司 一种高功率信号合束器及其制作方法
CN109061801B (zh) * 2018-10-12 2024-02-20 广东国志激光技术有限公司 一种高功率信号合束器及其制作方法
CN109901265A (zh) * 2019-03-04 2019-06-18 武汉聚合光子技术有限公司 一种新型全光纤隔离器及其制备方法
CN114280803A (zh) * 2021-11-04 2022-04-05 光惠（上海）激光科技有限公司 一种光纤激光合束器
CN114280803B (zh) * 2021-11-04 2023-12-29 光惠（上海）激光科技有限公司 一种光纤激光合束器的制作方法
CN116990910A (zh) * 2023-09-26 2023-11-03 武汉锐科光纤激光技术股份有限公司 光纤合束器、光纤合束器制备方法及设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102116902A (zh) 光纤功率合束器及其制备方法
CN107329205B (zh) 一种稀土掺杂光纤
CN100427979C (zh) 激光功率集成器及其实现方法
CN108493750B (zh) 一种基于套管的光纤端面泵浦耦合器的制作方法
CN103257399A (zh) 一种用于光纤激光器且可滤除包层光的装置
CN101794955B (zh) 一种全光纤激光合成器件的制备方法
CN103412369A (zh) 一种光纤合束器及其制备方法
CN105633779A (zh) 用于光纤放大器的光纤端面泵浦耦合器及其制作方法
JP6921021B2 (ja) 光システムとともに用いられるクラッドモードストリッパー及び同クラッドモードストリッパーを形成する方法
CN103487901A (zh) 一种光纤激光合束器
CN102508336A (zh) 一种泵浦光纤合束器及其制备方法
CN201656240U (zh) 光纤泵浦合束器
CN111552025A (zh) 一种具有下凹三包层过渡光纤的多芯光纤Fan-in/out器件
CN205038369U (zh) 一种新型高功率光纤准直器结构
CN103901538A (zh) 一种n×1高功率光纤激光合束器制作方法
CN112421367A (zh) 基于套管法的光纤端面泵浦耦合器制备方法
CN106054395A (zh) 一种基于激光刻蚀的光纤合束器及制备方法
CN104242024A (zh) 一种光纤激光器光路系统
CN103576239A (zh) 一种分步式制备光纤合束器的方法
CN202837591U (zh) 一种膜片式光纤激光耦合器
CN109387904B (zh) 一种光纤激光合束器及其制造方法
CN203480085U (zh) 一种光纤激光合束器
CN105700079A (zh) 一种合束器及其制作方法
CN111025456B (zh) 一种微结构异形芯光纤及其制备方法
CN112397983A (zh) 基于扭转法的光纤端面泵浦耦合器制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110706