CN102185244B - 一种高功率光纤激光器端面制作方法 - Google Patents

一种高功率光纤激光器端面制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高功率光纤激光器端面制作方法，将拉制成锥形或喇叭形的光学元件与高功率光纤激光器的光纤端面对接。光纤的纤心直径为D0，锥形光学元件和光纤对接的一端的直径为D1，光学元件的另一端直径为D2，D2>D1＞D0。光学元件直径为D1的一端与光纤间采用放电方式熔为一体；光学元件直径为D2的端面的镀增透膜，并与一平凹镜一起构成激光输出端。直径D2的端面面积较大，方便于对其进行精细光学加工，从而可获得高平整度和高光洁度的输出端面。

Description

一种高功率光纤激光器端面制作方法
技术领域
本发明涉及激光领域，尤其涉及一种高功率光纤激光器端面制作方法。 
背景技术
做为固体激光器的一员，全光纤结构的光纤激光器以其结构简单紧凑、体积小、工作稳定可靠、无须调试、光束质量好、易于集成等优点，被认为是固体激光技术实用化的最佳选择。其应用范围非常广泛，包括激光光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接（铜焊、淬水、包层以及深度焊接）、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等。随着应用范围的扩展，对光纤激光器的功率要求越来越高，达到千瓦量级，出现了高功率光纤激光器。所谓高功率光纤激光器，是相对于光纤通讯中作为载波的低功率光纤激光器而言(功率为mW级)，是定位于机械加工、激光医疗、汽车制造和军事等行业的高强度光源。
光纤的端面质量直接影响光纤激光器的泵浦光耦合效率、激光输出功率及输出激光的光束质量，尤其对于高功率光纤激光器，其端面功率密度很高，易受到损伤，这要求光纤端面具有很高的平整度和光洁度。常规的光纤端面处理主要包括剥覆、清洁、切割和研磨等环节，由于光纤的纤芯很细，因而操作不易且往往达不到要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高功率光纤激光器端面制作方法，该方法易于对输出端面进行精细的光学加工，从而获得高平整度和高光洁度的端面。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：一种高功率光纤激光器端面制作方法，所述光纤激光器端面包括一光纤端和一光学元件，其特征在于，包括下述步骤：第一步，制作一光学元件，该光学元件一端的直径D1与光纤直径相同或相近，中间段呈锥形或喇叭形，另一端直径D2大于D1；第二步，按光纤输出端面高平整度和高光洁度的要求对所述光学元件直径较大的一端面进行精细光学加工；第三步，将该光学元件直径为D1的一端与高功率光纤激光器的光纤端面熔接在一起，其直径较大的端面即为激光输出端面。
优选的，所述光学元件采用电极放电的方式与光纤熔接为一体。
进一步的，所述光学元件具有各种外形，并与一无芯光纤段熔接之后，该无芯光纤段的另一端再与所述高功率光纤激光器的光纤端面熔接。
优选的，所述光学元件与无芯光纤段采用高温熔接的方式结合在一起。
进一步的，所述光学元件作为输出端的端面镀有增透膜，并与一平凹镜匹配构成激光输出端，所述平凹镜的凹面镀有部分反射膜，平面镀有增透膜。
本发明的有益效果：本发明的一种高功率光纤激光器端面制作方法，扩大了高功率光纤激光器输出端的输出面积，易于对输出端面进行精细的光学加工，从而获得所需的高平整度和高光洁度的端面。
附图说明
图1为本发明的制作方法基本原理结构示意图；
图2为本发明的制作方法实施例一结构示意图；
图3为本发明的制作方法实施例二结构示意图；
图4为本发明的制作方法实施例三结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
如图1、2所示，本发明采用一光学元件2，与高功率光纤激光器的光纤1端面直接相熔连接；光学元件2一端直径D1与高功率光纤直径相等或相近，另一端呈锥形或喇叭形，其直径为D2（D2>D1），在其端面201镀增透膜层，并与一平凹镜3构成激光输出端。由于D2可制作得较大，可远远大于光纤1纤芯101的直径D0，因而较易处理并获得高的端面质量。
本发明的一种高功率光纤激光器端面制作方法的基本原理如图1所示，具体包括如下步骤：第一步，拉制一锥形或喇叭形的光学元件2，该光学元件2的一端直径D1与光纤1直径相同或相近，中间段呈锥形或喇叭形，另一端直径D2大于D1；第二步，按光纤输出端面高平整度和高光洁度的要求对所述光学元件2直径较大的一端面进行精细光学加工；第三步，将该光学元件2直径为D1的一端与高功率光纤激光器的光纤1端面熔接在一起，光纤1纤芯101的直径为D0，D0＜D1＜D2，光学元件直径较大的端面即为激光输出端面，比原有的光纤1纤芯101输出端面直径D0大，方便于进行精细光学加工，从而获得高平整度和高光洁度的端面；也可降低输出端功率密度，可有效解决高功率光纤激光器的输出端面热损伤问题。
如图2所示，光学元件2直径为D1的一端与光纤1间的熔接方式采用电极4放电的方式将二者熔为一体。光学元件2直径为D2的一端面201镀增透膜，并与一平凹镜3构成激光输出端，平凹镜3的凹面镀有部分反射膜，平面镀有增透膜。
如图3和4所示，光学元件也可以为具有各种外形的元件6,7，如长方体等；并与一无芯光纤段5熔接之后，该无芯光纤段5的另一端再与所述高功率光纤激光器的光纤1端面熔接，三者采用高温熔接方式结合在一起。该光学元件6,7的输出端面面积大于光纤1纤芯101的端面面积，易于进行精细的光学加工，以获得高平整度和高光洁度的输出端面。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。 

Claims (6)

1.一种高功率光纤激光器端面制作方法，所述光纤激光器端面包括一光纤端和一光学元件，其特征在于，包括下述步骤：第一步，制作一光学元件，该光学元件一端的直径D1与光纤直径相同或相近，中间段呈锥形或喇叭形，另一端直径D2大于D1；第二步，按光纤输出端面高平整度和高光洁度的要求对所述光学元件直径较大的一端面进行精细光学加工；第三步，将该光学元件直径为D1的一端与高功率光纤激光器的光纤端面熔接在一起，其直径较大的端面即为激光输出端面。
2.如权利要求1所述的一种高功率光纤激光器端面制作方法，其特征在于：所述光学元件采用电极放电的方式与光纤熔接为一体。
3.如权利要求1所述的一种高功率光纤激光器端面制作方法，其特征在于：所述光学元件具有各种外形，并与一无芯光纤段熔接之后，该无芯光纤段的另一端再与所述高功率光纤激光器的光纤端面熔接。
4.如权利要求3所述的一种高功率光纤激光器端面制作方法，其特征在于：所述光学元件与无芯光纤段采用高温熔接的方式结合在一起。
5.如权利要求1-4任一权利要求所述的一种高功率光纤激光器端面制作方法，其特征在于：所述光学元件作为输出端的端面镀有增透膜。
6.如权利要求5所述的一种高功率光纤激光器端面制作方法，其特征在于：所述光学元件的输出端面与一平凹镜匹配构成激光输出端，所述平凹镜的凹面镀有部分反射膜，平面镀有增透膜。
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