CN102207585A - 一种高功率侧面泵浦光纤耦合器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于高功率光纤激光器泵浦技术的侧面泵浦光纤耦合器，用于将高功率泵浦光耦合进入双包层光纤。该耦合器由一端去掉包层后纤芯从一侧磨制成长度为L的契形的多模光纤1和内包层横截剖面至少包含一条直边并且去掉一段外包层的双包层光纤2构成，多模光纤1纤芯被磨制的部分形成一个平面，该平面与双包层光纤内包层的一个平面贴合形成贴合面4，贴合后用光纤熔接的方式将两根光纤熔接在一起形成一个整体，之后用CO2激光在两根光纤贴合段多模光纤一侧的多模光纤上写上长周期光纤光栅3，光栅的带阻波长与泵浦波长匹配，写上光栅之后，将光纤裸露的部分用与双包层光纤外包层匹配的材料进行涂覆，形成外包层涂覆层5。

Description

一种高功率侧面泵浦光纤耦合器
技术领域
本发明涉及一种用于高功率光纤激光器泵浦技术的侧面泵浦光纤耦合器。
背景技术
光纤激光器是一种依托光纤将低质量的泵浦光转换成高质量激光的器件，因此，将高功率的泵浦光耦合进入光纤就成为制作高功率光纤的关键技术之一。目前已经发展的光纤耦合技术较多，但均存在一些不足。如光纤端面耦合技术（03115811.0）可靠性差、多光纤合束耦合技术（02160412.6）制作困难、光纤排侧面照射技术（200410018753.1、02136855.4、）耦合效率低、光纤侧面开槽耦合技术（03141900.3）耦合功率难以提高、光纤环侧面耦合技术（03128067.6）成本高、效率低，等等。
发明内容
本发明要解决的问题在于克服在先技术的不足，提供一种工艺简单、耦合效率高、成本低、适合高功率耦合的双包层光纤的侧面泵浦方案。
本发明的技术解决方案是：
一种高功率侧面泵浦光纤耦合器，由一根内包层剖面至少包含一个直边的双包层光纤和一根多模光纤构成，所述多模光纤的一端长度为5mm~100mm的一段去掉包层并将其纤芯从一侧磨成契形，磨制面为平面，将所述双包层光纤在需要的部位去掉外包层，去掉外包层的长度比所述多模光纤契形的长度长5mm~100mm，将所述多模光纤被磨制成平面的部分与双包层光纤内包层的一个平面重合并熔接在一起，之后在双包层光纤和多模光纤结合部分多模光纤一侧用CO2激光在多模光纤上写上长周期光纤光栅，该光栅位于双包层光纤和多模光纤结合段的中部，光栅两端距两光纤重合部分的起始位置和终止位置的距离不小于2mm，所述长周期光纤光栅的带阻波长与泵浦光波长匹配，最后用折射率与所述双包层光纤外包层匹配的材料涂覆两根光纤被去掉包层的部分，形成一个带长周期光纤光栅的光耦合器。
在同一根双包层光纤上，可以在多处制作这样的耦合器，从而实现在同一根光纤上制作多个级联耦合器。
本发明的有益效果是，两个耦合光纤之间是通过平面贴合和熔接工艺制作，工艺简单，可靠性高，成品率高，成本低，并且适合高功率耦合，通过在耦合区的多模光纤上制作长周期光纤光栅，显著提高了耦合效率，克服了侧面贴合光纤耦合效率低的问题，本发明能够在同一根双包层光纤上制作多个耦合器，从而为制作高功率光纤激光器提供了新的低成本可靠方案。
附图说明
图1是耦合器结构示意图。
图2是多模光纤加工形状示意图。
图3是同一根双包层光纤上多个耦合器级联示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明，本发明由一端去掉包层8后纤芯从一侧磨制成契形的多模光纤1和内包层横截剖面至少包含一条直边并且去掉一段外包层的双包层光纤2构成，多模光纤1纤芯被磨制成的契形的长度L为5mm~100mm，被磨制的部分形成一个平面7，平面7与双包层光纤内包层的一个平面贴合形成贴合面4，两光纤贴合时沿光纤延长方向进行，使贴合面面积最大并不留间隙，贴合后用光纤熔接的方式将两根光纤熔接在一起形成一个整体，两根光纤熔接成一个整体之后，用CO2激光在两根光纤贴合段多模光纤一侧的多模光纤上写上长周期光纤光栅3，光栅的带阻波长与泵浦波长匹配，光栅的起始位置距两光纤贴合的起点距离d不小于2mm，光栅区域的长度L1的取值，要使光纤末端位置距两光纤贴合的终点距离不小于2mm，写上光栅之后，将光纤裸露的部分用与双包层光纤外包层匹配的材料进行涂覆，形成外包层涂覆层5，6是双包层光纤的纤芯。
实施例1
多模光纤1选用常用的纤芯直径/包层直径为105/125的光纤，去掉多模光纤1一端长度在10mm~105mm之间的包层8，将去掉包层之后余下的纤芯部分的一侧磨制成契形，契形的长度在5mm~100mm之间，被磨制的部分形成一个平面7，双包层光纤2选用内包层横截剖面只有一个直边的D形光纤，在需要的部位去掉双包层光纤2的外包层之后，内包层有一个平面裸露，双包层光纤2去掉外包层的长度比多模光纤1的契形长度长5mm~100mm，将多模光纤1被磨制的平面7与双包层光纤2内包层的平面贴合，形成贴合面4，贴合沿两根光纤的延长方向进行并使贴合面积最大，贴合之后用光纤熔接工艺将贴合面4熔接在一起使两根光纤形成一个整体，然后在两光纤贴合段多模光纤1一侧，在多模光纤1上用CO2激光写上长周期光栅3，光栅的带阻波长与泵浦波长匹配，光栅3的起始位置距两光纤贴合的起点大于2mm，光栅区域的长度以使耦合效率最大为佳，光栅3末端的位置距两光纤贴合面终点的距离应大于2mm，写完光栅3之后，用于双包层光纤2外包层匹配的材料涂覆光纤的裸露部分形成外包层涂覆层5即可。
实施例2
如图3，可在同一根双包层光纤2的不同位置用与实施例1相同的方法和工艺制作2个耦合器9和10形成级联耦合，同理，这种方法也可以用于制作包含2个以上耦合器的级联耦合，从而可实现多点级联的侧面泵浦耦合器，用于提高泵浦功率。

Claims (5)

1.一种高功率侧面泵浦光纤耦合器，其特征在于所述耦合器由一端去掉包层（8）后纤芯从一侧磨制成契形的多模光纤（1）和内包层横截剖面至少包含一条直边并且去掉一段外包层的双包层光纤（2）构成。
2.根据权利要求1所述的多模光纤（1），其特征在于先去掉一端长度在10mm~105mm之间的包层（8），将去掉包层之后余下的纤芯部分的一侧磨制成契形，契形的长度在5mm~100mm之间，被磨制的部分形成一个平面（7）。
3.根据权利要求1所述的双包层光纤（2），其特征在于在需要的部位去掉外包层，去掉外包层的长度比多模光纤1的契形长度长5mm~100mm，去掉双包层光纤2的外包层之后，内包层会裸露平面。
4.根据权利要求1所述的高功率侧面泵浦光纤耦合器，其特征在于将多模光纤（1）被磨制的平面（7）与双包层光纤（2）内包层的平面贴合，形成贴合面（4），贴合沿两根光纤的延长方向进行并使贴合面积最大，贴合之后用光纤熔接工艺将贴合面（4）熔接在一起使两根光纤形成一个整体，然后在两光纤贴合段多模光纤（1）一侧，在多模光纤（1）上用CO2激光写上长周期光栅（3），光栅的带阻波长与泵浦波长匹配，光栅（3）的起始位置距两光纤贴合的起点大于2mm，光栅区域的长度以使耦合效率最大为佳，光栅（3）末端的位置距两光纤贴合面终点的距离应大于2mm，写完光栅（3）之后，将光纤裸露的部分用与双包层光纤外包层匹配的材料进行涂覆，形成外包层涂覆层（5）。
5.根据权利要求1所述的高功率侧面泵浦光纤耦合器，其特征在于可在同一根双包层光纤（2）的2个不同位置制作2个同样的耦合器（9）和（10）形成级联耦合，同理，这种方法也可以用于制作包含2个以上耦合器的级联耦合器，从而实现多点级联的侧面泵浦耦合器，用于提高泵浦功率。
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