CN103676004B - 光纤分束装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种光纤分束装置，包括输入光纤，用于接收输入的光纤，输入光纤与锥形光纤的细端相连；锥形光纤，用于将输入光纤的注入光束进行扩束，锥形光纤的输入端比输出端细；以及光纤分束器，用于将扩束的光纤分束为多条光纤，光纤分束器的输入端与锥形光纤的输出端相连。根据本发明实施例的光纤分束装置，通过将锥形光纤和分束器相结合的方式，可以实现各种芯径光纤传输光束的分路，更有利于输入光纤和分束器的匹配，并且将锥形光纤作为传输的中介，便于光束的孔径和发散角变换。

Description

光纤分束装置

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，特别涉及一种光纤分束装置。

背景技术

光纤激光器作为当今光电子技术研究领域中最前沿的研究课题之一，广泛应用于光学数据存储、光学通信、传感技术、光谱和医学应用等多个领域。而全光纤化结构的光纤激光器又因其简单、灵活而稳定的结构受到人们越来越多的关注。在光纤激光器的搭建过程中，需要多种光纤元器件。其中，光纤合束装置是较为常用的一种。与合束器将多路泵浦光合成一路的功能相对应的，是称为分束器的一种光学元件，它可以将一路光信号分为多路输出。然而，由于制作方法的限制，分束器输入端和输出端的光纤尺寸具有特定的比例关系，难以实现任意外径光纤之间的分束转换功能。而在激光器的运行使用中，经常需要将某一光纤传输的信号激光或泵浦光提取到多根其他尺寸的光纤中。此时，采用普通的合束器就难以实现。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为达到上述目的，本发明的实施例提出一种光纤分束装置，包括输入光纤、锥形光纤和光纤分束器，其中，所述输入光纤，用于接收输入的光纤，所述输入光纤与所述锥形光纤的细端相连；所述锥形光纤，用于将所述输入光纤的注入光束进行扩束，所述锥形光纤的输入端比输出端细；以及所述光纤分束器，用于将扩束的光纤分束为多条光纤，所述光纤分束器的输入端与所述锥形光纤的输出端相连。

根据本发明实施例的光纤分束装置，通过将锥形光纤和分束器相结合的方式，可以实现各种芯径光纤传输光束的分路，更有利于输入光纤和分束器的匹配，并且将锥形光纤作为传输的中介，便于光束的孔径和发散角变换。

在本发明的一个实施例中，所述锥形光纤为有芯光纤，所述锥形光纤的输入端纤芯直径不小于所述输入光纤的纤芯直径，并且所述锥形光纤的输出端纤芯直径不大于所述分束器输入光纤的纤芯直径。

在本发明的一个实施例中，所述锥形光纤的外径在所述锥形光纤的输入端和输出端之间，并且所述锥形光纤与所述输入光纤的外径相匹配。

在本发明的一个实施例中，所述锥形光纤的纤芯直径根据锥度变化而变化。

在本发明的一个实施例中，所述光纤分束器包括一根输入光纤和多根输出光纤，以将单路光束分路成多路光束。

在本发明的一个实施例中，所述光纤分束器的多根输出光纤的尺寸不相同。

在本发明的一个实施例中，所述光纤分束装置的处理光纤为有源光纤或无源光纤。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的光纤分束装置的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为根据本发明一个实施例的光纤分束装置的示意图。如图1所示，光纤分束装置包括输入光纤1，锥形光纤2和光纤分束器3。

其中，输入光纤1用于接收输入的光纤，输入光纤与锥形光纤的细端相连。

锥形光纤2用于将输入光纤的注入光束进行扩束，锥形光纤的输入端比输出端细。

在本发明的一个实施例中，锥形光纤2为有芯光纤，锥形光纤2的输入端纤芯直径不小于输入光纤1的纤芯直径，并且锥形光纤2的输出端纤芯直径不大于分束器3输入光纤的纤芯直径。

锥形光纤2的外径在锥形光纤2的输入端和输出端之间，并且锥形光纤2与输入光纤1的外径相匹配。

光纤分束器3用于将扩束的光纤分束为多条光纤，光纤分束器的输入端与锥形光纤的输出端相连。

在本发明的一个实施例中，光纤分束器3包括一根输入光纤4和输出光纤5和输出光纤6，以通过多个输出光纤将单路光束分路成多路光束。其中，光纤分束器3的多根输出光纤的尺寸不相同。

在本发明的一个实施例中，光纤分束装置的处理光纤为有源光纤或无源光纤。并且有源光纤或无源光纤为单包层光纤、双包层光纤、多包层光纤、保偏光纤或光子晶体光纤。

下面举例对本方法进行详细说明，可以理解的是，下述说明仅出于示例目的，根据本发明的实施例不限于此。

如图1所示，一根纤芯直径为20μm、包层直径为130μm的无源光纤1作为输入光纤。输入光纤1与一段锥形光纤2的输入端（即细端）相连。锥形光纤2细端的纤芯直径为20μm、包层直径为130μm；锥形光纤2的输出端（即粗端）的纤芯直径为20μm、包层直径为400μm。锥形光纤2的粗端与一个光纤分束器3的输入光纤4相连。光纤分束器3的输入光纤4纤芯直径为20μm，包层直径为400μm。光纤分束器3具有七根输出光纤（即一根中心输出光纤5和6根其它输出光纤6），其中，中心的无源光纤5具有20μm的纤芯和125μm的包层。排布在周围的6根无源光纤6具有相同的参数，其纤芯直径为105μm，包层直径为125μm。所有元件构成一个7×1分束装置。输入光纤1中，激光分布在纤芯区域，泵浦光主要分布在包层区域。经过锥形光纤2对泵浦光的扩束，泵浦光的发散角变为初始的三分之一。通过光纤分束器3后，输入光纤1中的信号光传入输出光纤5的纤芯，输入光纤1中的大部分泵浦光传入其他6根光纤6中，光纤5的包层中也有少量泵浦光。由于锥形光纤2的扩束作用，使得输入光纤1中的大部分泵浦光可以高效地传输至6根输出光纤6的纤芯。本发明的光纤分束装置具有很高的泵浦、信号光分离提取效率。

根据本发明实施例的光纤分束装置，具有以下优点：

1、通过将锥形光纤和分束器相结合的方式，可以实现各种芯径光纤传输光束的分路，更有利于输入光纤和分束器的匹配。

2、通过采用锥形光纤作为传输的中介，便于光束的孔径和发散角变换；同时，锥形光纤纤芯尺寸的变化更为灵活，可以在对泵浦光扩束的同时保证纤芯激光的性能不变。

3、本发明通过光纤元件实现了一路光信号分成多路输出的功能，纯光纤的结构使其与其他元件连接简单，使用方便。

4、本发明结构简单、稳定、易于实现，适用于各种光纤激光器和放大器中。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种光纤分束装置，其特征在于，包括输入光纤、锥形光纤和光纤分束器，其中，

所述输入光纤，用于接收输入的光纤，所述输入光纤与所述锥形光纤的细端相连；

所述锥形光纤，用于将所述输入光纤的注入光束进行扩束，所述锥形光纤的输入端比输出端细；以及

所述光纤分束器，用于将扩束的光纤分束为多条光纤，所述光纤分束器的输入端与所述锥形光纤的输出端相连。

2.如权利要求1所述的光纤分束装置，其特征在于，所述锥形光纤为有芯光纤，所述锥形光纤的输入端纤芯直径不小于所述输入光纤的纤芯直径，并且所述锥形光纤的输出端纤芯直径不大于所述分束器输入光纤的纤芯直径。

3.如权利要求1所述的光纤分束装置，其特征在于，所述锥形光纤的外径在所述锥形光纤的输入端和输出端之间，并且所述锥形光纤与所述输入光纤的外径相匹配。

4.如权利要求1所述的光纤分束装置，其特征在于，所述锥形光纤的纤芯直径根据锥度变化而变化。

5.如权利要求1所述的光纤分束装置，其特征在于，所述光纤分束器包括一根输入光纤和多根输出光纤，以将单路光束分路成多路光束。

6.如权利要求5所述的光纤分束装置，其特征在于，所述光纤分束器的多根输出光纤的尺寸不相同。