CN103984059A - 一种基于光纤腐蚀的（n+1）×1光纤端面泵浦合束器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光纤腐蚀的（N+1）×1光纤端面泵浦合束器，包括信号输入光纤、输出双包层光纤以及多根泵浦光纤；所述信号输入光纤与泵浦光纤的末端均为圆锥台，信号输入光纤与泵浦光纤末端侧面通过火焰烧结结合成光纤束，光纤束在其直径与输出双包层光纤内包层直径相等处径向切平，光纤束与输出双包层光纤通过端面连接；所述信号输入光纤末端通过氢氟酸腐蚀包层形成圆锥台，所述泵浦光纤末端通过拉锥形成圆锥台；所述信号输入光纤纤芯位于光纤束中心，并与输出双包层光纤的纤芯对准。本发明设计灵活，对信号输入光纤纤芯未引入任何形变，从而未引入信号差损，具有更高的信号光功率承受能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤合束器，尤其是一种基于光纤腐蚀的（N+1）×1光纤端面泵浦合束器，属于光纤、光通讯及激光技术领域。
背景技术
在过去的十几年里，光纤激光器在性能指标方面得到长足发展，同时激光器应用市场也不断得到拓展，尤其在工业加工领域，光纤激光器凭借高功率、高能量、高光束质量以及易维护等特点，正逐步取代传统的固体激光器及二氧化碳激光器成为第三代最先进的工业加工激光器。伴随工业加工的需求，市场需要更高功率、更高能量的光纤激光器。
高功率光纤激光器一般采用主振荡功率放大技术，使用级联的光纤放大器对一个光纤激光振荡器的功率进行逐级放大。其中（N+1）×1光纤合束器是关键器件之一，它将前一级输出的信号光耦合入下一级放大器的增益光纤里面，同时将泵浦激光耦合入增益光纤里，从而实现对信号光的放大。（N+1）×1光纤合束器可以承受多大的信号功率及泵浦功率，决定了整个光纤激光器系统的功率输出水平！
目前，双包层高功率光纤激光器的泵浦方式主要有侧面泵浦和端面泵浦两种。关于侧面泵浦，有的侧面泵浦技术会引入空间光学，使得泵浦光产生热量影响热稳定性，还有侧面泵浦时会增加泵浦光的泄漏。关于端面泵浦，在现有的专利中，如专利号ZL 200920132577.2的一种（N+1）*1光纤端面泵浦合束器，将多根泵浦光纤的末端进行多边形研磨，首先需要精密加工，其次多边形的设计也增加了泵浦光向外界的泄漏，从而影响泵浦耦合效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种制作工艺简单、泵浦耦合效率高、信号插损小的基于光纤腐蚀的（N+1）×1光纤端面泵浦合束器。
本发明可通过以下技术方案加以实现。
一种基于光纤腐蚀的（N+1）×1光纤端面泵浦合束器，包括信号输入光纤、输出双包层光纤以及多根泵浦光纤，其特征在于信号输入光纤与泵浦光纤的末端均为圆锥台，信号输入光纤与泵浦光纤末端侧面通过激光烧结结合成光纤束，光纤束在其直径与输出双包层光纤内包层直径相等处径向切平，光纤束与输出双包层光纤通过端面连接。
所述信号输入光纤末端通过氢氟酸腐蚀包层形成圆锥台，所述泵浦光纤末端通过拉锥形成圆锥台。
所述信号输入光纤纤芯位于光纤束中心，并与输出双包层光纤的纤芯对准。
所述的信号输入光纤为单包层光纤，或为双包层光纤。
本发明所具有的有益效果为：输入信号光纤纤芯没有引入任何形变，从而未引入信号差损，具有更高的信号光功率承受能力。
附图说明
图1为一种基于光纤腐蚀的（N+1）×1光纤端面泵浦合束器结构示意图。
图2是图1中A-A横截面放大图。
图中标记：1-信号输入光纤，2-泵浦光纤，3-输出双包层光纤，4-信号输入光纤锥形腐蚀部分，5-泵浦光纤锥形拉锥部分， 6-信号输入光纤圆柱形腐蚀部分，7-泵浦光纤圆柱形拉锥部分。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
图1示出了本发明的结构示意图，信号输入光纤1经过氢氟酸的动态腐蚀在末端处由锥形腐蚀部分4过渡到圆柱形腐蚀部分6，在整个腐蚀过程中信号输入光纤1的纤芯不被腐蚀，未引入任何形变；泵浦光纤2经过拉锥在末端处由锥形拉锥部分5过渡到圆柱形拉锥部分7；信号输入光纤1与泵浦光纤2在侧面连接，各光纤结合面之间通过激光烧结法结合在一起形成光纤束，在光纤束直径与输出双包层光纤直径相等处切平；光纤束中信号输入光纤1的纤芯与输出双包层光纤3的纤芯对准后，实施光纤束与输出双包层光纤3的熔接。
图2是一个实施例图1中的A-A横截面示意图，为（6+1）*1的光纤端面泵浦耦合器。信号输入光纤1（20/400-GDF）的纤芯直径为20μm，内包层为400μm，泵浦输入光纤2（220/240）纤芯为220μm，包层为240μm；信号输入光纤1末端经过动态腐蚀，一部分形成长度为30mm的锥形腐蚀部分4，另一部分形成较长的底面直径为240μm的圆柱形腐蚀部分6；泵浦光纤2通过拉锥方法形成长度约为30mm的锥形拉锥部分5及较长的底面直径为80μm的圆柱形拉锥部分7；六根泵浦光纤2的圆柱形拉锥部分7均匀分布在信号输入光纤1的圆柱形腐蚀部分6并侧面激光烧结连接形成光纤束；光纤束末端切平，保证信号输入光纤1纤芯与输出双包层光纤3的纤芯对准后光纤束与输出双包层光纤3熔接。
本发明设计灵活，输入信号光纤纤芯未引入任何形变，从而未引入信号差损，具有更高的信号光功率承受能力。
Claims (4)
1.一种基于光纤腐蚀的（N+1）×1光纤端面泵浦合束器，包括信号输入光纤、输出双包层光纤以及多根泵浦光纤，其特征在于：信号输入光纤与泵浦光纤的末端为圆锥台，信号输入光纤与泵浦光纤末端侧面通过火焰烧结结合成光纤束，光纤束在其直径与输出双包层光纤内包层直径相等处径向切平，光纤束与输出双包层光纤通过端面连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤腐蚀的（N+1）×1光纤端面泵浦合束器，其特征在于：信号输入光纤末端通过氢氟酸腐蚀包层形成圆锥台，光纤纤芯未引入任何形变；泵浦光纤通过拉锥形成圆锥台。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤腐蚀的（N+1）×1光纤端面泵浦合束器，其特征在于：信号输入光纤纤芯位于光纤束中心，并与输出双包层光纤的纤芯对准。
4.根据权利要求3所述的信号输入光纤为单包层光纤或为双包层光纤。
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