CN105161959A - 一种单向光纤包层光滤除器及光纤激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单向光纤包层光滤除器及光纤激光器，该单向光纤包层光滤除器包括一根传输光纤和至少一根引导光纤；所述引导光纤的第一端面与所述传输光纤的侧面相熔接，所述引导光纤的第一端面具有预设的倾斜角度，使得所述引导光纤与所述传输光纤形成预设的倾斜角度；所述引导光纤用于将所述传输光纤中按照某一方向传输的正向包层光进行滤除。本发明解决了现有包层光滤除技术无法滤除预定方向包层光的问题，提供了一种具有方向选择性的包层光滤除器，能够滤除预定方向的包层光。

Description

一种单向光纤包层光滤除器及光纤激光器
技术领域
本发明涉及光纤激光领域，尤其涉及一种单向光纤包层光滤除器及光纤激光器。
背景技术
高功率光纤激光器具有高效率、高光束质量、结构紧凑等优点。双向泵浦光纤激光系统能提高耦合入光纤中的总泵浦功率，但双向的残余泵浦光与沿着激光输出方向传播的包层光可以通过多模光纤耦合器进入每一个激光泵浦二极管的尾纤中传播。其造成的结果是在系统末端的激光泵浦二极管、泵浦保护器等基础器件会直接暴露在激光能量的照射下。在双向泵浦光激光系统中，为了避免残余泵浦光以及系统产生的包层信号光损坏后续器件，需要及时对光纤包层所传输的光能量进行释放。
目前包层光滤除技术有多种，主流的技术工艺是在光纤包层外面设置一个折射率匹配层，该匹配层的折射率大于光纤包层折射率，从而破坏全反射条件，将包层内的光引导进入匹配层传播，再将匹配层内的光发散到环境当中，但这种方法的双向滤除(对任何通过滤除器的包层光没有方向选择性的滤除)的特征造成在滤除残余泵浦与包层光的同时会滤除很大比例的注入泵浦。
目前应用于光纤激光系统的多模光纤耦合器是一类具有方向选择性的包层光滤除器，但由于多模光纤耦合器的制作工艺与技术要求，其能够耐受的滤除功率过低，且相对来说工艺复杂，这导致了现有的多模光纤耦合器无法应用于双向泵浦激光器中充当包层光滤除器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有包层光滤除技术无法滤除预定方向包层光的问题。
为解决上述技术问题，本发明一方面提出了一种单向包层光滤除器，该单向包层光滤除器包括：一根传输光纤和至少一根引导光纤；
所述引导光纤的第一端面与所述传输光纤的侧面相熔接，所述引导光纤的第一端面具有预设的倾斜角度，使得所述引导光纤与所述传输光纤形成预设的倾斜角度；
所述引导光纤用于将所述传输光纤中按照某一方向传输的正向包层光进行滤除。
优选地，所述引导光纤与所述传输光纤形成的预设的倾斜角度小于反向传输的包层光的最小入射角与引导光纤与空气界面的全反射临界角的差。
优选地，所述传输光纤为双包层光纤，所述传输光纤与所述引导光纤的熔接处的传输光纤剥除了涂覆层和外包层，使所述引导光纤的端面熔接在所述传输光纤的内包层。
优选地，所述引导光纤在所述传输光纤侧面的周向上均匀分布。
优选地，该单向包层光滤除器包括一根传输光纤和六根引导光纤。
优选地，所述传输光纤的内包层的直径与所述引导光纤的内包层的直径相同。
另一方面，本发明还提出了一种包括两个上述任一单向包层光滤除器的光纤激光器，该光纤激光器包括依次设置的前向泵浦源、前向光纤合束器、第一单向光纤包层光滤除器、高反光纤光栅、增益光纤、低反光纤光栅、第二单向光纤包层光滤除器、后向光纤合束器、后向泵浦源及所述输出端帽依次设置；
所述前向泵浦源输出的前向泵浦光依次经过所述前向光纤合束器、所述第一单向光纤包层光滤除器、所述高反光光纤光栅及所述增益光纤，剩余未被吸收的前向泵浦光被所述第二单向光纤包层光滤除器滤除，防止进入所述后向光纤合束器及所述后向泵浦源；
所述后向泵浦源输出的后向泵浦光依次经过所述后向光纤合束器、所述第二单向光纤包层光滤除器、所述低反光光栅及所述增益光纤，剩余未被吸收的泵浦光被所述第一单向光纤包层光滤除器滤除，防止进入所述前向光纤合束器及所述前向泵浦源。
优选地，所述输出端帽为端面镀有激光增透膜的无芯光纤，用于防止光纤激光器产生自激振荡。
优选地，所述增益光纤为双包层光纤，所述增益光纤的内包层直径为200-600μm，所述增益光纤的纤芯直径为20-40μm。
通过采用本发明提出的单向光纤包层光滤除器及光纤激光器，解决了现有包层光滤除技术无法滤除预定方向包层光的问题，提供了一种具有方向选择性的包层光滤除器，能够滤除预定方向的包层光。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了本发明一个实施例的单向包层光滤除器的滤除正向包层光的光路图；
图2示出了本发明一个实施例的单向包层光滤除器的保留反向包层光的光路图；
图3示出了本发明一个实施例的光纤激光器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
图1示出了本发明一个实施例的单向包层光滤除器的滤除正向包层光的光路图。如图1所示，该单向包层光滤除器包括：
一根传输光纤1和2根引导光纤2；
引导光纤2的第一端面与传输光纤1的侧面相熔接，引导光纤2的第一端面具有预设的倾斜角度，使得所述引导光纤与所述传输光纤形成预设的倾斜角度；
引导光纤2用于将传输光纤2中按照某一方向传输的正向包层光进行滤除。
如图1所示的光路图，本实施例的单向包层光滤除器将按照某一方向正向传输的包层光滤除。在传输光纤1正向传输的包层光会在引导光纤2的侧壁上发生反射后进入引导光纤传播，达到滤除的目的。中本实施例中的单向光纤包层光滤除器相当于将现有的合束器颠倒使用，即将现有的合束器的传输光纤的输出端作为输入端，利用引导光纤滤除包层光。
本发明实施例提出的单向包层光滤除器相当于逆向合束器结构，解决了现有包层光滤除技术无法滤除预定方向包层光的问题，利用逆向合束器结构提供了一种具有方向选择性的包层光滤除器，能够将预定方向的包层光按一定比例滤除出去。
图2示出了本发明一个实施例的单向包层光滤除器的保留反向包层光的光路图。该单向包层光滤除器的结构与图1中的单向包层光滤除器的结构相同。如图2所示的光路图，本实施例的单向包层光滤除器将反向传输的包层光保留。反向传输的包层光能在引导光纤2的侧壁上发生反射后回到传输光纤1中继续传播。
在一种可选的实施方式中，引导光纤2与传输光纤1形成的预设的倾斜角度4小于反向传输的包层光的最小入射角3与引导光纤2与空气界面的全反射临界角的差，即反向传输包层光的最小入射角3与引导光纤2与传输光纤1形成的预设角度4的差(以最小入射角3的反向传输包层光在引导光纤2中的入射角5)大于引导光纤2与空气界面的全反射临界角。在引导光纤2中全反射的激光可以无损传输，防止激光从引导光纤2的侧面出射。通过改变引导光纤2与传输光纤1所成的角度，可以控制滤除包层光的比例。
在实际应用中，传输光纤1为双包层光纤，传输光纤1与引导光纤2的熔接处6的传输光纤1剥除了涂覆层和外包层，使引导光纤2的端面熔接在传输光纤1的内包层。
可以理解的是，引导光纤最好是六根，在传输光纤1侧面的周向上均匀分布。通过改变引导光纤的数量，可以控制滤除包层光的比例。传输光纤1的内包层的直径与传输光纤2的内包层的直径相同。
此外，本发明另一实施例中还提出了一种基于上述任一实施例所述的单向包层光滤除器的光纤激光器。
图3示出了本发明一个实施例的光纤激光器的结构示意图。该光纤激光器包括：
依次设置的前向泵浦源7、前向光纤合束器8、第一单向光纤包层光滤除器9、高反光纤光栅10、增益光纤11、低反光纤光栅12、第二单向光纤包层光滤除器13、后向光纤合束器14、后向泵浦源15及输出端帽16；
前向泵浦源7输出的前向泵浦光依次经过前向光纤合束器8、第一单向光纤包层光滤除器9、高反光光纤光栅10及增益光纤11，剩余未被吸收的前向泵浦光被第二单向光纤包层光滤除器13滤除，防止进入后向光纤合束器14及后向泵浦源15；
后向泵浦源15输出的后向泵浦光依次经过后向光纤合束器14、第二单向光纤包层光滤除器13、低反光光栅12及增益光纤11，剩余未被吸收的后向泵浦光被第一单向光纤包层光滤除器9滤除，防止进入前向光纤合束器8及前向泵浦源7。
本实施例的光纤激光器中通过设置逆向合束器结构的第一单向光纤包层光滤除器9和第二单向包层光滤除器13，解决了现有包层光滤除技术无法滤除预定方向的包层光导致的滤除较大比例注入泵浦的问题，第一单向光纤包层光滤除器9滤除未被增益光纤11吸收的后向泵浦光，第二单向光纤包层光滤除器13滤除未被增益光纤11吸收的前向泵浦光，防止剩余泵浦光损坏激光器元件。
输出端帽16为端面镀有激光增透膜的无芯光纤，用于防止光纤激光器产生自激振荡。
本发明提出的单向光纤包层光滤除器及光纤激光器，解决了现有包层光滤除技术无法滤除预定方向包层光的问题，提供了一种具有方向选择性的包层光滤除器，能够滤除预定方向的包层光。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (9)

1.一种单向光纤包层光滤除器，其特征在于，包括一根传输光纤和至少一根引导光纤；
所述引导光纤的第一端面与所述传输光纤的侧面相熔接，所述引导光纤的第一端面具有预设的倾斜角度，使得所述引导光纤与所述传输光纤形成预设的倾斜角度；
所述引导光纤用于将所述传输光纤中按照某一方向传输的正向包层光进行滤除。
2.根据权利要求1所述的单向包层光滤除器，其特征在于，所述引导光纤与所述传输光纤形成的预设的倾斜角度小于反向传输的包层光的最小入射角与引导光纤与空气界面的全反射临界角的差。
3.根据权利要求1所述的单向包层光滤除器，其特征在于，所述传输光纤为双包层光纤，所述传输光纤与所述引导光纤的熔接处的传输光纤剥除了涂覆层和外包层，使所述引导光纤的端面熔接在所述传输光纤的内包层。
4.根据权利要求1所述的单向包层光滤除器，其特征在于，所述引导光纤在所述传输光纤侧面的周向上均匀分布。
5.根据权利要求所述的单向包层光滤除器，其特征在于，包括一根传输光纤和六根引导光纤。
6.根据权利要求1所述的单向包层光滤除器，其特征在于，所述传输光纤的内包层的直径与所述引导光纤的内包层的直径相同。
7.一种光纤激光器，其特征在于，包括如权利要求1-6任一项所述的第一单向光纤包层光滤除器和第二单向包层光滤除器，还包括前向泵浦源、前向光纤合束器、高反光纤光栅、增益光纤、低反光纤光栅、后向泵浦源及输出端帽；所述前向泵浦源、所述前向光纤合束器、所述第一单向光纤包层光滤除器、所述高反光纤光栅、所述增益光纤、所述低反光纤光栅、所述第二单向光纤包层光滤除器、所述后向光纤合束器、所述后向泵浦源及所述输出端帽依次设置；
所述前向泵浦源输出的前向泵浦光依次经过所述前向光纤合束器、所述第一单向光纤包层光滤除器、所述高反光光纤光栅及所述增益光纤，剩余未被吸收的前向泵浦光被所述第二单向光纤包层光滤除器滤除，防止进入所述后向光纤合束器及所述后向泵浦源；
所述后向泵浦源输出的后向泵浦光依次经过所述后向光纤合束器、所述第二单向光纤包层光滤除器、所述低反光光栅及所述增益光纤，剩余未被吸收的泵浦光被所述第一单向光纤包层光滤除器滤除，防止进入所述前向光纤合束器及所述前向泵浦源。
8.根据权利要求6所述的光纤激光器，其特征在于，所述输出端帽为端面镀有激光增透膜的无芯光纤，用于防止光纤激光器产生自激振荡。
9.根据权利要求6所述的光纤激光器，其特征在于，所述增益光纤为双包层光纤，所述增益光纤的内包层直径为200-600μm，所述增益光纤的纤芯直径为20-40μm。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106353853A (zh) * 2016-11-04 2017-01-25 中国科学院物理研究所 单向波导与单向光纤
CN110323660A (zh) * 2019-07-04 2019-10-11 江苏亨通光纤科技有限公司 一种抗返回光全光纤器件

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4019051A (en) * 1975-12-24 1977-04-19 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Directional optical waveguide couplers
JPH0634819A (ja) * 1992-07-22 1994-02-10 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバ型減衰器
US20060187541A1 (en) * 2003-02-11 2006-08-24 Andrei Starodoumov Optical fiber coupling arrangement
CN101750677A (zh) * 2010-01-15 2010-06-23 清华大学 利用低熔点介质实现光纤侧面熔接耦合的方法
CN102044830A (zh) * 2010-11-05 2011-05-04 山西飞虹激光科技有限公司 一种大功率光纤激光器的侧面耦合器及制作方法
CN103412369A (zh) * 2013-08-21 2013-11-27 西安中科汇纤光电科技有限公司 一种光纤合束器及其制备方法
CN104238014A (zh) * 2014-08-28 2014-12-24 清华大学 并行光纤包层光滤除装置
CN104362498A (zh) * 2014-11-20 2015-02-18 山东海富光子科技股份有限公司 一种高功率单模915 nm全光纤激光器
CN104466630A (zh) * 2013-09-12 2015-03-25 中国兵器装备研究院 一种高功率光纤激光器
CN204347291U (zh) * 2015-01-08 2015-05-20 深圳市创鑫激光股份有限公司 一种光纤合束器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4019051A (en) * 1975-12-24 1977-04-19 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Directional optical waveguide couplers
JPH0634819A (ja) * 1992-07-22 1994-02-10 Shin Etsu Chem Co Ltd 光ファイバ型減衰器
US20060187541A1 (en) * 2003-02-11 2006-08-24 Andrei Starodoumov Optical fiber coupling arrangement
CN101750677A (zh) * 2010-01-15 2010-06-23 清华大学 利用低熔点介质实现光纤侧面熔接耦合的方法
CN102044830A (zh) * 2010-11-05 2011-05-04 山西飞虹激光科技有限公司 一种大功率光纤激光器的侧面耦合器及制作方法
CN103412369A (zh) * 2013-08-21 2013-11-27 西安中科汇纤光电科技有限公司 一种光纤合束器及其制备方法
CN104466630A (zh) * 2013-09-12 2015-03-25 中国兵器装备研究院 一种高功率光纤激光器
CN104238014A (zh) * 2014-08-28 2014-12-24 清华大学 并行光纤包层光滤除装置
CN104362498A (zh) * 2014-11-20 2015-02-18 山东海富光子科技股份有限公司 一种高功率单模915 nm全光纤激光器
CN204347291U (zh) * 2015-01-08 2015-05-20 深圳市创鑫激光股份有限公司 一种光纤合束器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106353853A (zh) * 2016-11-04 2017-01-25 中国科学院物理研究所 单向波导与单向光纤
CN106353853B (zh) * 2016-11-04 2019-08-23 中国科学院物理研究所 单向波导与单向光纤
CN110323660A (zh) * 2019-07-04 2019-10-11 江苏亨通光纤科技有限公司 一种抗返回光全光纤器件

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