CN106873079A - 一种光纤分束装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光纤分束装置,包括输入光纤，所述输入光纤依次通过光纤分束模块、光纤稳定模块和激光调节模块分为多个输出光纤，所述光纤分束模块由振动电机和光纤分束器组成，所述光纤稳定模块由光纤准直器、第一孔径光阑、第二孔径光阑、反射镜装置和滤镜装置组成，所述光纤准直器、第一孔径光阑、第二孔径光阑、反射镜装置和滤镜装置均位于固定座上，所述激光调节模块由可见光激光器和控制器组成。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，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。

Description

一种光纤分束装置

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，尤其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

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种光纤分束装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种光纤分束装置，包括输入光纤，所述输入光纤依次通过光纤分束模块、光纤稳定模块和激光调节模块分为多个输出光纤，所述光纤分束模块由振动电机和光纤分束器组成，所述光纤稳定模块由光纤准直器、第一孔径光阑、第二孔径光阑、反射镜装置和滤镜装置组成，所述光纤准直器、第一孔径光阑、第二孔径光阑、反射镜装置和滤镜装置均位于固定座上，所述激光调节模块由可见光激光器和控制器组成。

优选地，所述输入光纤依次穿过振动电机和光纤分束器。

优选地，所述输入光纤依次穿过光纤准直器、第一孔径光阑、第二孔径光阑、反射镜装置、滤镜装置和可见光激光器。

优选地，所述光纤分束器的内部设有主管道和分叉管道，且每个分叉管道均与主管道连通。

优选地，所述固定座采用304不锈钢制成。

优选地，所述输入光纤的纤芯直径为200um，包层直径为400um，数值孔径为0.22。

优选地，所述振动电机的振幅为毫米级，振动频率小于两万转每分钟。

优选地，所述反射镜装置镀有可见光波段的增透膜。

优选地，所述输入光纤采用源光纤或无源光纤。

本发明中，通过光功率计分别测量进入光纤合束模块的不同波长的瓦级可见光激光功率，并且测量经过振动电机振动后的非圆形多模光纤输出的复合激光的功率，计算出光纤合束装置的耦合效率紫外可以达到70％，可见光可达到90％，散斑强度对比度可达到0.0375，高于般光纤合束器的性能，且本发明中部件精度要求较低、制作成本低且操作方便。

（1）、光纤分束模块由振动电机和光纤分束器组成，振动电机2振动时使非圆形多模光纤受到外部振动，可以使非圆形多模光纤输出端的光强分布因为模式之间的相位调制和模式耦合而得到调制，从而实现消除复合激光中的散斑；光纤分束器使得输入光纤将单路光束分路成多路输出光纤，且输出光纤的尺寸不相同。

（2）、光纤稳定模块由光纤准直器、第一孔径光阑、第二孔径光阑、反射镜装置和滤镜装置组成，可将分束后的输出光纤性质稳定，光纤准直器、第一孔径光阑、第二孔径光阑、反射镜装置组成耦合模块对输出光纤进行耦合处理，最后利用滤镜装置进行光滤处理。

（3）、激光调节模块由可见光激光器和控制器组成，操作者可通过控制器控制激光器对输出光纤进行性质调节，以满足不同场合的需要。

一、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；二、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；三、由于非圆形光纤具有和激光输出光斑更好的匹配特性而能得到更高的耦合效率；另外，通过将多根圆形输入多模光纤和一根非圆形输出多模光纤以熔融拉锥的方式进行熔接，减少瓦级可见光激光功率损失，提高了功率耦合效率；四、本发明中对振动电机的性能要求不高，显著降低了本发明的成本，易于大规模生产制造。

附图说明

图1为本发明提出的一种光纤分束装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种光纤分束装置中光纤分束器的内部结构放大示意图。

图中：1输入光纤、2振动电机、3光纤分束器、4输出光纤、5固定座、6光纤准直器、7第一孔径光阑、8第二孔径光阑、9反射镜装置、10滤镜装置、11可见光激光器、12主管道、13分叉管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，一种光纤分束装置，包括输入光纤1，输入光纤1依次通过光纤分束模块、光纤稳定模块和激光调节模块分为多个输出光纤4，光纤分束模块由振动电机2和光纤分束器3组成，光纤稳定模块由光纤准直器6、第一孔径光阑7、第二孔径光阑8、反射镜装置9和滤镜装置10组成，光纤准直器6、第一孔径光阑7、第二孔径光阑8、反射镜装置9和滤镜装置10均位于固定座5上，激光调节模块由可见光激光器11和控制器组成，输入光纤1依次穿过振动电机2和光纤分束器3，输入光纤4依次穿过光纤准直器6、第一孔径光阑7、第二孔径光阑8、反射镜装置9、滤镜装置10和可见光激光器11，光纤分束器3的内部设有主管道12和分叉管道13，且每个分叉管道13均与主管道12连通，固定座5采用304不锈钢制成，便于清洁，经久耐用，使用寿命长，输入光纤1的纤芯直径为200um，包层直径为400um，数值孔径为0.22，振动电机2的振幅为毫米级，振动频率小于两万转每分钟，反射镜装置9镀有可见光波段的增透膜，输入光纤1采用源光纤或无源光纤。

本发明中，通过光功率计分别测量进入光纤合束模块的不同波长的瓦级可见光激光功率，并且测量经过振动电机振动后的非圆形多模光纤输出的复合激光的功率，计算出光纤合束装置的耦合效率紫外可以达到70％，可见光可达到90％，散斑强度对比度可达到0.0375，高于般光纤合束器的性能，且本发明中部件精度要求较低、制作成本低且操作方便。

（1）、光纤分束模块由振动电机2和光纤分束器3组成，振动电机2振动时使非圆形多模光纤受到外部振动，可以使非圆形多模光纤输出端的光强分布因为模式之间的相位调制和模式耦合而得到调制，从而实现消除复合激光中的散斑；光纤分束器3使得输入光纤1将单路光束分路成多路输出光纤4，且输出光纤4的尺寸不相同。

（2）光纤稳定模块由光纤准直器6、第一孔径光阑7、第二孔径光阑8、反射镜装置9和滤镜装置10组成，可将分束后的输出光纤4性质稳定，光纤准直器6、第一孔径光阑7、第二孔径光阑8、反射镜装置9组成耦合模块对输出光纤4进行耦合处理，最后利用滤镜装置10进行光滤处理。

（3）激光调节模块由可见光激光器11和控制器组成，操作者可通过控制器控制激光器11对输出光纤4进行性质调节，以满足不同场合的需要。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种光纤分束装置，包括输入光纤（1），其特征在于，所述输入光纤（1）依次通过光纤分束模块、光纤稳定模块和激光调节模块分为多个输出光纤（4），所述光纤分束模块由振动电机（2）和光纤分束器（3）组成，所述光纤稳定模块由光纤准直器（6）、第一孔径光阑（7）、第二孔径光阑（8）、反射镜装置（9）和滤镜装置（10）组成，所述光纤准直器（6）、第一孔径光阑（7）、第二孔径光阑（8）、反射镜装置（9）和滤镜装置（10）均位于固定座（5）上，所述激光调节模块由可见光激光器（11）和控制器组成。

2.根据权利要求1所述的一种光纤分束装置，其特征在于，所述输入光纤（1）依次穿过振动电机（2）和光纤分束器（3）。

3.根据权利要求1所述的一种光纤分束装置，其特征在于，所述输入光纤（4）依次穿过光纤准直器（6）、第一孔径光阑（7）、第二孔径光阑（8）、反射镜装置（9）、滤镜装置（10）和可见光激光器（11）。

4.根据权利要求1所述的一种光纤分束装置，其特征在于，所述光纤分束器（3）的内部设有主管道（12）和分叉管道（13），且每个分叉管道（13）均与主管道（12）连通。

5.根据权利要求1所述的一种光纤分束装置，其特征在于，所述固定座（5）采用304不锈钢制成。

6.根据权利要求1所述的一种光纤分束装置，其特征在于，所述输入光纤（1）的纤芯直径为200um，包层直径为400um，数值孔径为0.22。

7.根据权利要求1所述的一种光纤分束装置，其特征在于，所述振动电机（2）的振幅为毫米级，振动频率小于两万转每分钟。

8.根据权利要求1所述的一种光纤分束装置，其特征在于，所述反射镜装置（9）镀有可见光波段的增透膜。

9.根据权利要求1所述的一种光纤分束装置，其特征在于，所述输入光纤（1）采用源光纤或无源光纤。