CN116931174B - 实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法及产品 - Google Patents
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Abstract
本发明属于光纤熔接技术领域,并具体公开了一种实芯光纤‑空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法及产品。所述方法包括:对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行切割,将切割后的实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面进行对接对准,采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接,对熔接处进行集成封装处理。本发明可以用于高功率激光的传输,连接点可在高功率激光作用下长时间稳定工作,并且有效地克服了菲涅耳反射,抑制了回返光,保护了前端元器件的安全,具有较高的耦合效率、低熔接损耗、无内部结构塌陷等优点。因而尤其适用于高功率光纤激光器中实芯‑空芯异型光纤的低损耗、高机械强度的熔接应用场合。
Description
技术领域
本发明属于光纤熔接技术领域,具体的,涉及了一种用于高功率窄线宽激光传输的空芯反谐振光纤低损耗熔接集成封装方法及产品。更具体地,涉及一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法及产品。
背景技术
石英光纤作为承载传输信号的重要媒介,被广泛地用于通讯、传感、激光等领域。随着智能制造、光纤通信、国防军事等领域的不断发展,因石英基质材料易损伤、色散、非线性效应阈值低等缺点,限制了实芯石英光纤的进一步应用。于是现有技术中提出了空芯光纤的概念,希望将光限制在空气中,以解决实芯石英光纤的固有缺陷。空芯反谐振光纤作为一类特殊结构的空芯光纤,在高功率窄线宽激光传输方面具有良好的应用前景,近年来空芯反谐振光纤逐渐成为特种光纤领域的研究热点,但空芯反谐振光纤由于内部通常具有复杂的薄壁石英环状结构,使用传统的放电熔接方式极易破环空芯反谐振光纤内部结构,这也使得该此类光纤与普通实芯石英光纤的熔接成为目前该领域最主要的重难点之一。
目前,对针对空芯反谐振光纤的连接问题主要有以下几种措施:(1)紫外胶粘连;(2)适配器;(3)热熔接;(4)将实芯光纤烧球、拉锥、扩心等处理后与空芯反谐振光纤进行连接,但这些方法在烧结熔接过程中面临着:(1)低耦合效率、高损耗、(2)无法有效实现防回返光熔接、(3)光纤内部结构易塌陷、(4)无法承受高功率激光、(5)熔点机械强度差、易损坏等诸多严重问题。中国专利CN107765368B提出了一种空芯反谐振光纤的熔接方法,其通过热扩芯技术,使得待熔接的两光纤模场能够相互匹配,并且熔接损耗较小。但是,该方法需要将实芯光纤热扩心后再与反谐振光纤熔接,熔接过程采用的也是热熔接,无法避免的使得空芯反谐振光纤内部结构发生塌陷形变,熔点耐受性相对较差,不利于高功率激光传输。此外,中国专利CN110045463B公开了一种光纤熔接的连接件与方,其需要使用光纤端帽并在端帽表面蒸镀增透膜,同时还需引入过渡环,工艺繁琐,并且使用的是CO2激光热熔接方式,不可避免的导致反谐振光纤内部结构发生形变。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法及产品,其对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行切割,使得实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面角度互补,将切割后的实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面进行对接对准,使得两熔接端面的距离满足阈值要求,采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接,对熔接处进行集成封装处理。其所连接的光纤可以用于高功率激光的传输,连接点可在高功率激光作用下长时间稳定工作,并且有效地克服了菲涅耳反射,抑制了回返光,保护了前端元器件的安全,同时具有较高的耦合效率、低熔接损耗、无内部结构塌陷等优点。因而尤其适用于高功率光纤激光器中实现实芯-空芯异型光纤的低损耗、高机械强度的熔接应用场合。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提出了一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法及产品,包括以下步骤:
步骤一:对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行切割,使得实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面角度互补;
步骤二:将切割后的实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面进行对接对准,使得两熔接端面的距离满足阈值要求;
步骤三:采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接;
步骤四:对熔接处进行集成封装处理。
作为进一步优选的,步骤一中,采用大芯径光纤切割刀或飞秒激光对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行切割。
作为进一步优选的,两熔接端面的距离不大于飞秒激光的光斑直径;
两熔接端面的距离为1μm~5μm;
所述飞秒激光的光斑直径为5μm~10μm。
作为进一步优选的,步骤三中,采用斜角熔接或超表面平角熔接或镀膜平角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接。
作为进一步优选的,所述采用斜角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接包括:
所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为8°斜角,以消除石英与空气界面的菲涅尔反射,然后将两个熔接端面互补对齐,将两段光纤进行同步旋转,同时采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙,以对两段光纤进行均匀焊接。
作为进一步优选的,所述对两段光纤进行均匀焊接包括:
根据所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的旋转速度获取飞秒激光沿光纤中心轴线的直线运动轨迹,并根据该直线运动轨迹驱动所述飞秒激光直线运动,以确保飞秒激光的光斑至少覆盖两熔接端面的距离。
作为进一步优选的,所述采用超表面平角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接包括:
所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为与光纤中心轴线垂直的平角,利用飞秒激光在实芯光纤纤芯部分处刻写周期性微纳结构,以在实芯光纤纤芯部分形成超表面,从而降低菲涅耳反射所带来的回返光;
然后将两个熔接端面互补对齐,将两段光纤进行同步旋转,同时采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙,以对两段光纤进行均匀焊接。
作为进一步优选的,所述采用镀膜平角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接包括:
所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为与光纤中心轴线垂直的平角,在实芯光纤熔接端面蒸镀高透膜,以防止回光;
然后将两个熔接端面互补对齐,将两段光纤进行同步旋转,同时采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙,以对两段光纤进行均匀焊接。
作为进一步优选的,步骤四中,在熔接处外表面涂覆指定折射率胶水,完成实芯光纤-空芯反谐振光纤的集成封装。
按照本发明的另一个方面,还提供了一种产品,即光纤预制棒,采用如上所述的任意实施例涉及的方法熔接集成封装而成。
该光纤预制棒包括相互熔接的实芯光纤和空芯反谐振光纤;
若所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为8°斜角,则实芯光纤和空芯反谐振光纤直接采用飞秒激光焊接,且在熔接处外表面涂覆指定折射率胶水;
若所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为与光纤中心轴线垂直的平角,则在实芯光纤的熔接端,实芯光纤纤芯部分处刻写周期性微纳结构,以在实芯光纤纤芯部分形成超表面,且在熔接处外表面涂覆指定折射率胶水;或者,
若所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为与光纤中心轴线垂直的平角,在实芯光纤熔接端面有蒸镀高透膜,以防止回光,且在熔接处外表面涂覆指定折射率胶水。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,主要具备以下的技术优点:
1.本发明主要用于实心光纤与空芯反谐振光纤的熔接,所连接的光纤可以用于高功率激光的传输,连接点可在高功率激光作用下长时间稳定工作,并且有效地克服了菲涅耳反射,抑制了回返光,保护了前端元器件的安全,同时具有较高的耦合效率、低熔接损耗、无内部结构塌陷等优点。
2.本发明提出了基于飞秒激光技术实现实芯-空芯光纤熔接的新方案,飞秒激光作用于材料时,电子-电子弛豫及电子-晶格弛豫的时间大于飞秒激光的脉冲作用时间,因此晶格在脉冲时间内基本保持原温度,无明显温升,因此飞秒激光加工也被称为冷加工,与传统的热熔接相比,飞秒激光熔接无明显热效应,不会破坏光纤内部的微结构、不会破坏光纤端面超表面结构、不会破坏光纤表面蒸镀膜层,因此可保证高熔接效率,从而实现高功率激光稳定传输。
3.本发明提出了异型光纤的斜角熔接、超表面平角熔接、镀膜平角熔接 三种新型熔接方式。斜角熔接,通过将实芯-空芯光纤切~8°斜角,消除石英与空气界面的菲涅尔反射,尽可能降低回返光,保证前端激光器安全,实现高功率输出;超表面平角熔接,通过在实芯光纤纤芯处直写楔形周期性微纳结构,实现回返光抑制,从而保证高功率激光输出;镀膜平角熔接,通过在实芯光纤表面蒸镀增透膜,增加实芯-空芯光纤界面处输出激光透射率,实现回返光抑制,从而保证高功率激光输出。结合飞秒激光的切割和熔接手段,飞秒激光熔接不会破坏光纤斜角及光纤内部微结构、不会破坏光纤表面微结构、不会破坏光纤端面蒸镀膜层,此特征是传统热熔接工艺所不能实现的。
4.本发明方法及方法制备的产品实现了高功率、窄线宽激光的高效率、长时间稳定传输。
附图说明
图1是本发明优选实施例涉及的一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法的流程图;
图2中的(a)为飞秒激光斜角熔接结构示意图,图2中的(b)为飞秒激光超表面平角熔接结构示意图,图2中的(c)为飞秒激光镀膜平角熔接结构示意图。
在所有附图中,同样的附图标记表示相同的技术特征,具体为:1-实芯光纤,2-空芯反谐振光纤,3-飞秒激光,4-超表面,5-高透膜。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示,本发明实施例提供的一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法,其主要用于实心光纤与空芯反谐振光纤的熔接,所连接的光纤可以用于高功率激光的传输,连接点可在高功率激光作用下长时间稳定工作,并且有效地克服了菲涅耳反射,抑制了回返光,保护了前端元器件的安全,同时具有较高的耦合效率、低熔接损耗、无内部结构塌陷等优点。包括以下步骤:
步骤一:对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行切割,使得实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面角度互补。
本步骤中,采用大芯径光纤切割刀或飞秒激光对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行切割。
更具体的,本步骤中,需要根据实芯光纤和空芯反谐振光纤端面熔接方式确定实芯光纤和空芯反谐振光纤端面切角。但无论端面切角处于什么范围,对接的实芯光纤端面与空芯反谐振光纤端面必须是互补的,即两者对接在一起时,两根光纤为一条直线。
作为本实施例的优选方案,其他实现光纤精密切割的方法及仪器也适合本发明,具体的,在切割过程中部破坏光纤的结构,且保持光纤端面的平整度。
步骤二:将切割后的实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面进行对接对准,使得两熔接端面的距离满足阈值要求。
本步骤中,两熔接端面的距离不大于飞秒激光的光斑直径;两熔接端面的距离为1μm~5μm;所述飞秒激光的光斑直径为5μm~10μm。
在本发明的一个实施例中,在显微镜下进行两段光纤的斜角互补对齐,推动两段光纤尽可能靠近,中间缝隙不大于2μm,两段光纤进行同步旋转。
更具体的,本步骤中,将两段光纤夹持在旋转工装上,该旋转工装为三轴运动工装,通过调整旋转工装来实现两段光纤端面对准调节,同时在光纤焊接过程中,通过驱动两个夹持部同步旋转,来实现两熔接端面的精确融合。
步骤三:采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接。
本步骤中,采用斜角熔接或超表面平角熔接或镀膜平角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接。
作为本步骤的一个可选择的实施例,如图2中的(a)所示,所述采用斜角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接包括:
所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为8°斜角,以消除石英与空气界面的菲涅尔反射,然后将两个熔接端面互补对齐,将两段光纤进行同步旋转,同时采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙,以对两段光纤进行均匀焊接。
更具体的,本发明中,斜角焊接的方式具体包括:实芯光纤、空芯反谐振光纤均切8°斜角,防止菲涅耳反射,在显微镜下进行两段光纤的斜角互补对齐,推动两段光纤尽可能靠近,中间缝隙不大于2μm,两段光纤进行同步旋转,飞秒激光调整光斑直径5~10μm,焦点位于焊缝处±5μm,沿缝隙位置均匀加工,实现实芯光纤与空芯反谐振光纤的焊接,最后采用传统的涂覆技术,在熔接点外表面涂覆低/高折射率胶水,保护熔点的同时使其具有较好的机械强度。
更具体的,在飞秒激光斜角熔接方式中,实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面与水平面之间的夹角均为8°,在对接过程中,将实心实芯光纤水平放置,水平旋转调整空芯反谐振光纤,以使得实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面互补,水平移动实芯光纤和空芯反谐振光纤靠近至满足加工需求。
更具体的,作为本发明的一个可选择的实施例,所述对两段光纤进行均匀焊接包括:根据所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的旋转速度获取飞秒激光沿光纤中心轴线的直线运动轨迹,并根据该直线运动轨迹驱动所述飞秒激光直线运动,以确保飞秒激光的光斑至少覆盖两熔接端面的距离。
作为本发明的一个可选择的实施例,如图2中的(b)所示,所述采用超表面平角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接包括:
所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为与光纤中心轴线垂直的平角,利用飞秒激光在实芯光纤纤芯部分处刻写周期性微纳结构,以在实芯光纤纤芯部分形成超表面,从而降低菲涅耳反射所带来的回返光;
然后将两个熔接端面互补对齐,将两段光纤进行同步旋转,同时采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙,以对两段光纤进行均匀焊接。
更具体的,本发明中,超表面平角熔接方式包括:实芯光纤、空芯反谐振光纤均切0°平角(此处,实芯光纤、空芯反谐振光纤的端面均与水平面呈90°夹角),利用飞秒激光在实芯光纤端面纤芯处加工周期性结构,防止回光,在显微镜下对齐两段光纤,推动两段光纤尽可能靠近,中间缝隙不大于2μm,两段光纤进行同步旋转,飞秒激光调整光斑直径5~10μm,焦点位于焊缝处±5μm,沿缝隙位置均匀加工,最终实现实芯光纤与空芯反谐振光纤的焊接,最后采用传统的涂覆技术,在熔接点外表面涂覆低/高折射率胶水,保护熔点的同时使其具有较好的机械强度。(说明:实芯光纤纤芯处的周期性结构正好位于空芯光纤中心处,此处空心光纤无任何实体结构,焊接后不会损耗该周期性结构);任何一种能够降低菲涅耳反射所带来的回返光的周期性微纳结构均适用于本发明,文中不一一赘述,以在实芯光纤纤芯部分形成超表面。
上述实施例中。
作为本发明的一个可选择的实施例,如图2中的(c)所示,所述采用镀膜平角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接包括:
所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为与光纤中心轴线垂直的平角,在实芯光纤熔接端面蒸镀高透膜,以防止回光;
然后将两个熔接端面互补对齐,将两段光纤进行同步旋转,同时采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙,以对两段光纤进行均匀焊接。
更具体的,本发明中,镀膜平角熔接:实芯光纤、空芯反谐振光纤均切0°平角(此处,实芯光纤、空芯反谐振光纤的端面均与水平面呈90°夹角),在实芯光纤端面蒸镀普通高透膜(无需耐高温高透膜),防止回光,在显微镜下对齐两段光纤,推动两段光纤尽可能靠近,中间缝隙不大于2 μm,两段光纤进行同步旋转,飞秒激光调整光斑直径5~10μm,焦点位于焊缝处±5μm,沿缝隙位置均匀加工,最终实现实芯光纤与空芯反谐振光纤的焊接,最后采用传统的涂覆技术,在熔接点外表面涂覆低/高折射率胶水,保护熔点的同时使其具有较好的机械强度。
步骤四:对熔接处进行集成封装处理。
更具体的,本步骤中,在熔接处外表面涂覆指定折射率胶水,完成实芯光纤-空芯反谐振光纤的集成封装。如采用传统的涂覆技术,在熔接点外表面涂覆低/高折射率胶水,完成实芯-空芯光纤的集成封装。
作为优选的,在完成集成封装处理后,还需要对新光纤进行测试:
具体的,将高功率激光从实芯光纤的另一端导入,测试输出激光的功率、线宽,并根据输出激光的功率、线宽计算光纤的熔点耦合效率,以及熔点长时间工作的稳定性。如将高功率激光从实芯光纤的另一端导入,顺利实现300~600W激光输出,线宽≤0.1nm,熔点耦合效率≥95 %,熔点稳定长时间工作。
按照本发明的另一个方面,还提供了上述方法制备而成的产品,即光纤预制棒,采用如上所述的任意实施例涉及的方法熔接集成封装而成。
该光纤预制棒包括相互熔接的实芯光纤和空芯反谐振光纤;
若所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为8°斜角,则实芯光纤和空芯反谐振光纤直接采用飞秒激光焊接,且在熔接处外表面涂覆指定折射率胶水;
若所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为与光纤中心轴线垂直的平角,则在实芯光纤的熔接端,实芯光纤纤芯部分处刻写周期性微纳结构,以在实芯光纤纤芯部分形成超表面,且在熔接处外表面涂覆指定折射率胶水;或者,
若所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为与光纤中心轴线垂直的平角,在实芯光纤熔接端面有蒸镀高透膜,以防止回光,且在熔接处外表面涂覆指定折射率胶水。
实施例1
本实施例涉及的一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法,主要包括以下步骤:
(1)使用大芯径光纤切割刀或飞秒激光切割,将实芯光纤和空芯光纤均切割成8°斜角,实芯光纤和空芯光纤外径均为400 μm;
(2)在光学显微镜下将两段光纤在X、Y两个方向进行互补对接对准;
(3)两光纤端面间隙2μm,将飞秒激光光斑直径调整至5μm,沿缝隙进行快速焊接,最终实现实芯-空芯光纤的连接;
(4)采用传统的涂覆技术,在熔接点外表面涂覆低/高折射率胶水,完成实芯-空芯光纤的集成封装;
(5)将高功率激光从实芯光纤的另一端导入,顺利实现300~600 W激光输出,线宽≤0.1nm,熔点耦合效率≥95%,熔点稳定长时间工作。
实施例2
本实施例涉及的一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法,主要包括以下步骤:
(1)使用大芯径光纤切割刀或飞秒激光切割,将实芯光纤和空芯光纤均切割成0°平角,实芯光纤和空芯光纤外径均为400μm;
(2)利用飞秒激光在实芯光纤纤芯部分处刻写周期性微纳结构,在纤芯部分处形成超表面,以降低菲涅耳反射所带来的回返光;
(3)在光学显微镜下将两段光纤在X、Y两个方向进行对接对准;
(4)两光纤端面间隙2μm,将飞秒激光光斑直径调整至5μm,沿缝隙进行快速焊接,最终实现实芯-空芯光纤的连接;
(5)采用传统的涂覆技术,在熔接点外表面涂覆低/高折射率胶水,完成实芯-空芯光纤的集成封装;
(6)将高功率激光从实芯光纤的另一端导入,顺利实现300W激光输出,线宽≤0.1nm,熔点耦合效率≥95%,熔点稳定长时间工作。
实施例3
本实施例涉及的一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法,主要包括以下步骤:
(1)使用大芯径光纤切割刀或飞秒激光切割,将实芯光纤和空芯光纤均切割成0°平角,实芯光纤和空芯光纤外径均为400μm;
(2)在实芯光纤端面蒸镀普通高透膜(无需耐高温高透膜),防止回光;
(3)在光学显微镜下将两段光纤在X、Y两个方向进行对接对准;
(4)两光纤端面间隙2μm,将飞秒激光光斑直径调整至5μm,沿缝隙进行快速焊接,最终实现实芯-空芯光纤的连接;
(5)采用传统的涂覆技术,在熔接点外表面涂覆低/高折射率胶水,完成实芯-空芯光纤的集成封装;
(6)将高功率激光从实芯光纤的另一端导入,顺利实现300W激光输出,线宽≤0.1nm,熔点耦合效率≥95%,熔点稳定长时间工作。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行切割,使得实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面角度互补;
步骤二:将切割后的实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面进行对接对准,使得两熔接端面的距离为1μm~5μm,飞秒激光的光斑直径为5μm~10μm;
步骤三:采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接,其中,采用斜角熔接或超表面平角熔接或镀膜平角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接;
步骤四:对熔接处进行集成封装处理。
2.根据权利要求1所述的一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法,其特征在于,步骤一中,采用大芯径光纤切割刀或飞秒激光对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行切割。
3.根据权利要求1所述的一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法,其特征在于,所述采用斜角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接包括:
所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为8°斜角,以消除石英与空气界面的菲涅尔反射,然后将两个熔接端面互补对齐,将两段光纤进行同步旋转,同时采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙,以对两段光纤进行均匀焊接。
4.根据权利要求3所述的一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法,其特征在于,所述对两段光纤进行均匀焊接包括:
根据所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的旋转速度获取飞秒激光沿光纤中心轴线的直线运动轨迹,并根据该直线运动轨迹驱动所述飞秒激光直线运动,以确保飞秒激光的光斑至少覆盖两熔接端面的距离。
5.根据权利要求1所述的一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法,其特征在于,所述采用超表面平角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接包括:
所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为与光纤中心轴线垂直的平角,利用飞秒激光在实芯光纤纤芯部分处刻写用于降低菲涅耳反射所带来的回返光的周期性微纳结构,以在实芯光纤纤芯部分形成超表面;
然后将两个熔接端面互补对齐,将两段光纤进行同步旋转,同时采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙,以对两段光纤进行均匀焊接。
6.根据权利要求1所述的一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法,其特征在于,所述采用镀膜平角熔接的方式对实芯光纤和空芯反谐振光纤进行熔接包括:
所述实芯光纤和空芯反谐振光纤的熔接端面均为与光纤中心轴线垂直的平角,在实芯光纤熔接端面蒸镀高透膜,以防止回光;
然后将两个熔接端面互补对齐,将两段光纤进行同步旋转,同时采用光斑直径一定的飞秒激光沿两个对准后的熔接端面间隙,以对两段光纤进行均匀焊接。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种实芯光纤-空芯反谐振光纤的熔接集成封装方法,其特征在于,步骤四中,在熔接处外表面涂覆指定折射率胶水,完成实芯光纤-空芯反谐振光纤的集成封装。
8.实芯光纤-空芯反谐振光纤熔接光纤,其特征在于,采用如权利要求1-7任一项所述的方法熔接集成封装而成。
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