CN117130097A - 一种调控光纤模场直径的方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光纤激光技术领域，具体涉及一种调控光纤模场直径的方法及其设备，通过石英玻璃在飞秒激光辐照作用下硅‑氧健断裂和折射率增加的机理，利用飞秒激光在石英光纤纤芯或者纤芯周围包层诱导均匀的折射率变化，从而改变原有光纤纤芯折射率和包层折射率的变化，使得能够根据需求通过激光对包层或者光纤纤芯扫描形成扩径模场或者缩径模场，实现不同模场波导之间的低损耗联接或者藕合，工艺简单，操作难度低，成本低，工艺一致性好，适用范围更广。
Description
技术领域
本发明涉及光纤激光技术领域，具体涉及一种调控光纤模场直径的方法及其设备。
背景技术
光纤/光波导模场转换器是常用的光纤/光波导器件，其主要功能是实现不同模场波导之间的低损耗联接或者耦合。
常用的模场转换器采用粗光纤热熔拉锥的方法实现不同模场直接的匹配，或者用空间的非球面透镜的方法改变模场，或者使用掺杂特殊元素，如掺氯的石英玻璃具备的热扩散的膨胀光纤来实现模式的转换。
光纤热熔拉锥的方法对工艺要求高，这类模式转换器较长，工艺一致性欠佳；非球面透镜的方法存在损伤阈值低、空间结构稳定性差的问题；热膨胀光纤模式转换存较前两种方法而言，具有体积小、工艺简单、稳定性好的优点，但光纤的制备需要特殊掺杂，导致抗激光损伤阈值明显降低。
发明内容
本发明基于石英玻璃在飞秒激光辐照作用下硅-氧健断裂和折射率增加的机理，利用飞秒激光在石英光纤纤芯或者纤芯周围诱导均匀的折射率变化，从而改变原有光纤纤芯和包层折射率的变化，从而实现光纤模场的调控，解决目前模场调控工艺难度高的问题。
本发明解决上述技术问题的方案：
一种调控光纤模场直径的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将待加工光纤与激光束平行设置；
S2、
判断待加工光纤(A)模场的调控要求：
若待加工光纤(A)模场需要扩大，则执行步骤S3；
若待加工光纤(A)模场需要缩小，则执行步骤S4；
S3、通过激光束在待加工光纤纤芯外侧的包层内扫描形成扩径模场；
S4、通过激光束在待加工光纤纤芯内扫描形成缩径模场。
进一步限定，所述扩径模场为扩径圆锥台，所述扩径圆锥台与待加工光纤纤芯同轴，扩径圆锥台的底面直径小于扩径圆锥台的顶面直径，扩径圆锥台的顶面与待加工光纤端面平齐，扩径圆锥台的顶面与第一待藕合光纤纤芯外径相同。
进一步限定，所述步骤S3包括以下步骤：
S31、根据包层材质调节激光束功率；
S32、确定扩径模场的高度L1、扩径模场的底面直径r1和扩径模场的顶面直径R1，r1＜R1；
S33、将激光束的焦点调节至与待加工光纤端面距离为L1的高度；
S34、激光束在待加工光纤的包层内以待加工光纤纤芯的轴线为圆心扫描形成外径为r1、内径为待加工光纤纤芯直径的圆环；
S35、将激光束的焦点向上移动x，使激光束的焦点与待加工光纤端面距离为L1-ix，i为激光束焦点向上移动的次数；
S36、激光束在待加工光纤的包层内以待加工光纤纤芯的轴线为圆心扫描形成外径为内径为待加工光纤纤芯直径的圆环；
S37、重复步骤S35和S36，直至完成扩径锥形区域扫描。
进一步限定，所述步骤S3包括以下步骤：
S31、根据包层材质调节激光束功率；
S32、确定扩径模场的高度L1、扩径模场的底面直径r1和扩径模场的顶面直径R1，r1＜R1；
S33、将激光束的焦点调节至与待加工光纤端面距离为0的高度；
S34、激光束在待加工光纤的包层内以待加工光纤纤芯的轴线为圆心扫描形成外径为R1、内径为待加工光纤纤芯直径的圆环；
S35、将激光束的焦点向下移动x，使激光束的焦点与待加工光纤端面距离为ix，i为激光束焦点向下移动的次数；
S36、激光束在待加工光纤的包层内以待加工光纤纤芯的轴线为圆心扫描形成外径为内径为待加工光纤纤芯直径的圆环；
S37、重复步骤S35和S36，直至完成扩径锥形区域扫描。
进一步限定，所述缩径模场为缩径圆锥台，所述缩径圆锥台与待加工光纤纤芯同轴，缩径圆锥台的底面直径大于缩径圆锥台的顶面直径，缩径圆锥台的顶面与待加工光纤端面平齐，缩径圆锥台的顶面与第二待藕合光纤纤芯外径相同。
进一步限定，所述步骤S4包括以下步骤：
S41、根据待加工光纤纤芯材质调节激光束功率；
S42、确定缩径模场的高度L2、缩径模场的底面直径r2和缩径模场的顶面直径R2，r2＞R2；
S43、将激光束的焦点调节至与待加工光纤端面距离为L2的高度；
S44、激光束在待加工光纤的纤芯内以待加工光纤纤芯的轴线为圆心扫描形成直径为待加工光纤纤芯直径的圆；
S45、将激光束的焦点向上移动n，使激光束的焦点与待加工光纤端面距离为L2-tn，t为激光束焦点向上移动的次数；
S46、激光束在待加工光纤的纤芯内以待加工光纤纤芯的轴线为圆心扫描形成直径为的圆；
S47、重复步骤S45和S46，直至完成缩径锥形区域扫描。
进一步限定，所述步骤S4包括以下步骤：
S41、根据待加工光纤纤芯材质调节激光束功率；
S42、确定缩径模场的高度L2、缩径模场的底面直径r2和缩径模场的顶面直径R2，r2＞R2；
S43、将激光束的焦点调节至与待加工光纤端面距离为0的高度；
S44、激光束在待加工光纤的纤芯内以待加工光纤纤芯的轴线为圆心扫描形成直径为R2的圆；
S45、将激光束的焦点向下移动n，使激光束的焦点与待加工光纤端面距离为tn，t为激光束焦点向上移动的次数；
S46、激光束在待加工光纤的纤芯内以待加工光纤纤芯的轴线为圆心扫描形成直径为的圆；
S47、重复步骤S35和S36，直至完成缩径锥形区域扫描。
进一步限定，所述缩径模场为聚焦镜，所述聚焦镜垂直待加工光纤纤芯设置。
进一步限定，所述步骤S4包括以下步骤：
S41、根据待加工光纤纤芯材质调节激光束功率；
S42、根据第二待藕合光纤纤芯的直径r＇和缩径模场的焦距d确定聚焦镜与待加工光纤端面的距离为r1为待加工光纤纤芯的直径；
S43、根据聚焦镜的厚度和口径大小，通过激光束在待加工光纤纤芯内或者待加工光纤包层与待加工光纤纤芯内扫描形成聚焦镜。
一种调控光纤模场直径的设备，用于实现上述调控光纤模场直径的方法，其特征在于，包括激光发射单元、反射镜、聚焦物镜和三维移动单元；
所述激光发射单元发射的激光通过反射镜由聚焦物镜聚焦形成激光束，所述三维移动单元顶部连接待加工光纤，待加工光纤与激光束均竖直设置。
本发明的有益效果在于：
本发明通过石英玻璃在飞秒激光辐照作用下硅-氧健断裂和折射率增加的机理，利用飞秒激光在石英光纤纤芯或者纤芯周围包层诱导均匀的折射率变化，从而改变原有光纤纤芯折射率和包层折射率的变化，使得能够根据需求通过激光对包层或者光纤纤芯扫描形成扩径模场或者缩径模场，实现不同模场波导之间的低损耗联接或者藕合，工艺简单，操作难度低，成本低，工艺一致性好，适用范围更广。
附图说明
图1为本发明实施例1扩径模场示意图；
图2为本发明实施例1待加工光纤端面示意图；
图3为本发明实施例1待加工光纤与第一待藕合光纤藕合示意图；
图4为本发明实施例2缩径模场示意图；
图5为本发明实施例2待加工光纤端面示意图；
图6为本发明实施例2待加工光纤与第二待藕合光纤藕合示意图；
图7为本发明实施例3缩径模场示意图；
图8为本发明实施例3待加工光纤与第二待藕合光纤藕合示意图；
图9为本发明实施例4调控光纤模场直径的设备示意图；
1-扩径模场；2-缩径模场；3-激光发射单元；4-反射镜；5-聚焦物镜；6-三维移动单元；A-待加工光纤；a-待加工光纤纤芯；B-第一待藕合光纤；b-第一待藕合光纤纤芯；C-第二待藕合光纤；c-第二待藕合光纤纤芯。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种调控光纤模场直径的方法，包括以下步骤：
S1、将待加工光纤A与激光束平行设置；
S2、判断待加工光纤A模场的调控要求：
若待加工光纤A模场需要扩大，则执行步骤S3；
若待加工光纤A模场需要缩小，则执行步骤S4；
S3、通过激光束在待加工光纤纤芯a外侧的包层内扫描形成扩径模场1；
S4、通过激光束在待加工光纤纤芯a内扫描形成缩径模场2。
其中，步骤S1中，待加工光纤A不需要全段均与激光束平行设置，而是选择将待加工光纤A的待加工区域与激光束平行设置，保证激光束能够精准扫描，提高扩径模场1或者缩径模场2的准确扫描，保证光纤模场的稳定可靠；待加工光纤A可选择水平设置或者竖直设置，优选待加工光纤A竖直设置，此时激光束也竖直设置，激光束波长可为700～1000nm。
对于步骤S2，由于在使用时，需要将两个不同光纤模场进行联接或者藕合，两个不同光线模场的纤芯直径不同，此时需要将一个光纤的模场进行调控形成扩径模场1能够藕合大尺寸光纤，或者调控形成缩径模场2能够藕合小尺寸光纤，因此需要判断待加工光纤A的模场需要扩大还是缩小，若需要扩大，则待表待加工光纤A需要与直径更大的光纤藕合，若需要缩小，则待表待加工光纤A需要与直径更小的光纤藕合。
对于步骤S3，需要在待加工光纤A内扫描形成扩径模场1时，通过激光束在待加工光纤A的包层扫描形成扩径模场1，使得光纤包层孔径模场的折射率改变并接近纤芯的折射率；对于步骤S4，需要在待加工光纤A内扫描形成缩径模场2时，通过激光束在待加工光纤纤芯a内扫描形成缩径模场2，使得缩径模场2折射率升高，从而使得缩径模场2聚光能力增强，输出模场直径变小，从而既能够避免漏光，也能够保证低损耗藕合。
进一步说明，参考图1和图2，扩径模场1为扩径圆锥台。
步骤S3包括以下步骤：
S31、根据包层材质调节激光束功率；
根据包层的材质调节激光束的功率，从而根据材质确定包层的损伤域。
S32、确定扩径模场1的高度L1、扩径模场1的底面直径r1和扩径模场1的顶面直径R1，r1＜R1；
首先确定待加工光纤纤芯a的外径r1和第一待藕合光纤纤芯b的外径R1，随后确定扩径模场1的高度L1、扩径模场1的底面直径r1和扩径模场1的顶面直径R1，扩径模场1的高度L1通常为1～2mm，即待加工光纤纤芯a的外径等于扩径模场1的底面直径，第一待藕合光纤纤芯b的外径等于扩径模场1的顶面直径，其中r1＜R1，即扩径模场1的一端与待加工光纤纤芯a的外径相同，扩径模场1的另一端与待加工光纤纤芯a的端面平齐并且与第一待藕合光纤纤芯b的外径相同。
S33、将激光束的焦点调节至与待加工光纤A端面距离为L1的高度；
在开始加工时，首先将激光束的焦点调节至与待加工光纤A端面距离为L1的高度，先准备扫描形成扩径模场1的下端面，此时激光束保持与待加工光纤纤芯a平行。
S34、激光束在待加工光纤A的包层内以待加工光纤纤芯a的轴线为圆心扫描形成外径为r1、内径为待加工光纤纤芯a直径的圆环；
随后激光束沿着同一高度以待加工光纤纤芯a的轴线为圆心在待加工光纤A的包层中进行扫描，激光束的扫描区域为外径为r1的圆，由于此时外径与内径相同，所以不进行内圆扫描。
S35、将激光束的焦点向上移动x，使激光束的焦点与待加工光纤A端面距离为L1-ix，i为激光束焦点向上移动的次数；
激光束第一次扫描完成后，将激光束的焦点向上移动或者将待加工光纤A向下移动L1-x的距离，优选将激光束向上移动，避免待加工光纤A在移动过程中位置偏移，保证加工精度，满足藕合需求，向上移动的距离x可为0.8～8um，提高扩大模场的平整度与光滑度。
S36、激光束在待加工光纤A的包层内以待加工光纤纤芯a的轴线为圆心扫描形成外径为内径为待加工光纤纤芯a直径的圆环；
随后开始第二次扫描，此时激光束的扫描内径同样为r1，不同的是，激光束的扫描外径为从而形成位于第一层圆环顶部的第二层的圆环。
S37、重复步骤S35和S36，直至完成扩径锥形区域扫描。
激光束按照步骤S35和步骤S36扫描完成后向上移动焦距再进行扫描，如此自下而上逐层扫描，直至完成外径内径为r1的圆环扫描，此时ix＝L1，完成扩径模场1的扫描。
其中，扩径模场1套设在待加工光纤A的外侧，扩径模场1的下端面位于待加工光纤A中，扩径模场1的上端面与待加工光纤A藕合端面平齐，扩径模场1与待加工光纤纤芯a同轴。
参考图3，在将待加工光纤A与第一待藕合光纤B藕合时，扩径模场1上端面直径与第一待藕合光纤纤芯b外径相同，所以将第一待藕合光纤纤芯b与扩径模场1的上端面对齐，从而通过转换器完成待加工光纤A与第一待藕合光纤B的藕合，操作简单。
此时待加工光纤A的包层折射率为1.450，待加工光纤纤芯a的折射率为1.456，扩径模场1的折射率为1.455，由于扫描高度较短，不会超过光波导/光纤传输的截距，因此扩大后的单模光纤的模场不会产生高阶模式或者多模，同时由于飞秒激光折射率改变量较小，属于弱波导条件，也不会改变单模光纤导光模场的偏振方向。最终，单模扩径模场1的直径完全受折射率变化量和飞秒激光扫描区域的外形决定，维持单模传输。
进一步说明，参考图4和图5，缩径模场2为缩径圆锥台。
步骤S4包括以下步骤：
S41、根据待加工光纤纤芯材质调节激光束功率。
由于缩径模场2在待加工光纤纤芯a中加工，所以根据纤芯的损伤域确定激光束功率，使得缩径模场2的折射率高于待加工光纤纤芯a的折射率。
S42、确定缩径模场2的高度L2、缩径模场2的底面直径r2和缩径模场2的顶面直径R2，r2＞R2；
同样的，根据待加工光纤纤芯a的外径r1确定缩径模场2的底面直径r2＝r1，根据第二待藕合光纤纤芯c的外径R2确定缩径模场2的顶面直径R2，其中r2＞R2，此时根据加工需求确定L2的尺寸，L2可选为1～2mm。
S43、将激光束的焦点调节至与待加工光纤A端面距离为L2的高度。
S44、激光束在待加工光纤纤芯a内以待加工光纤纤芯a的轴线为圆心扫描形成直径为待加工光纤纤芯a直径的圆。
S45、将激光束的焦点向上移动n，使激光束的焦点与待加工光纤A端面距离为L2-tn，t为激光束焦点向上移动的次数。
S46、激光束在待加工光纤纤芯a内以待加工光纤纤芯a的轴线为圆心扫描形成直径为的圆。
S47、重复步骤S45和S46，直至完成缩径锥形区域扫描。
同样的，激光束自下而上逐层扫描时其扫描半径逐渐减小，直至完成缩径模场2的扫描；参考图6，待加工光纤A与第二待藕合光纤C进行藕合时，将待加工光纤A中缩径模场2的上端面与第二待藕合光纤纤芯c对齐，随后通过模式转化器进行融合；此时待加工光纤纤芯a中的激光在缩径模场2中全反射至待耦合光纤纤芯c中。
实施例2
与实施例1不同的是，实施例1中的扩径模场1和缩径模场2均为自下而上逐层扫描，本实施例提供的扩径模场1和缩径模场2均为自上而下逐层扫描形成，此时：
步骤S3具体包括以下步骤：
S31、根据包层材质调节激光束功率；
S32、确定扩径模场1的高度L1、扩径模场1的底面直径r1和扩径模场1的顶面直径R1，r1＜R1；
S33、将激光束的焦点调节至与待加工光纤A端面距离为0的高度；
S34、激光束在待加工光纤A的包层内以待加工光纤纤芯a的轴线为圆心扫描形成外径为R1、内径为待加工光纤纤芯a直径的圆环；
S35、将激光束的焦点向下移动x，使激光束的焦点与待加工光纤A端面距离为ix，i为激光束焦点向下移动的次数；
S36、激光束在待加工光纤A的包层内以待加工光纤纤芯a的轴线为圆心扫描形成外径为内径为待加工光纤纤芯a直径的圆环；
S37、重复步骤S35和S36，直至完成扩径锥形区域扫描。
步骤S4包括以下步骤：
S41、根据待加工光纤纤芯a材质调节激光束功率；
S42、确定缩径模场2的高度L2、缩径模场2的底面直径r2和缩径模场2的顶面直径R2，r2＞R2；
S43、将激光束的焦点调节至与待加工光纤A端面距离为0的高度；
S44、激光束在待加工光纤纤芯a内以待加工光纤纤芯a的轴线为圆心扫描形成直径为R2的圆；
S45、将激光束的焦点向下移动n，使激光束的焦点与待加工光纤A端面距离为tn，t为激光束焦点向上移动的次数；
S46、激光束在待加工光纤纤芯a内以待加工光纤纤芯a的轴线为圆心扫描形成直径为的圆；
S47、重复步骤S35和S36，直至完成缩径锥形区域扫描。
实施例3
参考图7，与实施例1和实施例2不同的是，缩径模场2为聚焦镜，聚焦镜垂直待加工光纤纤芯a设置。
此时，步骤S4包括以下步骤：
S41、根据待加工光纤纤芯a材质调节激光束功率；
S42、根据第二待藕合光纤纤芯c的直径r＇和缩径模场2的焦距d确定聚焦镜与待加工光纤A端面的距离为r1为待加工光纤纤芯a的直径；
根据凸透镜在一倍焦距内能够聚拢光束的作用，首先确定缩径模场2的焦距d，根据第二待藕合光纤纤芯c的外径确定缩径模场2的厚度。
参考图8，为了保证待加工光纤纤芯a中所有的光束都能够通过缩径模场2后进入到第二待藕合光纤纤芯c中，需要确保缩径模场2的焦点位于第二待藕合光纤纤芯c内部或者二待藕合光纤纤芯c的待藕合端面，从而确定聚焦镜与待加工光纤A端面的距离为
S43、根据聚焦镜的厚度和口径大小，通过激光束在待加工光纤纤芯a内或者待加工光纤A包层与待加工光纤纤芯a内扫描形成聚焦镜；
按照实施例1或者实施例2的扫描方法逐层扫描形成对应尺寸的聚焦镜，完成缩径模场2的扫描。
实施例4
参考图9，本实施例提供一种调控光纤模场直径的设备，用于实现实施例1～3至少一个调控光纤模场直径的方法，包括激光发射单元3、反射镜4、聚焦物镜5和三维移动单元6；
激光发射单元3发射的激光通过反射镜4由聚焦物镜5聚焦形成激光束，三维移动单元6顶部连接待加工光纤A，待加工光纤A与激光束均竖直设置。
在使用时，首先将待加工光纤A连接在三维移动单元6上，随后通过三维移动单元6将待加工光纤A调节至竖直设置，随后通过调节激光发射单元3发射的激光通过反射镜4反射给聚焦物镜5，从而通过聚焦物镜5将激光聚焦为激光束，通过调节激光束的焦点位置从而在待加工光纤A上扫描形成扩径模场1或者缩径模场2。
Claims (10)
1.一种调控光纤模场直径的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将待加工光纤(A)与激光束平行设置；
S2、判断待加工光纤(A)模场的调控要求：
若待加工光纤(A)模场需要扩大，则执行步骤S3；
若待加工光纤(A)模场需要缩小，则执行步骤S4；
S3、通过激光束在待加工光纤纤芯(a)外侧的包层内扫描形成扩径模场(1)；
S4、通过激光束在待加工光纤纤芯(a)内扫描形成缩径模场(2)。
2.根据权利要求1所述的调控光纤模场直径的方法，其特征在于，所述扩径模场(1)为扩径圆锥台，所述扩径圆锥台与待加工光纤纤芯(a)同轴，扩径圆锥台的底面直径小于扩径圆锥台的顶面直径，扩径圆锥台的顶面与待加工光纤(A)端面平齐，扩径圆锥台的顶面与第一待藕合光纤纤芯(b)外径相同。
3.根据权利要求2所述的调控光纤模场直径的方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：
S31、根据包层材质调节激光束功率；
S32、确定扩径模场(1)的高度L1、扩径模场(1)的底面直径r1和扩径模场(1)的顶面直径R1，r1＜R1；
S33、将激光束的焦点调节至与待加工光纤(A)端面距离为L1的高度；
S34、激光束在待加工光纤(A)的包层内以待加工光纤纤芯(a)的轴线为圆心扫描形成外径为r1、内径为待加工光纤纤芯(a)直径的圆环；
S35、将激光束的焦点向上移动x，使激光束的焦点与待加工光纤(A)端面距离为L1-ix，i为激光束焦点向上移动的次数；
S36、激光束在待加工光纤(A)的包层内以待加工光纤纤芯(a)的轴线为圆心扫描形成外径为内径为待加工光纤纤芯(a)直径的圆环；
S37、重复步骤S35和S36，直至完成扩径锥形区域扫描。
4.根据权利要求2所述的调控光纤模场直径的方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：
S31、根据包层材质调节激光束功率；
S32、确定扩径模场(1)的高度L1、扩径模场(1)的底面直径r1和扩径模场(1)的顶面直径R1，r1＜R1；
S33、将激光束的焦点调节至与待加工光纤(A)端面距离为0的高度；
S34、激光束在待加工光纤(A)的包层内以待加工光纤纤芯(a)的轴线为圆心扫描形成外径为R1、内径为待加工光纤纤芯(a)直径的圆环；
S35、将激光束的焦点向下移动x，使激光束的焦点与待加工光纤(A)端面距离为ix，i为激光束焦点向下移动的次数；
S36、激光束在待加工光纤(A)的包层内以待加工光纤纤芯(a)的轴线为圆心扫描形成外径为内径为待加工光纤纤芯(a)直径的圆环；
S37、重复步骤S35和S36，直至完成扩径锥形区域扫描。
5.根据权利要求1所述的调控光纤模场直径的方法，其特征在于，所述缩径模场(2)为缩径圆锥台，所述缩径圆锥台与待加工光纤纤芯(a)同轴，缩径圆锥台的底面直径大于缩径圆锥台的顶面直径，缩径圆锥台的顶面与待加工光纤(A)端面平齐，缩径圆锥台的顶面与第二待藕合光纤纤芯(c)外径相同。
6.根据权利要求5所述的调控光纤模场直径的方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：
S41、根据待加工光纤纤芯(a)材质调节激光束功率；
S42、确定缩径模场(2)的高度L2、缩径模场(2)的底面直径r2和缩径模场(2)的顶面直径R2，r2＞R2；
S43、将激光束的焦点调节至与待加工光纤(A)端面距离为L2的高度；
S44、激光束在待加工光纤的纤芯(a)内以待加工光纤纤芯(a)的轴线为圆心扫描形成直径为待加工光纤纤芯(a)直径的圆；
S45、将激光束的焦点向上移动n，使激光束的焦点与待加工光纤(A)端面距离为L2-tn，t为激光束焦点向上移动的次数；
S46、激光束在待加工光纤的纤芯(a)内以待加工光纤纤芯(a)的轴线为圆心扫描形成直径为的圆；
S47、重复步骤S45和S46，直至完成缩径锥形区域扫描。
7.根据权利要求5所述的调控光纤模场直径的方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：
S41、根据待加工光纤纤芯(a)材质调节激光束功率；
S42、确定缩径模场(2)的高度L2、缩径模场(2)的底面直径r2和缩径模场(2)的顶面直径R2，r2＞R2；
S43、将激光束的焦点调节至与待加工光纤(A)端面距离为0的高度；
S44、激光束在待加工光纤的纤芯(a)内以待加工光纤纤芯(a)的轴线为圆心扫描形成直径为R2的圆；
S45、将激光束的焦点向下移动n，使激光束的焦点与待加工光纤(A)端面距离为tn，t为激光束焦点向上移动的次数；
S46、激光束在待加工光纤的纤芯(a)内以待加工光纤纤芯(a)的轴线为圆心扫描形成直径为的圆；
S47、重复步骤S35和S36，直至完成缩径锥形区域扫描。
8.根据权利要求1所述的调控光纤模场直径的方法，其特征在于，所述缩径模场(2)为聚焦镜，所述聚焦镜垂直待加工光纤纤芯(a)设置。
9.根据权利要求8所述的调控光纤模场直径的方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下步骤：
S41、根据待加工光纤纤芯(a)材质调节激光束功率；
S42、根据第二待藕合光纤纤芯(c)的直径r＇和缩径模场(2)的焦距d确定聚焦镜与待加工光纤(A)端面的距离为r1为待加工光纤纤芯(a)的直径；
S43、根据聚焦镜的厚度和口径大小，通过激光束在待加工光纤纤芯(a)内或者待加工光纤(A)包层与待加工光纤纤芯(a)内扫描形成聚焦镜。
10.一种调控光纤模场直径的设备，用于实现权利要求3、4、6、7或者9所述调控光纤模场直径的方法，其特征在于，包括激光发射单元(3)、反射镜(4)、聚焦物镜(5)和三维移动单元(6)；
所述激光发射单元(3)发射的激光通过反射镜(4)由聚焦物镜(5)聚焦形成激光束，所述三维移动单元(6)顶部连接待加工光纤(A)，待加工光纤(A)与激光束均竖直设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311171153.8A CN117130097A (zh) | 2023-09-11 | 2023-09-11 | 一种调控光纤模场直径的方法及其设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311171153.8A CN117130097A (zh) | 2023-09-11 | 2023-09-11 | 一种调控光纤模场直径的方法及其设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117130097A true CN117130097A (zh) | 2023-11-28 |
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ID=88854443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311171153.8A Pending CN117130097A (zh) | 2023-09-11 | 2023-09-11 | 一种调控光纤模场直径的方法及其设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| CN (1) | CN117130097A (zh) |
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2023
- 2023-09-11 CN CN202311171153.8A patent/CN117130097A/zh active Pending
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