CN201417320Y - 光纤端面泵浦合束器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种光纤端面泵浦合束器，包括信号输入光纤、输出双包层光纤、至少一根泵浦输入光纤，所述信号输入光纤与输出双包层光纤通过端面连接，输出双包层光纤的内包层的末端为多边棱台，所述泵浦输入光纤与信号输入光纤在侧面连接，所述信号输入光纤的侧面结合处的包层为多边形棱柱，所述多边形棱柱和多边棱台的截面边数与泵浦输入光纤的数量匹配，所述泵浦输入光纤结合处的一边成短楔形，与多边棱台侧边配合，其端部向外延伸与所述输出双包层光纤的多边棱台侧边配合，各光纤结合面之间通过折射率匹配胶或火焰烧结方式结合在一起。其制作简单且不破坏双包层光纤的纤芯，能提供良好的反向隔离性能和减少信号损耗。

Description

光纤端面泵浦合束器
技术领域
本实用新型涉及光纤合束器，尤其涉及一种应用于光纤激光器或光纤放大器的光纤端面泵浦合束器。
背景技术
光纤激光器的包层泵浦耦合技术对决定光纤激光器性能和水平具有不可估量的作用。用于大功率全光纤激光器的光纤泵浦耦合器件在很高的功率条件下使用，其耦合效率必须很高，损耗必须很小，承受的功率必须很大，并且，输入光的路数还需要尽可能的多。在如此众多的极限条件要求下，制作优质的泵浦耦合器件具有很高的难度，不过，实现的方式方法也多种多样，这是一项富有挑战性的技术。从大功率光纤激光器的发展趋势来看，还要求泵浦耦合器件在将泵浦光耦合到内包层的同时，尽量不影响和损害双包层光纤的纤芯，因为只有这样才能在不影响信号激光的产生和传输的情况下实现级联泵浦，实现超大功率的输出。
目前，双包层高功率光纤激光器采用的泵浦方式主要有端面泵浦和侧向泵浦两种。在现有的端面泵浦技术中，如专利申请号：200420074890.2的一种N×1光纤合束器，将多根泵浦输入光纤熔融拉锥、切割，再与双包层输出光纤熔接，制作工艺复杂，且切割、熔接难度较大，反向隔离性能差；现有的侧面泵浦技术中，如专利申请号为：03141900.3的双包层光纤激光器侧面耦合泵浦装置，在双包层光纤的内包层、外包层和涂敷层开设的V形槽中光胶合一镀有高反射膜的V形棱镜，泵浦光经过透镜组聚焦于V形棱镜的镀膜面上耦合进双包层光纤的内包层，并通过内包层传输，可以在双包层光纤的多个部位嵌设多个结构相同的装置耦合多束泵浦光，这种制作方法工艺要求高，且稳定性较差。
因此，如何制作工艺简单且泵浦效率高的光纤端面泵浦合束器是业内亟待解决的一个技术问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种制作简单且泵浦耦合效率高的光纤端面泵浦合束器。
为解决所述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：一种光纤端面泵浦合束器，包括信号输入光纤、输出双包层光纤、至少一根泵浦输入光纤，其中：所述信号输入光纤与输出双包层光纤通过端面连接，输出双包层光纤的内包层的末端为多边棱台，所述泵浦输入光纤与信号输入光纤在侧面连接，所述信号输入光纤的侧面结合处的包层为多边形棱柱，所述多边形棱柱和多边棱台的截面边数与泵浦输入光纤的数量匹配，所述泵浦输入光纤结合处的一边成短楔形，与多边棱台侧边配合，其端部向外延伸与所述输出双包层光纤的多边棱台侧边配合，各光纤结合面之间通过折射率匹配胶或火焰烧结方式结合在一起。
所述信号输入光纤、输出双包层光纤、泵浦输入光纤相互之间的结合面用研磨加工，所述信号输入光纤可为双包层光纤或泵浦输入光纤。
在本实用新型的一个实施例中，所述信号输入光纤侧面结合处的包层为正三棱柱并与三根泵浦输入光纤结合，所述输出双包层光纤结合处的内包层的末端为正三棱台，从而制作成(3+1)×1光纤合束器产品，并且提供良好的反向隔离性能。
在本实用新型的其他实施方式中，所述信号输入光纤侧面结合处的包层为多边棱柱并与多根泵浦输入光纤结合，所述输出双包层光纤结合处的内包层的末端为多边棱台，从而制作成(N+1)×1或N×1光纤合束器产品，
与现有技术相比，本实用新型的制作工艺简单，信号输入光纤侧面结合处的包层为多边棱柱并与多根泵浦输入光纤结合，输出双包层光纤结合处的内包层的末端为多边棱台，因此可以制作多种规格的光纤端面泵浦合束器，光纤之间的结合不破坏双包层光纤的纤芯，提供了良好的反向隔离性能和减少信号损耗。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作出详细的说明，其中：
图1为本实用新型光纤端面泵浦合束器的结构示意图；
图2是较佳实施例图1中A-A横截面示意图；
图3是较佳实施例图1中B-B横截面示意图；
图4是另一实施例图1中A-A横截面示意图；
图5是另一实施例图1中B-B横截面示意图。
具体实施方式
图1示出了本实用新型的结构示意图，信号输入光纤10与输出双包层光纤30通过端面27连接，输出双包层光纤30的内包层34的末端341为多边棱台，所述泵浦输入光纤18与信号输入光纤10在侧面连接，所述信号输入光纤10的侧面结合处26的包层14为多边形棱柱，所述多边形棱柱和多边棱台的截面边数与泵浦输入光纤18的数量匹配，所述泵浦输入光纤18结合处28的一边成短楔形，与多边棱台侧边配合，其端部向外延伸与所述输出双包层光纤30的多边棱台侧边配合，各光纤结合面之间通过折射率匹配胶或火焰烧结方式结合在一起。
图2是较佳实施例图1中的A-A横截面示意图，信号输入光纤10侧面结合处26的包层14为正三棱柱并与三根泵浦输入光纤18结合，输出双包层光纤30结合处28的内包层34的末端341为正三棱台。泵浦输入光纤(200/2200.22NA)纤芯为200um，包层220um，用拉锥的方法先将三根泵浦输入光纤的包层拉细到125um，然后分别将其末端研磨成短楔状，楔底长为L。信号输入光纤选用双包层光纤(20/125-GDF)并将其端面切割光滑并进行侧面研磨(研磨成正三棱柱)再用折射率匹配胶与三根泵浦输入光纤结合。输出双包层光纤30选用光纤(20/400-GDF)内包层为400um，芯径为20um，沿输出双包层光纤30内包层34径向研磨边高为L的正三棱台，图3示出了本例图1中B-B横截面的示意图，使所得的正三棱台与三根泵浦输入光纤18末端的短楔形结合相匹配，最后将三根泵浦输入光纤及一根信号输入光纤(双包层光纤)末端用火焰烧结在双包层输出光纤30的内包层末端的正三棱台上，并在其结合处外用涂敷层紧包，即制作成(3+1)×1光纤合束器。在工作中，泵浦输入光纤18中泵浦光通过研磨处逐渐耦合进入输出双包层光纤30的内包层，最终通过其内包层传输，测试结果表明：耦合效率平均在95％以上，信号插损在0.5dB以下。
由N根泵浦输入光纤、一根输入双包层光纤(信号输入光纤)、一根输出双包层光纤结合制成(N+1)×1光纤合束器。
图4是另一实施例图1中A-A横截面示意图，信号输入光纤10侧面结合处26的包层14的为正六棱柱并与六根泵浦输入光纤18结合，输出双包层光纤30结合处28的内包层34的末端341为正六棱台。泵浦输入光纤(200/2200.22NA)纤芯为200um，包层220um，用拉锥的方法先将六根泵浦输入光纤的包层拉细到125um，然后分别将其末端研磨成短楔状，楔底长为L。信号输入光纤选用一根泵浦输入光纤并将其端面切割光滑并进行侧面研磨(研磨成正六边形柱体)再用折射率匹配胶与六根泵浦输入光纤结合。输出双包层光纤30选用光纤(20/400-GDF)的内包层为400um，芯径为20um，沿输出双包层光纤30内包层34径向研磨边高为L的正六棱台，图5示出了本例图1中B-B横截面的示意图，使所得的正六棱台与六根泵浦输入光纤18末端的短楔形结合相匹配，最后将六根泵浦输入光纤及一根信号输入光纤(泵浦输入光纤)末端用火焰烧结在双包层输出光纤30的内包层末端的正六棱台上，即制作成7×1光纤合束器。在工作中，泵浦输入光纤18中泵浦光通过研磨处逐渐耦合进入输出双包层光纤30的内包层，最终通过其内包层传输，测试结果表明：耦合效率平均在95％以上。
由N根泵浦输入光纤(其中间一根为信号输入光纤)与一根输出双包层光纤结合制成N×1光纤合束器。
本实用新型利用研磨工艺，将泵浦光从端面耦合进输出双包层光纤的内包层，不损伤双包层的纤芯，具有工艺简单、稳定性好、成品率高、反向隔离性能佳等优点。
以上结合较佳实施方式对本实用新型进行了具体描述，但是本技术领域内的技术人员可以对这些实施方式做出多种变更或变化，这些变更和变化应落入本实用新型保护的范围之内。

Claims (5)

1、一种光纤端面泵浦合束器，包括信号输入光纤(10)、输出双包层光纤(30)、至少一根泵浦输入光纤(18)，其特征在于：所述信号输入光纤(10)与输出双包层光纤(30)通过端面(27)连接，输出双包层光纤(30)的内包层(34)的末端(341)为多边棱台，所述泵浦输入光纤(18)与信号输入光纤(10)在侧面连接，所述信号输入光纤(10)的侧面结合处(26)的包层(14)为多边形棱柱，所述多边形棱柱和多边棱台的截面边数与泵浦输入光纤(18)的数量匹配，所述泵浦输入光纤(18)结合处(28)的一边成短楔形，与多边棱台侧边配合，其端部向外延伸与所述输出双包层光纤(30)的多边棱台侧边配合，各光纤结合面之间通过折射率匹配胶或火焰烧结方式结合在一起。
2、根据权利要求1所述的光纤端面泵浦合束器，其特征在于：所述信号输入光纤(10)、输出双包层光纤(30)、泵浦输入光纤(18)相互之间的结合面用研磨加工。
3、根据权利要求1或2所述的光纤端面泵浦合束器，其特征在于：所述信号输入光纤(10)可为双包层光纤或泵浦输入光纤。
4、根据权利要求1所述的光纤端面泵浦合束器，其特征在于：所述信号输入光纤(10)侧面结合处(26)的包层(14)为正三棱柱并与三根泵浦输入光纤(18)结合，所述输出双包层光纤(30)结合处(28)的内包层(34)的末端(341)为正三棱台。
5、根据权利要求1所述的光纤端面泵浦合束器，其特征在于：所述信号输入光纤(10)侧面结合处(26)的包层(14)的为正六棱柱并与六根泵浦输入光纤(18)结合，所述输出双包层光纤(30)结合处(28)的内包层(34)的末端(341)为正六棱台。
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