CN203012178U - 一种双包层光纤的包层光功率剥离元件 - Google Patents

Abstract

一种双包层光纤的包层光功率剥离元件，包括机械元件（1）和双包层光纤（2），机械元件（1）由基板（11）和盖板（12）组成，所述的基板（11）上开设有弯曲的半圆柱形凹槽（13），盖板（12）上也开设有与所述基板对应的弯曲的半圆柱形凹槽；其特征在于：所述的双包层光纤（2）置于机械元件（1）中。本实用新型纤芯中的信号光高阶模和ASE高阶模也会泄漏到包层中，从而抑制了纤芯中的放大自发辐射，改善了纤芯中信号光的传播模式和光束质量。增大了包层中传播的光的发散角，大发散角的包层光功率更有效的被吸收和剥离，提高了剥离效率。结构简单，制作成本低，适合大批量生产。

Description

一种双包层光纤的包层光功率剥离元件

技术领域

本实用新型涉及一种双包层光纤中包层光功率的剥离元件，属于光电子技术领域。

背景技术

自1988年E. Snitzer等首次描述包层泵浦光纤激光器以来，双包层光纤逐渐被广泛地应用到光纤激光器和光纤放大器等领域。双包层光纤的出现，有效地提高了光纤激光器中泵浦光的耦合效率和吸收效率，大大提高了光纤激光器的输出效率。包层泵浦技术的工作原理是：泵浦光以斜射的方式注入到光纤的内包层，并以折射的方式反复穿越纤芯，从而泵浦光被纤芯中的稀土离子吸收，产生的激光则沿纤芯传播。在理想情况下，信号光会全部被放大，而泵浦光会全部被吸收。事实上，有限长度的有源光纤意味着泵浦光不能被完全吸收，会有剩余的泵浦光；信号光和纤芯中的放大自发辐射（Amplified Spontaneous Emission, ASE）也会泄露至内包层中传输。这些无用光继续在光纤中传播往往会对后续器件产生破坏，进而成为有害光。所以在这样的光学系统中，去除包层光功率是一项非常重要的工作。中国专利公开号CN101718916A，名称为剥离双包层光纤中剩余泵浦光的方法，是将全光纤激光器输出端的双包层光纤的一段外包层和涂覆层去除，然后在该段光纤的内包层外面以高折射率的有机材料进行重新涂覆。其不足之处是：一需要较长的吸收长度；二剥离效率低，尤其是对小发散角的包层功率；三对于纤芯中的ASE的抑制效果不明显。中国专利公开号CN102208741A，名称为一种高效剩余泵浦光衰减方法，是将光纤激光器输出端的双包层光纤的一段外包层和涂覆层去除，然后在该段光纤的中间部位制作长周期光纤光栅，光栅的带阻波长与泵浦光波长匹配，以衰减内包层中剩余的泵浦光，但不衰减光纤激光器的信号光。其不足之处在于对纤芯中的ASE抑制效果不明显。还有参考文献（Alexandre Wetter. April 2008. High Power cladding light strippers. Proceedings Of SPIE.  Vol.6873.）提出，将光纤激光器输出端的双包层光纤的一段外包层和涂覆层去除，然后在该段光纤的内包层外面分前后两段，以高折射率的有机材料进行重新涂覆。第一段涂覆材料的作用是使包层中的光线发散角增大；第二段涂覆材料的作用是使包层光功率得到衰减这种结构的包层功率剥离器结构剥离效率有所提高，但结构复杂，工艺难控制。同时对于纤芯中的ASE的抑制效果不明显。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供了一种双包层光纤的包层光功率剥离元件，是将双包层光纤的一段外包层和涂覆层去除，然后在该段光纤的内包层外面涂覆以高折射率的有机材料，然并使上述光纤段呈弯曲状，上述元件的折射率高于所述的双包层光纤的内包层的折射率，在剥离包层光功率的同时，能够在一定程度上抑制纤芯中的ASE光功率；改善了激光在纤芯中的传输模式，有利于纤芯中基模的传输和光束质量。

本实用新型采用的技术方案是：一种双包层光纤的包层光功率剥离元件，包括机械元件和双包层光纤，机械元件由基板和盖板组成，所述的基板上开设有弯曲的半圆柱形凹槽，盖板上也开设有与所述基板对应的弯曲的半圆柱形凹槽；其特征在于：双包层光纤置于机械元件中。

所述的半圆柱形凹槽的曲率半径为50mm~500mm。

所述的双包层光纤的外包层和涂覆层由高折射率有机材料紫外胶替代；并置于基板的弯曲的半圆柱形凹槽中，然后将盖板与基板合并，使重新涂覆的光纤段呈弯曲状并固定。

所述的盖板和基板弯曲的半圆柱形的凹槽半径小于等于重新涂覆的光纤段的外半径。

所述的双包层光纤去除了外包层和涂覆层的那一段的长度等于半圆柱形凹槽的长度。

本发明的有益效果：1、本发明纤芯中的信号光高阶模和ASE高阶模也会泄漏到包层中，从而抑制了纤芯中的放大自发辐射，改善了纤芯中信号光的传播模式和光束质量。2、增大了包层中传播的光的发散角，大发散角的包层光功率更有效的被吸收和剥离，提高了剥离效率。3、本发明具有结构简单，制作成本低，适合大批量生产。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是双包层光纤经过处理后的剖面示意图。

图3是机械元件中凹槽的俯视图。

图中：1机械元件、11基板、12盖板、13半圆柱形凹槽、2双包层光纤、21外包层、22涂覆层、3紫外胶有机材料。

具体实施方式

由图1知，一种双包层光纤的包层光功率剥离元件，包括机械元件1和双包层光纤2，机械元件1由基板11和盖板12组成，双包层光纤2置于机械元件中。

由图2知，基板11开设有弯曲的半圆柱形凹槽13，所述的盖板12开设有与所述基板11对应的弯曲的半圆柱形凹槽13。

由图3知，是机械元件中凹槽的俯视图。双包层光纤2的外包层21和涂覆层22去除一段，然后用高折射率紫外胶有机材料3重新涂覆该段光纤。双包层光纤置于机械元件中：将外包层去除后重新涂覆的光纤段，置于基板11的弯曲的半圆柱形凹槽中，然后将所述的盖板12与基板11合并，使重新涂覆的光纤段呈弯曲状并固定。

在本发明中，所述盖板11和基板12的弯曲的半圆柱形的凹槽13的半径小于等于重新涂覆的光纤段的外半径。双包层光纤2去除了外包层和涂覆层的那一段的长度正好等于凹槽的长度。所述弯曲的半圆柱形凹槽13的曲率为50mm~500mm。所述的机械元件1有导热性良好的金属（铝、铜）制成。

实施例1：

一台全光纤激光器，将其输出端光纤光栅之后的双包层光纤的一段外包层及涂覆层剥除，剥除区段的长度为64mm。此处涉及的双包层光纤2的纤芯直径为25μm，NA~0.06；内包层直径为250μm，NA~0.46，高折射率有机涂覆层直径大约为2.5mm，折射率为1.45。采用导热性良好的金属来制作上述机械元件1，基板的尺寸为60mm×60mm×10mm，在其上表面铣出直径略小于2.5mm的弯曲的半圆柱形凹槽13，曲率半径为100mm，长度为50mm。机械元件1的盖板12尺寸为60mm×60mm×5mm，在其下表面也铣出同样的槽。这样盖板12与基板11合并时，可以实现光纤与机械件的紧密接触，从而保证良好的热传导性能。

本发明依据的原理是：包层中的光经过该段弯曲的光纤后，发散角会明显变大，纤芯中的信号光高阶模和ASE高阶模部分也泄漏到包层中，且其发散角会随着传播距离的增加而变大。在内包层外部高折射率有机物涂覆层的作用下，这些大发散角的包层光功率被强烈地吸收，改善了纤芯中信号光的传输模式，也一定程度上抑制了ASE光功率。

Claims (5)

1.一种双包层光纤的包层光功率剥离元件，包括机械元件（1）和双包层光纤（2），机械元件（1）由基板（11）和盖板（12）组成，所述的基板（11）上开设有弯曲的半圆柱形凹槽（13），盖板（12）上也开设有与所述基板对应的弯曲的半圆柱形凹槽；其特征在于：所述的双包层光纤（2）置于机械元件（1）中。

2.根据权利要求1所述的一种双包层光纤的包层光功率剥离元件，其特征在于：所述的所述的半圆柱形凹槽（13）的曲率半径为50mm~500mm。

3.根据权利要求1所述的一种双包层光纤的包层光功率剥离元件，其特征在于：所述的双包层光纤（2）的外包层（21）和涂覆层（22）由高折射率有机材料紫外胶（3）替代；并置于基板（11）的弯曲的半圆柱形凹槽（13）中，然后将盖板（12）与基板（11）合并，使重新涂覆的光纤段呈弯曲状并固定。

4.根据权利要求1所述的一种双包层光纤的包层光功率剥离元件，其特征在于：所述的盖板（12）和基板（11）弯曲的半圆柱形的凹槽半径小于等于重新涂覆的光纤段的外半径。

5.根据权利要求1所述的一种双包层光纤的包层光功率剥离元件，其特征在于：所述的双包层光纤（2）去除了外包层和涂覆层的那一段的长度等于半圆柱形的凹槽（13）的长度。

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