CN203950059U - 一种高功率光纤合束器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及高功率光纤激光器技术领域，尤其涉及一种高功率光纤合束器，其包括输入光纤束、输出双包层光纤、封装装置；输入光纤束包括玻璃管，玻璃管内设置有用于输入信号光的1根信号光纤、用于输入泵浦光的6根多模光纤。本实用新型可以将6根多模光纤中的泵浦光耦合到输出双包层光纤的包层中,同时也将信号光纤的信号光耦合到输出双包层光纤的纤芯中,形成高功率(6+1)x1光纤合束器，而封装装置内的冷却介质可以将泄漏的泵浦光吸收并转化成热量带出，从而提高了器件的稳定性及可靠性，极大程度地提高了对于高功率激光的承受能力，使其能够承受上百瓦的激光，从而可以被运用到千瓦级或者万瓦级的光纤激光器中。

Description

一种高功率光纤合束器

技术领域

本实用新型涉及高功率光纤激光器技术领域，尤其涉及一种高功率光纤合束器。

背景技术

光纤激光器主要由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本的要素组成。泵浦源主要是高功率半导体激光器，增益介质为稀土掺杂双包层光纤，谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔，也可以用耦合器构成各种环形谐振腔。泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤，增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益并产生自发辐射所产生的自发辐射光经受激放大和谐振腔的选模作用后最终形成稳定激光输出。在泵浦光通光多模光纤输入到光纤束，耦合到输出双包层光纤的内包层中，信号光或监控红光纤过输入双包层光纤到光纤束,耦合到输出光纤双包层光纤的纤芯中,耦合过程中有部分泵浦光泄漏到器件里,经吸收后变成热能,使器件的温度升高、稳定性及可靠性降低,进而破坏光的耦合,导致激光器的输出功率受到限制,很大程度上阻止了光纤激光器向更高功率发展,因此,开发一种高性能,散热良好的光纤合束器显得很有必要。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足而提供一种高功率光纤合束器，它可以将6根多模光纤中的泵浦光耦合到输出双包层光纤的包层中(即内包层与外包层之间),同时也将信号光纤的信号光耦合到输出双包层光纤的纤芯中,并将泄漏的泵浦光吸收，再转化成热量带出，从而提高了器件的稳定性及可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种高功率光纤合束器，包括输入光纤束、输出双包层光纤、封装装置；所述输入光纤束包括玻璃管，所述玻璃管内设置有用于输入信号光的1根信号光纤、用于输入泵浦光的6根多模光纤，所述6根多模光纤以所述信号光纤为圆心均匀分布；所述输出双包层光纤包括纤芯、包裹在所述纤芯外围的内包层、包裹在所述内包层外围的外包层；所述封装装置内开设有冷却腔，所述冷却腔内设置有冷却介质，且所述冷却腔的一侧设置有冷却介质入口、另一侧设置有冷却介质出口；所述输入光纤束与所述输出双包层光纤相接，且所述输入光纤束与所述输出双包层光纤的相接处位于所述封装装置的冷却腔内；其中，所述输入光纤束的信号光纤与所述输出双包层光纤的纤芯连接，所述输入光纤束的多模光纤包裹在所述输出双包层光纤的内包层与外包层之间，使信号光从所述输入光纤束的信号光纤传输到所述输出双包层光纤的纤芯中、泵浦光从所述输入光纤束的多模光纤传输到所述输出双包层光纤的内包层与外包层之间。

本实用新型有益效果在于：

本实用新型可以将6根多模光纤中的泵浦光耦合到输出双包层光纤的包层中,同时也将信号光纤的信号光耦合到输出双包层光纤的纤芯中,形成高功率(6+1)x1光纤合束器，而封装装置内的冷却介质可以将泄漏的泵浦光吸收并转化成热量带出，从而提高了器件的稳定性及可靠性，极大程度地提高了对于高功率激光的承受能力，使其能够承受上百瓦的激光，从而可以被运用到千瓦级或者万瓦级的光纤激光器中。

附图说明

图1为本实用新型高功率光纤合束器的结构示意图。

图2为本实用新型的输入光纤束与输出双包层光纤相接的结构示意图。

图3为本实用新型的输入光纤束的截面示意图。

具体实施方式

为了详细说明本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1～3，本实用新型的高功率光纤合束器，包括输入光纤束1、输出双包层光纤4、封装装置2，封装装置2的截面形状可以为方形或圆形。

输入光纤束1包括玻璃管11，玻璃管11内设置有用于输入信号光的1根信号光纤12、用于输入泵浦光的6根多模光纤13，6根多模光纤13以信号光纤12为圆心均匀分布。具体地说，6根多模光纤13与1根信号光纤12烧结在一起而组成输入光纤束1，而且，在制作输入光纤束1时，需要控制光纤直径变化快慢满足Stewart-Love判据,保证光在光纤内传输,不会泄漏到光纤包层外。

输出双包层光纤4包括纤芯、包裹在纤芯外围的内包层、包裹在内包层外围的外包层。封装装置2内开设有冷却腔3，冷却腔3内设置有冷却介质，冷却介质可以为水。且冷却腔3的一侧设置有冷却介质入口5、另一侧设置有冷却介质出口6，使冷却腔3可以从冷却介质入口5流入冷却介质、再由冷却介质出口6流出冷却介质。

输入光纤束1与输出双包层光纤4相接，且输入光纤束1与输出双包层光纤4的相接处位于封装装置2的冷却腔3内；其中，输入光纤束1的信号光纤12与输出双包层光纤4的纤芯连接，输入光纤束1的多模光纤13包裹在输出双包层光纤4的内包层与外包层之间，使信号光从输入光纤束1的信号光纤12传输到输出双包层光纤4的纤芯中、泵浦光从输入光纤束1的多模光纤13传输到输出双包层光纤4的内包层与外包层之间。

其中，输入光纤束1与输出双包层光纤4是采用电弧放电的方式直接加热焊接而相接，当然，也可以采用氢氧液或激光或电弧烧结。

具体地说，输入光纤束1与输出双包层光纤4的相接过程为：首先，将要组成输入光纤束1的光纤剥除一段涂覆层，通过夹具，使信号光纤12位于中间,多模光纤13均匀排列在信号光纤12周围，再用氢氧液或激光或电弧烧制,从烧结区截断,制作成输入光纤束1；然后，将输入光纤束1的信号光纤12与输出双包层光纤4的纤芯对准且匹配、输入光纤束1的多模光纤13与输出双包层光纤4的外包层匹配，再用氢氧液或激光或电弧烧结，保证信号光从输入光纤束1的信号光纤12中传输到输出双包层光纤4的纤芯中、泵浦光从输入光纤束1的多模光纤13传输到输出双包层光纤4的内包层与外包层之间，即完成相接，如图2所示。

其中，输入光纤束1与输出双包层光纤4相接好后，即可将相接处封装在封装装置2内的冷却腔3内，使用时，从冷却介质入口5先通上水，使之充满冷却腔3，并可以从冷却介质出口6流出，就可以把泄漏的光吸收并转化成热量带出。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，均属本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种高功率光纤合束器，其特征在于：包括输入光纤束、输出双包层光纤、封装装置；所述输入光纤束包括玻璃管，所述玻璃管内设置有用于输入信号光的1根信号光纤、用于输入泵浦光的6根多模光纤，所述6根多模光纤以所述信号光纤为圆心均匀分布；所述输出双包层光纤包括纤芯、包裹在所述纤芯外围的内包层、包裹在所述内包层外围的外包层；所述封装装置内开设有冷却腔，所述冷却腔内设置有冷却介质，且所述冷却腔的一侧设置有冷却介质入口、另一侧设置有冷却介质出口；

所述输入光纤束与所述输出双包层光纤相接，且所述输入光纤束与所述输出双包层光纤的相接处位于所述封装装置的冷却腔内；其中，所述输入光纤束的信号光纤与所述输出双包层光纤的纤芯连接，所述输入光纤束的多模光纤包裹在所述输出双包层光纤的内包层与外包层之间，使信号光从所述输入光纤束的信号光纤传输到所述输出双包层光纤的纤芯中、泵浦光从所述输入光纤束的多模光纤传输到所述输出双包层光纤的内包层与外包层之间。

2.根据权利要求1所述的高功率光纤合束器，其特征在于：所述输入光纤束与所述输出双包层光纤是采用电弧放电的方式直接加热焊接而相接。

3.根据权利要求1所述的高功率光纤合束器，其特征在于：所述冷却腔内的冷却介质为水。

4.根据权利要求1至3任一项所述的高功率光纤合束器，其特征在于：所述封装装置的截面形状为方形或圆形。