CN214954213U - 一种高功率光隔离器、wdm、合束器的集成光器件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高功率光隔离器、WDM、合束器的集成光器件，其包括依序设置的双光纤头、第一透镜、WDM滤波片、第一吸气剂、隔离器core、第二吸气剂、第二透镜、单光纤头、第一玻璃套管、第二玻璃套管、第三玻璃套管和第四玻璃套管。本实用新型使用多模光纤和三包层光纤组成双光纤头，降到了泵浦波长对耦合效率的影响。同时双光纤头和单光纤头的光纤端面都分别连接有End‑cap或TEC光纤，降低了光纤头端面的光能量密度，明显提高了激光损伤阈值。另外器件内部增加了缺口和吸气剂，提升了长期可靠性。本方案集成了高功率光合束器、WDM器件、隔离器于一体，具有集成化程度高、体积小、成本低、可靠性高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光雷达技术领域，尤其是一种高功率光隔离器、WDM、合束器的集成光器件。
背景技术
用于激光雷达的光纤激光器中的需要使用合束器对泵浦光进行耦合，此外在激光器的光路中需要隔离器对反向传输的光进行隔离，用以保护激光器。目前常用的方法是分别使用独立的合束器和隔离器，而且器件都是密封结构，内部粘合元件用的胶在长期使用情况下会存在有机气体的挥发，对内部元件造成污染，从而影响长期可靠性。所以目前的器件存在光纤熔接点多、可靠性低和成本高的问题。
发明内容
针对现有技术的情况，本实用新型提出一种将隔离器、WDM、合束器的功能集成到一个光器件的结构，所采用的技术方案为：
一种高功率光隔离器、WDM、合束器的集成光器件，其包括第三玻璃套管, 第三玻璃套管内部同轴间隔依序设有双光纤准直器、第一吸气剂、隔离器core、第二吸气剂和单光纤准直器；
所述双光纤准直器由双光纤头、第一透镜、WDM滤波片、第一玻璃套管和第二玻璃套管组成，其中第一玻璃套管用于固定双光纤头和第一透镜，第二玻璃套管用于固定WDM滤波片；
所述单光纤准直器由单光纤头、第二透镜、第四玻璃套管组成，其中第四玻璃套管用于固定单光纤头和第二透镜；
所述双光纤头的入射光纤为多模光纤，用于泵浦光的输入；
所述双光纤头的反射光纤为三包层光纤，其纤芯用于信号光的输入，包覆在纤芯外的第一包层用于泵浦光的传输；
所述双光纤头的入射光纤和反射光纤的光纤端面以及单光纤头的光纤端面分别连接有End-cap或TEC光纤；
所述WDM滤波片和所述第二玻璃套管之间留有空气隙；
所述第一透镜和所述第一玻璃套管之间留有空气隙；
所述第一透镜和所述第二玻璃套管之间留有空气隙；
所述第二透镜和所述第四玻璃套管之间留有空气隙；
所述第一吸气剂和所述第二吸气剂用于吸收内部挥发的有机气体。
进一步的，所述WDM滤波片位于所述第一透镜的焦点处。
进一步的，所述WDM滤波片镀有信号光增透膜和泵浦光高反膜。
进一步的，所述的反射光纤的第二包层为石英包层，其中第二包层包覆在第一包层外。
采用上述的技术方案，本实用新型与现有技术相比，其具有的有益效果为：泵浦光采用多模光纤进行耦合，其数值孔径较大，泵浦波长对耦合效率的影响极低。同时双光纤头和单光纤头的光纤端面都分别连接有End-cap或TEC光纤，起到对光的扩束作用，这样可以降低光纤头端面的光能量密度，可明显提高激光损伤阈值。另外器件内部增加缺口和吸气剂，吸气剂可以把内部挥发出来的气体吸收掉，可提升长期可靠性。另外使用第二包层为石英包层的光纤作为反射光纤，避免了光纤漏光的问题。这些都有利于光纤激光器集成化封装。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型方案做进一步的阐述：
图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
图2为实施例1中WDM滤波片和第二玻璃套管装配示意图；
图3为实施例1中第一透镜和第一玻璃套管、第二玻璃套管装配示意图；
图4为实施例1中第二透镜和第四玻璃套管装配示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本实用新型包括第三玻璃套管1011, 第三玻璃套管1011内部同轴间隔依序设有双光纤准直器、第一吸气剂1004、隔离器core1005、第二吸气剂1006和单光纤准直器；
双光纤准直器由双光纤头1001、第一透镜1002、WDM滤波片1003、第一玻璃套管1009和第二玻璃套管1010组成，其中第一玻璃套管1009用于固定双光纤头1001和第一透镜1002，第二玻璃套管1010用于固定WDM滤波片1003；
单光纤准直器由单光纤头1008、第二透镜1007、第四玻璃套管1012组成，其中第四玻璃套管1012用于固定单光纤头1008和第二透镜1007；
双光纤头1001由多模光纤10012、三包层光纤10011、End-cap 10014、End-cap10013及毛细管组成。
单光纤头1008由单模光纤10081、End-cap10082及毛细管组成。
多模光纤10012和三包层光纤10011的前端分别熔接上一段End-cap10014和End-cap10013。泵浦光从多模光纤10012输入，经过第一透镜1002后，在WDM滤波片1003表面发生反射。其中，WDM滤波片1003表面镀有对泵浦光反射且对信号光透射的光学薄膜，且WDM滤波片1003放置在第一透镜1002的焦点处。由WDM滤波片1003反射的泵浦光经过透镜1002聚焦并耦合进三包层光纤10011的第一包层（包覆在纤芯外）中。由于三包层光纤10011的第二包层（包覆在第一包层外）是石英包层，避免了第一包层的光因为三包层光纤10011接触到毛细管而漏到毛细管中。
信号光从三包层光纤10011的纤芯进入，依次通过第一透镜1002、WDM滤波片1003、隔离器core1005、第二透镜1007耦合到单模光纤10081中并输出。
如图2所示，WDM滤波片1003未完全覆盖第二玻璃套管1010的截面，WDM滤波片1003的侧壁上留有一定的缺口，这使得其和第二玻璃套管1010之间存在空气隙；
如图3所示、第一透镜1002侧壁带有缺口，这使得其和第一玻璃套管1009以及第二玻璃套管1010的内壁之间分别存在空气隙；
如图4所示，第二透镜1007侧壁带有缺口，这使得其和第四玻璃套管1012以之间存在空气隙；
以上设计使得第二透镜1002和双光纤头1001之间的间隙中挥发的气体得以从WDM滤波片1003以及第二玻璃套管1010的缺口中流通，然后被第一吸气剂1004或第二吸气剂1006吸收。以上设计使得第二透镜1007和单光纤头1008之间的间隙中挥发的气体就可以从第二透镜1007以及第四玻璃套管1012的侧壁空隙中流通，然后被第一吸气剂1004和第二吸气剂1006吸收。
实施例2
其主要结构与实施例1相同，不同之处在于用TEC光纤代替实施例1中的End-cap，其它结构和光路都与实施例1所述相同，便不再赘述。
以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对此实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种高功率光隔离器、WDM、合束器的集成光器件，其特征在于：其包括第三玻璃套管, 第三玻璃套管内部同轴间隔依序设有双光纤准直器、第一吸气剂、隔离器core、第二吸气剂和单光纤准直器；
所述双光纤准直器由双光纤头、第一透镜、WDM滤波片、第一玻璃套管和第二玻璃套管组成，其中第一玻璃套管用于固定双光纤头和第一透镜，第二玻璃套管用于固定WDM滤波片；
所述单光纤准直器由单光纤头、第二透镜、第四玻璃套管组成，其中第四玻璃套管用于固定单光纤头和第二透镜；
所述双光纤头的入射光纤为多模光纤，用于泵浦光的输入；
所述双光纤头的反射光纤为三包层光纤，其纤芯用于信号光的输入，包覆在纤芯外的第一包层用于泵浦光的传输；
所述双光纤头的入射光纤和反射光纤的光纤端面以及单光纤头的光纤端面分别连接有End-cap或TEC光纤；
所述WDM滤波片和所述第二玻璃套管之间留有空气隙；
所述第一透镜和所述第一玻璃套管之间留有空气隙；
所述第一透镜和所述第二玻璃套管之间留有空气隙；
所述第二透镜和所述第四玻璃套管之间留有空气隙；
所述第一吸气剂和所述第二吸气剂用于吸收内部挥发的有机气体。
2.根据权利要求1所述的一种高功率光隔离器、WDM、合束器的集成光器件，其特征在于：所述WDM滤波片位于所述第一透镜的焦点处。
3.根据权利要求1所述的一种高功率光隔离器、WDM、合束器的集成光器件，其特征在于：所述WDM滤波片镀有信号光增透膜和泵浦光高反膜。
4.根据权利要求1所述的一种高功率光隔离器、WDM、合束器的集成光器件，其特征在于：所述反射光纤的第二包层为石英包层，其中第二包层包覆在第一包层外。
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