CN216748298U - 一种单模双纤功率合束器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单模双纤功率合束器，包括输入光纤、输出光纤及合束部分，所述输入光纤为两根单纤单模光纤，所述输出光纤为多模单芯光纤，所述输入光纤与输出光纤之间为合束部分，合束部分是由输入光纤中纤芯区的光纤与输出光纤中的光纤经熔融拉锥后形成的光纤拉锥束。本实用新型结构简单，尺寸灵巧，解决了单模激光双纤耦合的技术，两束单模单纤光可以通过此器件功率合束为多模单纤光输出。

Description

一种单模双纤功率合束器

技术领域

本实用新型涉及光纤耦合器领域，具体一种单模双纤功率合束器。

背景技术

光纤合束器是在熔融拉锥光纤束的基础上制备的光纤器件。它是将一束光纤剥去涂覆层，然后以一定方式排列在一起，在高温中加热使之熔化，同时向相反方向拉伸光纤束，光纤加热区域熔融成为熔锥光纤束，从锥腰切断后，将锥区输出端与一根输出光纤熔接。

目前双纤功率合束器基本结构为2*1类型，绝大多数输入两端口光纤为多模光纤，数值孔径NA相对小，输出端口为更粗纤芯的多模光纤、数值孔径NA大的光纤或者匹配的无源双包层匹配光纤。但是在实际应用中也存在需要合成两束单模光纤能量的功能性器件。这个时候常规的2*1结构功率合束器无法满足这种应用。单纯的两路单模光纤进行熔融耦合，最终实现的是两路输出，而在理论上实现不了单根功率的叠加输出。

实用新型内容

为了克服以上单模双纤不能耦合的技术问题，本实用新型提供一种单模双纤功率合束器，有效地解决了单模激光双纤耦合的技术，并实现了单模双纤耦合功率合束器的生产制作过程。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种单模双纤功率合束器，包括输入光纤、输出光纤及合束部分，所述输入光纤为两根单模单纤光纤，所述输出光纤为多模单芯光纤，所述输入光纤与输出光纤之间为合束部分，合束部分是由输入光纤中纤芯区的光纤与输出光纤中的光纤经熔融拉锥后形成的光纤拉锥束。

优选的，两束单模单纤光纤可以通过此器件功率合束为单纤光输出。

优选的，单模双纤功率合束器还包括热扩束光纤，所述热扩束光纤包括一根单模单纤光纤与输出光纤。

优选的，所述合束部分位于石英圆管内且石英圆管的两端通过内部封装胶封装。

优选的，所述石英圆管外还套设有不锈钢管且不锈钢管的两端通过外部封装胶封装。

一种单模双纤功率合束器的制备方法，包括以下步骤：

（1）先将一根单模单纤光纤与输出光纤进行熔接，并做纤芯的热扩束处理，使其与输出纤芯做一个匹配过渡，得到热扩束光纤；

（2）将热扩束光纤与单模单纤光纤进行加热熔融处理，熔融拉锥后光耦合到输出光纤，完成后只保留单模单纤光纤的输入端。

（3）将步骤（2）中的结构进行可靠性封装处理，并进行通光测试合束效率。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

（1）本实用新型选用多类应用环境的单模激光器输出光纤，找到了双根单模光纤不能高效地耦合到单根光纤输出的方式。

（2）本实用新型制作方式变化较大，颠覆传统的制作方式。常规多模合束实现方式为熔锥→切割→熔接，本实用新型则次用熔接→扩束→拉锥的方式进行制备。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种单模双纤功率合束器的整体图；

图2为本实用新型一种单模双纤功率合束器制备方法中单模与多模熔接图；

图3为本实用新型本实用新型一种单模双纤功率合束器制备方法中单模与多模熔接效果图；

图4为本实用新型一种单模双纤功率合束器制备方法中热扩束效果图；

图5为本实用新型一种单模双纤功率合束器制备方法中热扩束光纤与单模光纤熔融拉锥图；

图6为本实用新型一种单模双纤功率合束器制备方法中光耦合图；

图7为本实用新型一种单模双纤功率合束器制备方法中封装前结构图；

图8为常规多模合束过程中两根多模光纤熔融拉锥图；

图9为常规多模合束过程中两根多模光纤切断位置图；

图10为常规多模合束过程中两根多模光纤与输出光纤加热熔接图；

图中：1、不锈钢管，2、输入光纤，3、输出光纤， 4、石英圆管，5、内部封装胶，6、外部封装胶，7、合束部分，8、单模单纤光纤，9、热扩束光纤。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上部”、“底部”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

请参阅图1-图7，一种单模双纤功率合束器，包括输入光纤2、输出光纤3及合束部分7，所述输入光纤2为两根单模单纤光纤8，所述输出光纤3为多模单芯光纤，所述输入光纤2与输出光纤3之间为合束部分7，合束部分7是由输入光纤2中纤芯区的光纤与输出光纤3中的光纤经熔融拉锥后形成的光纤拉锥束。

具体的，两束单模单纤光纤8可以通过此器件功率合束为单纤光输出。

进一步的，单模双纤功率合束器还包括热扩束光纤9，所述热扩束光纤9包括一根单模单纤光纤8与输出光纤3。

更进一步的，所述合束部分7位于石英圆管4内且石英圆管4的两端通过内部封装胶5封装。

更更进一步的，所述石英圆管4外还套设有不锈钢管1且不锈钢管1的两端通过外部封装胶6封装。

在本实用新型一种单模双纤功率合束器还包括其制备方法，包括以下步骤：

（1）先将一根单模单纤光纤8与输出光纤3进行熔接，并做纤芯的热扩束处理，使其与输出纤芯做一个匹配过渡，得到热扩束光纤9；

（2）将热扩束光纤9与单模单纤光纤8进行加热熔融处理，熔融拉锥后光耦合到输出光纤3，完成后只保留单模单纤光纤8的输入端。

（3）将步骤（2）中的结构进行可靠性封装处理，封装处理包括硅基双层衬底和不锈钢管封装结构，并对设备进行通光测试合束效率。

本实用新型包含选用具有多种应用波长的单模单纤光纤，双纤输入，单路功率合成并输出的一体化单钢管封装结构。两束单模输出的光纤激光器若要叠加成一路输出，一般很难实现，但是通过本专利器件可以将此功能实现，并且功率损耗不大。从操作工序上来讲，采用的是熔接→扩束→拉锥的形式，而不是传统熔锥→切割→熔接的方式（参阅图8-10）。本专利的工序也是适合两个单模激光耦合进一条光纤的最优方式。从原材料光纤特性来讲，本专利采用的是双根单模光纤激光耦合同一光纤的方式，这在传统的2合1功率合束器制作上是没有体现过的。传统的2合1功率耦合器均为多模到多模方式或者小数值孔径光纤耦合到大输出孔径光纤的方式。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种单模双纤功率合束器，包括输入光纤（2）、输出光纤（3）及合束部分（7），其特征在于：所述输入光纤（2）为两根单模单纤光纤（8），所述输出光纤（3）为多模单芯光纤，所述输入光纤（2）与输出光纤（3）之间为合束部分（7），合束部分（7）是由输入光纤（2）中纤芯区的光纤与输出光纤（3）中的光纤经熔融拉锥后形成的光纤拉锥束。

2.根据权利要求1所述的一种单模双纤功率合束器，其特征在于：两束单模单纤光纤（8）可以通过此器件功率合束为单纤光输出。

3.根据权利要求1所述的一种单模双纤功率合束器，其特征在于：单模双纤功率合束器还包括热扩束光纤（9），所述热扩束光纤包括一根单模单纤光纤（8）与输出光纤（3）。

4.根据权利要求1所述的一种单模双纤功率合束器，其特征在于：所述合束部分（7）位于石英圆管（4）内且石英圆管（4）的两端通过内部封装胶（5）封装。

5.根据权利要求4所述的一种单模双纤功率合束器，其特征在于：所述石英圆管（4）外还套设有不锈钢管（1）且不锈钢管（1）的两端通过外部封装胶（6）封装。

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