CN220820287U - 一种预制光纤及其制作的可滤除高阶模的光纤、激光器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种预制光纤及其制作的可滤除高阶模的光纤、激光器，包括光纤本体，光纤本体上设置有去除涂覆层的窗口光纤，窗口光纤的包层直径周期性改变。本实用新型的有益效果是：通过对预制光纤包层直径的周期性改变，使采用此预制光纤制作的光纤的包层直径和纤芯直径都产生周期性改变，纤芯到包层产生非全反射，利用非全反射作用将高阶模剥离出光纤，从而获得滤除高阶模的光纤；有效避免了锥形微结构光纤高阶模滤波器，微结构光纤价格昂贵，制造工艺要求严苛，通过对光纤预制棒的设计实现滤除光纤高阶模，需要从光纤预制棒源头做起，要整合基础供应商的资源，成本高昂的弊端。
Description
技术领域
本实用新型涉及光通信设备技术领域，具体涉及一种预制光纤及其制作的可滤除高阶模的光纤、激光器。
背景技术
在医疗方向的掺铥光纤激光器现有技术领域，尚未使用到工业激光器的一些成熟技术。例如，工业激光器有不断提高输出功率满足快速加工的需求，为了提高输出功率普遍使用大模场光纤来降低功率密度，大模场光纤除了基模之外还能够传输几种高阶模式。在强调单模输出的场合，有滤除这些高阶模的需求。
现有技术领域典型代表是锥形微结构光纤高阶模滤波器，或通过对光纤预制棒的设计实现滤除光纤高阶模；前者实施起来非常地困难，微结构光纤价格昂贵，制造工艺要求严苛；后者需要从光纤预制棒源头做起，要整合基础供应商的资源，成本高昂。
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预制光纤及其制作的可滤除高阶模的光纤、激光器，以克服上述现有技术中的不足。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于制作滤除高阶模的光纤的预制光纤，包括光纤本体，光纤本体上设置有去除涂覆层的窗口光纤，窗口光纤的包层直径周期性改变。
本实用新型的有益效果是：通过对预制光纤包层直径的周期性改变，使采用此预制光纤制作的光纤的包层直径和纤芯直径都产生周期性改变，纤芯到包层产生非全反射，利用非全反射作用将高阶模剥离出光纤，从而获得滤除高阶模的光纤；有效避免了锥形微结构光纤高阶模滤波器，微结构光纤价格昂贵，制造工艺要求严苛，通过对光纤预制棒的设计实现滤除光纤高阶模，需要从光纤预制棒源头做起，要整合基础供应商的资源，成本高昂的弊端。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，包层为二氧化硅材质。
进一步，光纤本体长度为1m。
进一步，窗口光纤长度为30mm。
进一步，包层的最大直径处与相邻的最小直径处距离为2mm。
一种可滤除高阶模的光纤，为采用用于制作滤除高阶模的光纤的预制光纤加工而成的光纤。
一种激光器，包括可滤除高阶模的光纤。
附图说明
图1为本实用新型光纤的结构示意图一；
图2为本实用新型光纤的局部结构示意图；
图3为本实用新型光纤的结构示意图二。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、光纤本体，2、涂覆层，3、窗口光纤，4、包层，5、纤芯。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1，如图1～图3所示，一种用于制作滤除高阶模的光纤的预制光纤，包括光纤本体1，光纤本体1上设置有去除涂覆层2的窗口光纤3，窗口光纤3的包层4直径周期性改变。
采用此预制光纤制作滤除高阶模的光纤，先加热窗口光纤，使其达到软化点，再在窗口光纤的两侧施加拉力F。根据公式：
在直径变化区由于横截面积S不同，则拉力强度P不同；
a区域为拉力强度极大值，b区域为拉力强度极小值，b为应力集中点且轴向拉伸速度更快，直径的变化幅度也更大。这个效应会同时作用到纤芯5，使不同的纤芯5区域也产生不同的拉伸速度，最终不同的拉伸速度引起了纤芯5直径的变化；
通过对预制光纤包层4直径的周期性改变，使采用此预制光纤制作的光纤的包层4直径和纤芯5直径都产生周期性改变，纤芯5到包层4产生非全反射，利用非全反射作用将高阶模剥离出光纤，从而获得滤除高阶模的光纤；
有效避免了锥形微结构光纤高阶模滤波器，微结构光纤价格昂贵，制造工艺要求严苛，通过对光纤预制棒的设计实现滤除光纤高阶模，需要从光纤预制棒源头做起，要整合基础供应商的资源，成本高昂的弊端。
实施例2，如图1～图3所示，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
包层4为二氧化硅材质。
实施例3，如图1～图3所示，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
光纤本体1长度为1m。作为一个在线制作的器件，以不引入新的熔接点的方式在光学器件(如光栅、耦合器)的尾纤上进行加工。可以有两种使用方法，放置于腔内或腔外。
实施例4，如图1～图3所示，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
窗口光纤3长度为30mm。为激光加工提供足够的长度。
实施例5，如图1～图3所示，本实施例为在实施例1的基础上所进行的进一步改进，其具体如下：
包层4的最大直径处与相邻的最小直径处距离为2mm。实现稳定全光纤结构的光纤激光器最重要的是实现和其他无源器件的高效熔接，折射率剖面、数值孔径、几何尺寸则是影响熔接损耗最重大的因素；实现高效全光纤结构的光纤激光器需要的是保证光纤具有良好的涂层均匀性和高的激光转换效率。
使用的加工技术会产生周期性结构，使加工周期特征与波长相差10倍以上，能够有效避免产生衍射。同时考虑激光在光纤表面的消融直径可能达到0.5mm级别，为使加工痕迹清晰设置了足够的距离。
实施例6，如图1～图3所示，一种可滤除高阶模的光纤，本实施例为采用实施例1至5任一实施例预制光纤加工而成的光纤。
实施例7，如图1～图3所示，一种激光器，包括实施例6的光纤。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (7)
1.一种用于制作滤除高阶模的光纤的预制光纤，其特征在于，包括光纤本体(1)，所述光纤本体(1)上设置有去除涂覆层(2)的窗口光纤(3)，所述窗口光纤(3)的包层(4)直径周期性改变。
2.根据权利要求1所述的一种用于制作滤除高阶模的光纤的预制光纤，其特征在于，所述包层(4)为二氧化硅材质。
3.根据权利要求1所述的一种用于制作滤除高阶模的光纤的预制光纤，其特征在于，所述光纤本体(1)长度为1m。
4.根据权利要求1所述的一种用于制作滤除高阶模的光纤的预制光纤，其特征在于，所述窗口光纤(3)长度为30mm。
5.根据权利要求1所述的一种用于制作滤除高阶模的光纤的预制光纤，其特征在于，所述包层(4)的最大直径处与相邻的最小直径处距离为2mm。
6.一种可滤除高阶模的光纤，其特征在于，为采用权利要求1至5任一所述预制光纤加工而成的光纤。
7.一种激光器，其特征在于，包括权利要求6所述的光纤。
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