WO2017096697A1 - 一种光纤输入端结构 - Google Patents

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宋奎岩
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    • H01S3/0675—Resonators including a grating structure, e.g. distributed Bragg reflectors [DBR] or distributed feedback [DFB] fibre lasers

Definitions

  • Figure 1 shows a schematic view of a prior art fiber optic input structure, as disclosed in U.S. Patent No. 2,100,195,957, issued to A.
  • the surface of the fiber is subjected to roughening pretreatment, or a material is filled between the fiber and the transparent sleeve (the refractive index of the filler is equal to or greater than the refractive index of the cladding); the refractive index of the transparent sleeve is equal to or greater than the refractive index of the cladding, and the outer surface
  • the roughening process, and its length is long enough that the residual light in the cladding can overflow the fiber before reaching the tail of the connector.
  • the invention allows the radiant light to exit the connector in the form of light without generating heat, avoiding thermal damage to the connector.
  • the present invention provides a fiber optic input structure to address the above problems or at least partially solve the above problems.
  • the first optical fiber is coaxial with a central axis of the second optical fiber, one end of the first optical fiber serves as a light input end, and the other end of the first optical fiber is coupled to the second optical fiber;
  • the diameter of the first cladding of the first optical fiber is greater than the diameter of the first cladding of the second optical fiber, and the difference between the two is greater than a first preset threshold;
  • the fiber input end structure further comprises: a sleeve
  • the other end of the first optical fiber is joined to the second optical fiber by electrode discharge welding, laser heating welding or adhesive bonding.
  • FIG. 4A is a schematic view showing an optical path of incident light entering a fiber input end structure according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the structure of an optical fiber input terminal according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the first optical fiber 1 includes: a first optical fiber core and a first optical fiber first cladding wrapped outside the first optical fiber core;
  • the second optical fiber 2 includes: a second optical fiber core and wrapped outside the second optical fiber core The first cladding of the second optical fiber.
  • the diameter of the first cladding of the first optical fiber Greater than the diameter of the first cladding of the second fiber The difference between the two is greater than a first predetermined threshold; the diameter of the first fiber core Less than or equal to the diameter of the second fiber core The difference between the two is less than the second predetermined threshold.
  • FIG. 4B is a schematic view showing the optical path of incident light entering the input end of the optical fiber according to another embodiment of the present invention.
  • the incident angle ⁇ of the incident light a', b' exceeds the numerical aperture of the first optical fiber 1.
  • An angle ⁇ , and the spot size is smaller than the diameter of the first fiber core of the first optical fiber 1
  • the incident light a', b' enters the first fiber core, it overflows into the first cladding of the first fiber because it does not satisfy the total reflection condition; the incident angle ⁇ of the incident light c', d' satisfies the first
  • the numerical aperture angle of fiber 1 is coupled into the first fiber core.
  • the diameter of the first cladding of the first optical fiber is larger than the diameter of the first cladding of the second optical fiber, the light rays a', b' entering the first cladding of the first optical fiber are in the first cladding of the first optical fiber.
  • the incident angle is equal to or smaller than the value of the first optical fiber 1
  • the incident light c', d' of the aperture angle ⁇ is stably transmitted in the core of the first optical fiber, and after reaching the junction of the first optical fiber 1 and the second optical fiber 2, since the diameter of the first optical fiber core is less than or equal to the second
  • the fiber core is further coupled into the second fiber core to form a stable transmission.
  • the first optical fiber 1 and the second optical fiber 2 are both multimode optical fibers, and the other end of the first optical fiber 1 is bonded to the second optical fiber 2 by electrode discharge welding, laser heat welding or adhesive bonding. Way to join. Diameter of the first cladding of the first fiber Diameter with the core of the first fiber Ratio 1.1 to 50; diameter of the first fiber core Less than or equal to the diameter of the second fiber core The length L1 of the first optical fiber 1 is 1 mm to 3000 mm.
  • the fiber end structure provided in this embodiment is such that the tail end of the first cladding of the first optical fiber is processed into an inclined surface to facilitate the divergence of the scattered light and to reduce the back-reflected light.
  • the bonding between the first optical fiber 1 and the second optical fiber 2 is also possible.
  • the glue is evenly distributed, and the conical shape of the colloid at the junction is optimal. In this way, it is also possible to form an inclined surface at the trailing end of the first optical fiber 1, but the process is easier to implement with respect to the inclined surface of the fiber end.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing the structure of an optical fiber input terminal according to Embodiment 4 of the present invention.
  • the fiber input end structure includes: a first optical fiber 1, a second optical fiber 2, and an end cap 4; the central axis of the first optical fiber 1 and the second optical fiber 2 are coaxial, and one end of the end cap 4 is plated with an increase Through the membrane, the other end of the end cap 4 is joined to one end of the first optical fiber 1, and the other end of the first optical fiber 1 is joined to the second optical fiber.
  • the first optical fiber 1 includes: a first optical fiber core and a first optical fiber first cladding wrapped outside the first optical fiber core; the second optical fiber 2 includes: a second optical fiber core and wrapped outside the second optical fiber core The first cladding of the second optical fiber.
  • the end cap 4 is made of quartz or glass, and the diameter of the end cap 4 is larger than the diameter of the first core of the first optical fiber. Diameter of the first cladding of the first fiber Greater than the diameter of the first cladding of the second fiber The difference between the two is greater than a first predetermined threshold; the diameter of the first fiber core Less than or equal to the diameter of the second fiber core The difference between the two is less than the second predetermined threshold.
  • the present embodiment adds a coreless fiber end cap 4 to the front end of the first optical fiber 1, which is advantageous for reducing the optical power density at the incident end and avoiding damage of the end face of the optical fiber when the high power laser is incident.

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Abstract

一种光纤输入端结构，该光纤输入端结构包括：第一光纤(1)和第二光纤(2)；第一光纤(1)与第二光纤(2)的中心轴共轴，第一光纤(1)的一端作为光输入端，第一光纤(1)的另一端与第二光纤接合；第一光纤(1)包括：第一光纤纤芯和第一光纤第一包层；第二光纤(2)包括：第二光纤纤芯和第二光纤第一包层；第一光纤第一包层的直径大于第二光纤第一包层的直径，且二者的差值大于第一预设阈值；第一光纤纤芯的直径小于或等于第二光纤纤芯的直径，且二者的差值小于第二预设阈值。该光纤输入端结构构造简单、工艺上易于实现、可靠性高、可实施性强；能够有效地剥除进入光纤的包层中的光，且剥除的光以光的形式溢出，避免了热效应对光纤造成的热损伤。

Description

一种光纤输入端结构 技术领域
本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种光纤输入端结构。
背景技术
当高功率激光耦合进入光纤时，若入射光光斑尺寸大于光纤纤芯直径或入射角度超过光纤的数值孔径角，就会有部分光进入光纤包层。在包层中传输的光在入射端泄露后会转化成热量，从而损伤光纤头；若在传输过程中被涂覆层吸收，也会转换成热量，从而损伤光纤。
图1示出了现有的一种光纤输入端结构的示意图，由美国专利US 20100195957A1所公开，如图1所示，该专利在光纤外部套透明套管保护光纤。光纤表面要进行粗糙化预处理，或在光纤与透明套管之间填充材料(填充材料折射率等于或大于包层折射率)；透明套管的折射率等于或大于包层折射率，外表面粗糙化处理，且其长度足够长，使得包层中的残余光在到达连接头尾部之前能够溢出光纤。该发明使得辐射光以光的形式离开连接头，而不会产生热量，避免了对连接头的热损伤。
该方案存在的问题是：对光纤进行粗糙化处理后，光纤表面可能会留下微裂纹，影响其长期工作的可靠性；结构复杂。而且溢出光可能烧毁光纤与透明套管之间填充材料，部件的可靠性存在风险。
图2示出了现有的另一种光纤输入端结构的示意图，由美国专利US 20120262938A1所公开，如图2所示，在裸光纤的前端有一段长度为L的纤芯延长区域，该纤芯延长区域可通过腐蚀或其它工艺去除裸光纤前端的包层来实现。纤芯延长区域也可以保留一定厚度的包层，例如厚度小于包层直径的1/3，1/5，1/10，1/20，或1/100。通过这种方式，能够基本上消除由于光斑尺寸过大或方向偏离而耦合到光纤包层中的光。
该方案存在的问题是：需要对光纤进行包层腐蚀，腐蚀后的光纤变脆弱，影响长期可靠性，且腐蚀后的光纤无法再进行切割、研磨等 工艺加工；为消除入射光通过包层末端端面进入光纤包层，还需要对该面进行粗糙化或镀反射膜等工艺处理，加工难度大。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种光纤输入端结构，以解决上述问题或者至少部分地解决上述问题。
依据本发明的一个方面，提供了一种光纤输入端结构，该光纤输入端结构包括：第一光纤和第二光纤；
所述第一光纤与所述第二光纤的中心轴共轴，所述第一光纤的一端作为光输入端，所述第一光纤的另一端与所述第二光纤接合；
所述第一光纤包括：第一光纤纤芯和包裹在第一光纤纤芯外的第一光纤第一包层；所述第二光纤包括：第二光纤纤芯和包裹在第二光纤纤芯外的第二光纤第一包层；
所述第一光纤第一包层的直径大于所述第二光纤第一包层的直径，且二者的差值大于第一预设阈值；
所述第一光纤纤芯的直径小于或等于所述第二光纤纤芯的直径，且二者的差值小于第二预设阈值。
可选地，该光纤输入端结构进一步包括：包裹在所述第一光纤第一包层外的第一光纤第二包层。
可选地，所述第一光纤第一包层的直径从预设位置处开始逐渐均匀减小，直至所述第一光纤与所述第二光纤的接合处。
可选地，该光纤输入端结构进一步包括：端帽；
所述端帽的一端镀有增透膜，所述端帽的另一端与所述第一光纤的一端接合，所述端帽的材质为石英或玻璃，所述端帽的直径大于所述第一光纤纤芯的直径。
可选地，该光纤输入端结构进一步包括：套管；
所述套管套置于所述第一光纤和所述第二光纤上，所述套管的材质为金属或玻璃；
当所述套管的材质为金属时，所述套管内侧与所述第二光纤第一包层的外侧形成的空隙中以胶进行填充；
当所述套管的材质为玻璃时，所述套管内侧与所述第二光纤第一包层的外侧形成的空隙中以胶进行填充，或者，所述套管内侧与所述 第二光纤第一包层的外侧通过激光或者电弧焊接固定。
可选地，所述第一光纤的一端的端面上镀有增透膜。
可选地，所述第一光纤的另一端与所述第二光纤通过电极放电熔接、激光加热熔接或胶黏剂粘接的方式接合。
可选地，所述第一光纤第一包层的直径与第一光纤纤芯的直径的比值为1.1～50；
所述第一光纤纤芯的直径与所述第二光纤纤芯的直径的差值等于所述第一光纤与所述第二光纤的共轴精度的2倍。
可选地，所述第一光纤的长度为1mm～3000mm。
可选地，所述第一光纤为单模光纤或者多模光纤；所述第二光纤为单模光纤或者多模光纤；
所述第一光纤为纤芯和包层为D形或方形的异形截面光纤，或者，所述第一光纤为光子晶体光纤；
所述第二光纤为纤芯和包层为D形或方形的异形截面光纤，或者，所述第二光纤为光子晶体光纤。
由上述可知，本发明提供的高功率光纤的输入端结构在光纤前端接合一段大直径光纤，从机械结构上可以看出，该光纤输入端结构具有结构简单、工艺上易于实现、可靠性高、可实施性强等优势；从工作原理可以看出，该光纤输入端结构可以有效地剥除进入光纤的包层中的光，且剥除的光以光的形式溢出，而不会转化为热量，不会产生热效应，避免了热效应对光纤造成的热损伤。
附图说明
图1示出了现有的一种光纤输入端结构的示意图；
图2示出了现有的另一种光纤输入端结构的示意图；
图3示出了根据本发明实施例一的一种光纤输入端结构的示意图；
图4A示出了根据本发明一个实施例的入射光进入光纤输入端结构的光路示意图；
图4B示出了根据本发明另一个实施例的入射光进入光纤输入端结构的光路示意图；
图5示出了根据本发明实施例二的一种光纤输入端结构的示意图；
图6示出了根据本发明实施例三的一种光纤输入端结构的示意图；
图7示出了根据本发明实施例四的一种光纤输入端结构的示意图；
图8示出了根据本发明实施例五的一种光纤输入端结构的示意图。
具体实施例
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图3示出了根据本发明实施例一的一种光纤输入端结构的示意图。如图3所示，该光纤输入端结构包括：第一光纤1和第二光纤2；第一光纤1与第二光纤2的中心轴共轴，第一光纤1的一端作为光输入端，第一光纤1的另一端与第二光纤接合。
第一光纤1包括：第一光纤纤芯和包裹在第一光纤纤芯外的第一光纤第一包层；第二光纤2包括：第二光纤纤芯和包裹在第二光纤纤芯外的第二光纤第一包层。其中，第一光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000001
大于第二光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000002
二者的差值大于第一预设阈值；所述第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000003
小于或等于第二光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000004
二者的差值小于第二预设阈值。
可见，在图3所示的光纤输入端结构中，第一光纤第一包层的直径大于第二光纤第一包层的直径，使得进入到第一光纤第一包层中的光大部分会在第一光纤与第二光纤的结合处离开第一光纤和第二光纤而溢出到外部空间中，很小部分的光进入到第二光纤第一包层中，提高了光纤输入端结构的安全性。
在一个具体的实施例中，第一光纤1与第二光纤2均为多模光纤，第一光纤1的另一端与第二光纤2通过电极放电熔接、激光加热熔接或胶黏剂粘接的方式接合。第一光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000005
与第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000006
的比值
Figure PCTCN2016071598-appb-000007
为1.1～50；第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000008
小于等于与第二光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000009
为基本消除由于光斑尺寸过大或入射角度过大而耦合到第二光纤第一包层中的光，第一光纤1的长度L1要大于1mm，通常情况下，第一光纤1的长度L1可以在1mm～3000mm的范围内进行选择。此外，可以根据需要，选择对第一光纤1的外表面进行毛化处理使第一光纤第一包层中的光从光纤侧面散射出去。
在光纤端部结构的具体处理过程中，可在第一光纤1和第二光纤2 接合后，再对第一光纤1截取长度L1，然后再对第一光纤1的一端进行研磨抛光等端面处理并镀有增透膜；也可以先准备长为L1的第一光纤1，对第一光纤1的一端进行研磨抛光等端面处理并镀有增透膜后，再与第二光纤2熔接或粘接。
由于本发明所提供的技术方案所要解决的技术问题是：当入射光的光斑尺寸大于光纤的纤芯直径或入射角度大于光纤的数值孔径角时，部分耦合到光纤的包层中的入射光由于热效应对光纤造成损伤的问题；因此，下文中将以入射光的光斑尺寸大于光纤的纤芯直径或入射角度大于光纤的数值孔径角这两种情况为例说明实施例一所提供的光纤输入端结构的工作原理。
图4A示出了根据本发明一个实施例的入射光进入光纤输入端结构的光路示意图，如图4A所示，当入射光的光斑尺寸大于第一光纤1的第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000010
而入射光的入射角度满足光纤数值孔径要求时，入射光的边缘光线a，b进入到第一光纤第一包层中，入射光的光线c，d耦合到第一光纤纤芯中。
一方面，由于第一光纤第一包层的直径大于第二光纤第一包层的直径，进入到第一光纤第一包层中的光线a，b在第一光纤第一包层中传输一段距离后，绝大部分从第一光纤第一包层的后端溢出到外部空间；另一方面，耦合到第一光纤纤芯中的光线c，d在第一光纤纤芯中经多次全反射传输到第一光纤1和第一光纤2的接合处后，由于第一光纤纤芯的直径小于或等于第二光纤纤芯，进一步耦合到第二光纤纤芯中形成稳定传输。
图4B示出了根据本发明另一个实施例的入射光进入光纤输入端结构的光路示意图，如图4B所示，当入射光a’，b’的入射角度β超过第一光纤1的数值孔径角α，而光斑尺寸小于第一光纤1的第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000011
时，入射光a’，b’在进入第一光纤纤芯后，由于不满足全反射条件又溢出到第一光纤第一包层中；入射光c’，d’的入射角度α满足第一光纤1的数值孔径角，耦合到第一光纤纤芯中。
一方面，由于第一光纤第一包层的直径大于第二光纤第一包层的直径，进入到第一光纤第一包层中的光线a’，b’在第一光纤第一包层中传输一段距离后，大部分从第一光纤第一包层的后端溢出到外部空间，不会进入第二光纤2；另一方面，入射角度等于或小于第一光纤1数值 孔径角α的入射光c’，d’，在第一光纤纤芯中稳定传输，到达第一光纤1和第二光纤2的接合处后，由于第一光纤纤芯的直径小于或等于第二光纤纤芯，进一步耦合到第二光纤纤芯中形成稳定传输。
由此可见，实施例一提供的光纤输入端结构通过在第二光纤2前端接合一段大包层直径第一光纤1，使得进入第一光纤第一包层中的光在第一光纤1的第一包层末端大部分溢出，而只有少量进入后端第二光纤第一包层，降低包层光对第二光纤的造成损伤的风险，提高经过光纤传输后的输出光束的质量。
图5示出了根据本发明实施例二的一种光纤输入端结构的示意图。如图5所示，该光纤输入端结构包括：第一光纤1和第二光纤2；第一光纤1与第二光纤2的中心轴共轴，第一光纤1的一端作为光输入端，第一光纤1的另一端与第二光纤接合。
在本实施例中，第一光纤1包括：第一光纤纤芯、包裹在第一光纤纤芯外的第一光纤第一包层、以及包裹在第一光纤第一包层外的第一光纤第二包层；第一光纤纤芯的折射率n、第一光纤第一包层的折射率n1以及第一光纤第二包层的折射率n2可以满足如下几种关系：n2≥n且n1＜n，n＞n1＞n2，或者n＞n2＞n1；第二光纤2包括：第二光纤纤芯和包裹在第二光纤纤芯外的第二光纤第一包层。其中，第一光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000012
大于第二光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000013
二者的差值大于第一预设阈值；所述第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000014
小于或等于第二光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000015
二者的差值小于第二预设阈值。
在一个具体的实施例中，第一光纤1与第二光纤2均为多模光纤，第一光纤1的另一端与第二光纤2通过电极放电熔接、激光加热熔接或胶黏剂粘接的方式接合。第一光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000016
与第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000017
的比值
Figure PCTCN2016071598-appb-000018
为1.1～50；第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000019
小于等于与第二光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000020
第一光纤1的长度L1为1mm～3000mm。
当入射光的光斑尺寸大于第一光纤1的第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000021
或入射光的入射角度大于第一光纤1的数值孔径角时，部分入射光会进入第一光纤第一包层中，在第一光纤第一包层与第一光纤第二包层的交界处发生全反射，然后回到第一光纤第一包层，如此反复，最终从第一光纤第一包层的末端处溢出。在本实施例中，由于双包层结构对光的限制作用，使得很少光线能够从第一光纤1的侧面溢出，大部分 光线都能够从第一光纤1末端包层处溢出。在其他实施例中，第一光纤1还可以是三包层结构、四包层结构等更多包层的结构，其工作原理同上述双包层结构，在此不再赘述。
可选地，在选用多包层结构的光纤作为第一光纤1时，也可以选用多包层的光纤作为第二光纤2，在此情况下需要满足的条件是：第一光纤第一包层的直径要大于第二光纤2的最外包层的直径，且第一光纤纤芯的直径小于或等于第二光纤纤芯的直径。
图6示出了根据本发明实施例三的一种光纤输入端结构的示意图。如图6所示，该光纤输入端结构包括：第一光纤1和第二光纤2；第一光纤1与第二光纤2的中心轴共轴，第一光纤1的一端作为光输入端，第一光纤1的另一端与第二光纤接合。
在本实施例中，第一光纤1包括：第一光纤纤芯和包裹在第一光纤纤芯外的第一光纤第一包层，第二光纤2包括：第二光纤纤芯和包裹在第二光纤纤芯外的第二光纤第一包层。其中，第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000022
小于或等于第二光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000023
二者的差值小于第二预设阈值；在第一光纤1的轴向方向上，确定一个预设位置，例如，该预设位置与第一光纤1的一端的轴向距离等于第一光纤1的长度的3/4，从第一光纤1的一端到该预设位置，第一光纤第一包层保持原形貌，且第一光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000024
大于第二光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000025
二者的差值大于第一预设阈值；从该预设位置到第一光纤1的另一端，第一光纤第一包层的直径逐渐均匀减小，直至第一光纤1与第二光纤2的接合处，使得第一光纤1与第二光纤2的结合处的第一光纤第一包层的直径依然大于第二光纤第一包层的直径。
可选地，第一光纤1与第二光纤2均为多模光纤，第一光纤1的另一端与第二光纤2通过电极放电熔接、激光加热熔接或胶黏剂粘接的方式接合。第一光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000026
与第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000027
的比值
Figure PCTCN2016071598-appb-000028
为1.1～50；第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000029
小于等于与第二光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000030
第一光纤1的长度L1为1mm～3000mm。
本实施例提供的光纤端部结构使得第一光纤第一包层的尾端被加工成倾斜表面，以利于溢出的光线更加发散，并且能够减小背向反射光。
此外，在其他实施例中也可以在第一光纤1与第二光纤2的接合 处均匀地点胶，以交界处胶体呈现圆锥形为最佳。以这种方式也可以在第一光纤1尾端形成倾斜面，但是工艺上相对于光纤尾端倾斜面加工更容易实现。
图7示出了根据本发明实施例四的一种光纤输入端结构的示意图。如图7所示，该光纤输入端结构包括：第一光纤1、第二光纤2和端帽4；第一光纤1与第二光纤2的中心轴共轴，端帽4的一端镀有增透膜，端帽4的另一端与第一光纤1的一端接合，第一光纤1的另一端与第二光纤接合。
第一光纤1包括：第一光纤纤芯和包裹在第一光纤纤芯外的第一光纤第一包层；第二光纤2包括：第二光纤纤芯和包裹在第二光纤纤芯外的第二光纤第一包层。其中，端帽4的材质为石英或玻璃，端帽4的直径大于第一光纤第一纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000031
第一光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000032
大于第二光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000033
二者的差值大于第一预设阈值；所述第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000034
小于或等于第二光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000035
二者的差值小于第二预设阈值。
可选地，第一光纤1与第二光纤2均为多模光纤，第一光纤1的另一端与第二光纤2通过电极放电熔接、激光加热熔接或胶黏剂粘接的方式接合。第一光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000036
与第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000037
的比值
Figure PCTCN2016071598-appb-000038
为1.1～50；第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000039
小于等于与第二光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000040
第一光纤1的长度L1为1mm～3000mm。
相对于前几个方案，本实施例在第一光纤1前端增加了无芯光纤端帽4，这有利于减小入射端光功率密度，避免高功率激光入射时光纤端面的损伤。
图8示出了根据本发明实施例五的一种光纤输入端结构的示意图。如图8所示，该光纤输入端结构包括：第一光纤1、第二光纤2和套管5；第一光纤1与第二光纤2的中心轴共轴，第一光纤1的一端作为光输入端，第一光纤1的另一端与第二光纤接合；套管5套置于所述第一光纤1和所述第二光纤2上。
第一光纤1包括：第一光纤纤芯和包裹在第一光纤纤芯外的第一光纤第一包层；第二光纤2包括：第二光纤纤芯和包裹在第二光纤纤芯外的第二光纤第一包层。其中，套管5的材质为金属或玻璃，若套管5材料选择为金属材料，如铜，还可以起到散热的作用；所述套管5 内侧与所述第二光纤第一包层的外侧形成的空隙中以胶进行填充或者焊接固定，以起到保护和固定第二光纤2的作用；第一光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000041
大于第二光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000042
二者的差值大于第一预设阈值；所述第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000043
小于或等于第二光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000044
二者的差值小于第二预设阈值。
可选地，第一光纤1与第二光纤2均为多模光纤，第一光纤1的另一端与第二光纤2通过电极放电熔接、激光加热熔接或胶黏剂粘接的方式接合。第一光纤第一包层的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000045
与第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000046
的比值
Figure PCTCN2016071598-appb-000047
为1.1～50；第一光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000048
小于等于与第二光纤纤芯的直径
Figure PCTCN2016071598-appb-000049
第一光纤1的长度L1为1mm～3000mm。
综上所述，本发明提供的高功率光纤的输入端结构在光纤前端接合一段大直径光纤，从机械结构上可以看出，该光纤输入端结构具有结构简单、工艺上易于实现、可靠性高、可实施性强等优势；从工作原理可以看出，该光纤输入端结构可以有效地剥除进入光纤的包层中的光，且剥除的光以光的形式溢出，而不会转化为热量，不会产生热效应，避免了热效应对光纤造成的热损伤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

  1. 一种光纤输入端结构，其特征在于，该光纤输入端结构包括：第一光纤和第二光纤；
    所述第一光纤与所述第二光纤的中心轴共轴，所述第一光纤的一端作为光输入端，所述第一光纤的另一端与所述第二光纤接合；
    所述第一光纤包括：第一光纤纤芯和包裹在第一光纤纤芯外的第一光纤第一包层；所述第二光纤包括：第二光纤纤芯和包裹在第二光纤纤芯外的第二光纤第一包层；
    所述第一光纤第一包层的直径大于所述第二光纤第一包层的直径，且二者的差值大于第一预设阈值；
    所述第一光纤纤芯的直径小于或等于所述第二光纤纤芯的直径，且二者的差值小于第二预设阈值。
  2. 如权利要求1所述的光纤输入端结构，其特征在于，该光纤输入端结构进一步包括：包裹在所述第一光纤第一包层外的第一光纤第二包层。
  3. 如权利要求1所述的光纤输入端结构，其特征在于，所述第一光纤第一包层的直径从预设位置处开始逐渐均匀减小，直至所述第一光纤与所述第二光纤的接合处。
  4. 如权利要求1所述的光纤输入端结构，其特征在于，该光纤输入端结构进一步包括：端帽；
    所述端帽的一端镀有增透膜，所述端帽的另一端与所述第一光纤的一端接合，所述端帽的材质为石英或玻璃，所述端帽的直径大于所述第一光纤纤芯的直径。
  5. 如权利要求1所述的光纤输入端结构，其特征在于，该光纤输入端结构进一步包括：套管；
    所述套管套置于所述第一光纤和所述第二光纤上，所述套管的材质为金属或玻璃；
    当所述套管的材质为金属时，所述套管内侧与所述第二光纤第一包层的外侧形成的空隙中以胶进行填充；
    当所述套管的材质为玻璃时，所述套管内侧与所述第二光纤第一包层的外侧形成的空隙中以胶进行填充，或者，所述套管内侧与所述 第二光纤第一包层的外侧通过激光或者电弧焊接固定。
  6. 如权利要求1、2、3或5所述的光纤输入端结构，其特征在于，
    所述第一光纤的一端的端面上镀有增透膜。
  7. 如权利要求1-5中任一项所述的光纤输入端结构，其特征在于，
    所述第一光纤的另一端与所述第二光纤通过电极放电熔接、激光加热熔接或胶黏剂粘接的方式接合。
  8. 如权利要求1-5中任一项所述的光纤输入端结构，其特征在于，
    所述第一光纤第一包层的直径与第一光纤纤芯的直径的比值为1.1～50。
  9. 如权利要求1-5中任一项所述的光纤输入端结构，其特征在于，
    所述第一光纤的长度为1mm～3000mm。
  10. 如权利要求1-5中任一项所述的光纤输入端结构，其特征在于，
    所述第一光纤为单模光纤或者多模光纤；所述第二光纤为单模光纤或者多模光纤；
    所述第一光纤为纤芯和包层为D形或方形的异形截面光纤，或者，所述第一光纤为光子晶体光纤；
    所述第二光纤为纤芯和包层为D形或方形的异形截面光纤，或者，所述第二光纤为光子晶体光纤。
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