[实用新型]一种多端口高功率光纤波分复用器

说明书

技术领域

本实用新型涉及信息技术领域，尤其是涉及一种多端口高功率光纤波分复用器。 

背景技术

目前提高单光纤输出端面的功率承载能力的技术方案有很多，在商用上有少数较专业的公司应用得很好，能达到令人满意的功率承受水平。但这种单光纤处理技术，通常称之为扩束技术，主要应用于高功率激光系统的输出端，如果一对一、一对多或多对多的耦合以达到多功能多样化的系统需求，则显露出其局限性。一是耦合效率不高，一般的扩束处理或多或少的影响光斑的光束质量，特别地，在光纤本身纤芯较小的情形之下，有效的光斑腰斑并无改变，从而耦合系统的像差极大的影响耦合效率；二是在一对多及多对多的情形下，器件的复杂程度增加、精度要求更高、体积大大增加、成本急剧上升、装配难度大大增加；三是在功率较高的情况下，较差的耦合效率意味着损失的能量将转化为热量，大大影响系统的可靠性；四是越复杂的结构，可靠性越低，失效机率也越大。 

针对以上问题，目前较好的解决方案是将光纤在一定范围的高温环境加热，促使纤芯中的掺杂离子向包层中扩散，从而扩大纤芯区域以获得较大尺寸的光斑。在加热扩散后，用切割装置将光纤从加热区中间切割，从而得到两根类似的光斑扩大的光纤。这种结构能一定程度上解决上述问题，但是在工艺实施过程，很难做到在较长的尺寸范围内掺杂离子扩散的情况均匀一致。因此，将切开的两根光纤装配在同一双纤毛细管之中，在 装配深度、研磨长度上都需限制，否则，这两根光纤在输出面上的光斑大小就会有差别，从而导致耦合效率降低。特别地，对于保偏光纤，由于应力区受热也要扩散，光纤的保偏特性有可能发生随机性的变化，加热扩散区越长，随机性越大。 

由此可见，现有技术中光纤波分复用器在结构、使用过程中存在明显的缺陷和不足，亟待进一步改进，因此，如何创设一种能够解决耦合效率不高、一对多及多对多时集成困难等问题，具有可靠性高、装配简单、效率高、性能优良的光纤构件以及应用该光纤构件的高功率光纤波分复用器，是我们面临解决的技术问题之一。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多端口高功率光纤波分复用器，解决了耦合效率不高、一对多及多对多集成困难的问题，具有装配简单、效率高的优点，从而克服现有技术的不足。 

为解决上述问题，本实用新型提供一种多端口高功率光纤波分复用器，其特征在于：包括第一准直器、滤波片和第二准直器，其中，第一准直器和第二准直器均包括光纤构件和准直正透镜； 

所述光纤构件包括结构光纤、与结构光纤一端熔接的光纤； 

所述光纤与结构光纤具有不同的纤芯直径； 

所述滤波片设置在第一准直器的准直正透镜和第二准直器的准直正透镜之间； 

所述结构光纤的另一端靠近准直正透镜。 

进一步的，所述第一准直器和第二准直器还包括双纤毛细管和固定圆管。 

所述光纤构件穿过双纤毛细管并固定在内部，所述双纤毛细管通过套 接在其上的固定管靠近准直正透镜。 

所述第一准直器包括由第一光纤、第一结构光纤熔接成的第一光纤构件和由第二光纤、第二结构光纤熔接成的第二光纤构件；所述第一光纤与第一结构光纤类型相同；所述第二光纤与第二结构光纤类型相同。 

所述第二准直器包括由第三光纤、第三结构光纤熔接成的第三光纤构件和由第四光纤、第四结构光纤熔接成的第四光纤构件。 

所述第三光纤与第三结构光纤类型相同；第四光纤与第四结构光纤类型相同。 

所述滤波片与第一准直正透镜固定连接；所述准直正透镜采用渐变折射率透镜。 

采用以上设计后，本实用新型与现有技术比较有以下优点： 

1、本实用新型的高功率光纤波分复用器解决了光斑扩大后光束质量下降，光斑扩大后耦合效率不升反降的问题；解决了由于耦合效率低下从而功率承受能力不高的问题； 

2、本实用新型的高功率光纤波分复用器解决了扩散区太短，从而后续切割、装配、研磨等工艺过程影响扩散区域有效长度，从而导致良率低下的问题以及扩散区形状不规则从而产品一致性差、产品匹配差的问题； 

3、本实用新型的高功率光纤波分复用器解决了特殊光纤，尤其是保偏光纤的光斑扩大、降低耦合损耗的问题；光纤1、光纤9、光纤10、光纤15可以根据具体需求选用不同光纤，特别具有灵活性，同时也降低了系统复杂程度，提高了系统可靠性和性能指标，相当于将光纤模式匹配的过程内化了进去，尺寸更小、成本更低、装配更简、良率更高、性能更优。