[发明专利]从高功率光学系统中除去不需要的光

说明书

本发明涉及去除高功率光学系统中未吸收的包层光。一些实施例包括折射率大于光纤包层折射率的玻璃块，以及位于玻璃块外部的金属外壳。玻璃块和金属外壳结合使用以去除多余的光。

相关申请的交叉引用

本申请通过整体引用结合由Holland和Sullivan于2013年3月15日提交的，题目为“Glass Buffers”，序列号为61/787,854的美国临时专利申请；以及由Holland和Sullivan于2014年3月12日与本申请同时提交的标题为“Glass Buffers”，序列号为14/206,641的美国专利申请。

背景技术

技术领域

本发明总体上涉及光学器件，尤其涉及高功率的光学系统。

相关技术描述

光纤激光器和光放大器通常被用在高功率的光学应用中。在这些应用中采用的高功率水平可能会导致不同脆弱点的温度升高。因此，还需要不断地努力以减轻高功率光学系统内潜在的过热。

发明内容

本发明涉及去除基于光纤的高功率系统中多余的包层光。一些实施例包括折射率大于光纤包层折射率的玻璃块，以及位于玻璃块外部的金属外壳。玻璃块和金属外壳组合以去除不需要的包层光。

附图说明

本发明的许多方面参照下面的附图可以更好地理解。图中的组件不一定按比例，重点在于清楚地说明本发明的原理。此外，在附图中，在以下若干视图中相同的标记表示相应的部分。

图1示出了一种具有去除不需要的包层光的装置的光纤的实施例。

图2A是具有机加工的槽的玻璃块的俯视图。

图2B是图2A中的玻璃块的前视图。

具体实施方式的详细描述

高功率的光学应用，如提供几千瓦(kW)光功率的光纤激光器或光纤放大器，可通过多路复用众多千瓦级设备(如激光器或放大器)来实现。这种可扩展的结构可以通过相干组合，光谱组合，或混合组合方案来实现。在每个阶段中，这些千瓦级设备使用数千瓦的泵浦光，并已知以约百分之八十(80％)的光-光转换效率运行。鉴于这种效率，在输出端可具有几百瓦特(W)的未使用的剩余泵浦功率在包层中传播。也可使高功率的信号光例如在弯曲处或接头处被散射出纤芯，导致不必要的信号光在包层中传播。

例如，具有70％的光-光转换效率和976nm的泵浦光的1083纳米(nm)、2.0千瓦、10分贝(dB)的放大器通常需要大约2.5千瓦的泵浦功率。因而，当转换效率为约90％，在放大器的输出处可能有高达750瓦的残余泵浦。此残余泵浦功率归因于通常减少非线性特性所需的放大器的有限长度，以及沿光纤长度的不完整的泵模式加扰。

为了防止过度的单程增益和寄生激光振荡(spurious lasing)，在较短的波长(例如小于1060nm)运行的放大器通常需要较短的光纤长度。不过，这些较短光纤会减少吸收的泵浦功率的量，从而产生过量的未使用的泵浦功率。未使用的泵浦功率破坏输出端的光谱纯度，从而损害多路复用这些千瓦级设备的能力。此外，未吸收的泵浦光(和其它包层光)会产生不需要的加热。因此，理想的是在泵浦波长处移除这种未使用的泵浦功率(和其他的包层光)，以保持放大器输出端的光谱纯度，否则其可能干扰多路复用方案并产生不需要的加热。