[实用新型]反向合束器及光纤激光器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及一种反向合束器及光纤激光器。

背景技术

光纤激光器由于具有光束质量好、功耗低、体积小、寿命长等特点，而被广泛应用于金属切割、焊接、标刻、材料加工和国防安全等领域。尤其是高功率的光纤激光器，其输出功率逐年递升，单模最大输出功率已超过一万瓦。高功率单模激光器泵浦方案主要有正向泵浦、反向泵浦、双向泵浦等。其中双向泵浦方案由于具有增益光纤热分布均匀，光纤非线性效应低等优点而被广泛采用。

反向合束器是双向泵浦方案中关键的器件。由于需要同时耦合进高功率的泵浦激光并且传输高功率的信号激光，反向合束器的泵浦激光效率、激光插入损耗、泵浦内部熔接点及点胶点的温度都会极大的影响输出激光的效率及激光器的稳定性。

现有的一种反向合束器的结构如图1所示，将信号光纤101及泵浦光纤102紧密缠绕后熔融拉锥，然后切断并与输出光纤103熔接。由于反向合束器内部增加一光纤熔接点，该技术存在信号插入损耗大、器件失效风险高、工艺复杂等缺点。同时为了保证较高的泵浦耦合效率，拉锥后的光纤束的直径必然比输出光纤103的直径小，那么输出光纤103内未被光纤芯104完全吸收并正向传输的泵浦激光会从光纤直径缺口105漏出，导致反向合束器内部温度高，失效风险增高。此外，现有的反向合束器的耦合光路非常有限，导致耦合功率受限，无法满足高功率单模光纤激光器(如单模2000w及以上的光纤激光器)的需求。

综上所述，现有的反向合束器存在信号插入损耗大、器件失效风险高、耦合功率有限等缺点，无法满足高功率单模光纤激光器的发展需求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种反向合束器及光纤激光器，以解决现有的反向合束器信号插入损耗大、器件失效风险高、耦合功率有限的技术问题。

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种反向合束器，包括信号输入光纤和与所述信号输入光纤相连的信号输出光纤，所述信号输入光纤上沿其长度延伸方向熔接有多个侧泵光纤组，每个所述侧泵光纤组包括至少两条侧泵光纤，位于同一个所述侧泵光纤组中的多个侧泵光纤均匀熔接在所述信号输入光纤的周围。

优选地，每个所述侧泵光纤组包括两条侧泵光纤，两条所述侧泵光纤对称熔接在所述信号输入光纤的两侧。

优选地，多个所述侧泵光纤组沿所述信号输入光纤的长度延伸方向以预设间距均匀分布。

优选地，所述预设间距为3-5cm。

优选地，所述信号输入光纤、所述侧泵光纤和所述信号输出光纤均固定在散热基板上。

优选地，所述侧泵光纤与所述信号输入光纤的熔接处形成锥区，所述锥区涂覆有低折射率胶。

第二方面，本实用新型的实施例还提供了一种光纤激光器，所述光纤激光器包括本实用新型实施例所提供的上述反向合束器。

优选地，所述光纤激光器包括两个所述反向合束器，分别为第一反向合束器和第二反向合束器，所述第一反向合束器和所述第二反向合束器之间通过光纤连接；

其中，所述第一反向合束器中的侧泵光纤用于连接正向泵浦源，所述第二反向合束器中的侧泵光纤用于连接反向泵浦源。

优选地，所述第一反向合束器与所述第二反向合束器之间的光纤的盘纤形状为双椭圆环形。

优选地，所述双椭圆环形轨道的内圈弯曲半径为3-6cm，外圈弯曲半径为7-10cm。

本实用新型实施例中，通过在信号输入光纤上沿其长度延伸方向熔接多个侧泵光纤组，避免了现有技术中对信号输入光纤进行切割熔融等一系列工艺，由于信号输入光纤的内部没有引入熔接点，因此极大地降低了反向合束器的失效风险，同时能够降低信号的插入损耗。并且，本实用新型实施例通过设置多个侧泵光纤组，能够进行多路泵浦光束耦合，提高光纤激光器的耦合功率，满足高功率光纤激光器的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中的一种反向合束器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的反向合束器的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的光纤激光器的结构示意图；

图4是YB光纤在不同波长处的吸收截面积及发射截面积图；

图5是本实用新型实施例提供的光纤激光器的盘纤形状示意图。