[发明专利]一种分布式侧面泵浦耦合光纤的在线拉制制备方法及系统

说明书

本发明涉及一种分布式侧面泵浦耦合光纤的制备方法及系统，特别涉及一种分布式侧面泵浦耦合光纤的在线拉制制备方法及系统，解决了现有方法制备时，环境洁净度要求高，过程复杂、生产效率低，光纤易断裂及存在发热以致烧毁风险的问题。该方法包括以下步骤：步骤1：计算所需泵浦光纤预制棒和增益光纤预制棒的尺寸；步骤2：制备增益光纤预制棒和泵浦光纤预制棒；步骤3：将增益光纤预制棒和泵浦光纤预制棒，按照增益光纤预制棒在中心，泵浦光纤预制棒均布在四周的排布方式，一端焊接在石英把棒上，另一端焊接配重石英块，制成预制棒组件；步骤4：对预制棒组件加热并掉头，得到光纤料头；步骤5：光纤料头穿过限位模具后，涂覆；步骤6：固化。

技术领域

本发明涉及一种分布式侧面泵浦耦合光纤的制备方法及系统，特别涉及一种分布式侧面泵浦耦合光纤的在线拉制制备方法及系统。

背景技术

现有光纤激光器的泵浦光耦合技术中，常见的有端面泵浦技术和侧面泵浦技术。其中，端面泵浦技术是指一束或多束泵浦光耦合到光纤端面中去；侧面泵浦技术是指泵浦光耦合到光纤的一侧，通过耦合器耦合到光纤的外包层中。

目前，高功率光纤激光器在工业加工等领域中发挥着重要的作用，泵浦光的耦合方式是制约高功率光纤激光器发展的瓶颈。在高功率光纤激光器中，泵浦光耦合进大模场双包层增益光纤的泵浦方式常见的有两种方式:端面泵浦方式和侧面泵浦方式。端面泵浦方式分为空间耦合和光纤熔接耦合，过高的泵浦光容易在双包层光纤的端面熔点处及增益光纤近端造成较大的发热，极易烧毁光纤及熔点。对于侧面泵浦方式，耦合点不受限制、耦合点通过功率较小，有效解决了端面泵浦的问题，较易实现高功率输出。但侧面泵浦方式相对于端面泵浦方式，工艺难度大，其性能还有待提高，无法满足超高功率光纤激光器级联泵浦的需求。有一种新型的泵浦耦合技术称之为分布式侧面泵浦耦合(也有称GT-wave)技术，泵浦光纤与激光增益光纤通过近距离物理接触产生倏逝波耦合过程，将泵浦光纤中的泵浦光耦合至相邻的增益光纤中，激发增益介质，产生激光。该耦合过程不是在极短的传输距离内完成，而是由于耦合过来的泵浦光的消耗作用而不断发生，所以不会在泵浦光纤和增益光纤的接触点产生大量的热量，整体结构发热比较均匀，利于热管理，且泵浦光和信号光的插入损耗极低。

目前，制备上述分布式侧面泵浦耦合(GT-wave)光纤是在超净实验室中，将成品泵浦光纤和增益光纤分别剥除掉涂覆层，按照所需的结构紧密接触并用低折射率胶包裹并固化。由于制作这种光纤激光器至少需要15米以上长度的增益光纤，15米长度的增益光纤和泵浦光纤都需要剥除掉聚合物涂覆层，而目前业界尚无能够长距离彻底剥除光纤涂覆层的简易方法，因而其制备过程复杂、生产效率极低；同时，在剥除聚合物涂覆层过程中，极易发生光纤断裂或者涂覆层未完全剥离干净，未完全剥离的涂覆层的折射率高于石英，会造成泵浦光的泄露，在光纤激光器中形成热点，进而造成严重发热以致烧毁。

所以寻求一种方便、高效制备分布式侧面泵浦耦合(GT-wave)光纤的方法迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种分布式侧面泵浦耦合光纤的在线拉制制备方法及系统，以解决采用现有制备方法制备分布式侧面泵浦耦合光纤时，对环境洁净度要求高，制备过程复杂、生产效率低，易发生光纤断裂、以及存在因涂覆层未完全剥离干净，造成严重发热以致烧毁风险的技术问题。

本发明所采用的技术方案是，一种分布式侧面泵浦耦合光纤的在线拉制制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1：根据待制备的分布式侧面泵浦耦合光纤的尺寸参数要求，确定制备其需要的泵浦光纤预制棒的根数N，并根据体积守恒原理计算需要的泵浦光纤预制棒和增益光纤预制棒的直径、长度尺寸；所述N≥2；

步骤2：根据步骤1计算的尺寸，制备1根增益光纤预制棒和N根泵浦光纤预制棒，并对其进行抛光；