[发明专利]一种光纤反向合束器及其制备方法

说明书

本发明涉及一种光纤反向合束器，其特征在于，由位于中间的一根石英毛细管以及围绕该石英毛细管的多根泵浦光纤扭转打结而成光纤束，石英毛细管内穿设有包层直径预处理后的激光输出光纤，激光输出光纤与光纤束耦合，耦合有激光输出光纤的光纤束熔接激光输入光纤。本发明的另一个技术方案是提供了一种上述的光纤反向合束器的制作方法。本发明可实现：激光低插损输出；激光光斑高质量、低劣化输出；更高的回返光耐受。本发明可根据实际使用需求灵活调整输入与输出光纤、泵浦光纤类型，光学适应面宽。

技术领域

本发明涉及一种光纤反向合束器及该光纤反向合束器的制备方法。

背景技术

随着光纤激光器应用的普及与发展，对于激光器的输出功率与光束质量提出了更高的要求。在全光纤结构的光纤激光器中，除了双包层增益光纤和高亮度泵浦源之外，泵浦信号合束器也是光纤激光器的核心元器件之一，它能承受的功率直接影响着单根光纤激光器最终的输出功率。

合束器顾名思义多根合而为一，当前主流的合数方案主要分为扭转打结法以及套管拉锥法：

扭转打结法是制作合束器的主流方法，具有操作相对简单、光纤排列标准等优点。但其缺点也较为明显，制作中光纤束应力不均匀出现光纤弯曲挤压，额外引入损耗，导致激光光束质量劣化；针对此问题专利CN103336333A提出了一种无需扭转打结的套管方案，将光纤与套管熔接后采用泵浦侧面泵浦耦合的方式，该方案结构与工艺均较为复杂，且泵浦透过率较低，整体应用功率水平较低。除此之外，传统扭转打结方式仅适用于激光输入芯径小于激光输出芯径的传输方式，且所有光纤都需要提前进行拉锥或腐蚀处理，工艺复杂。

套管拉锥法由于不需要扭转打结，操作工艺简便，切割简便。但由于锥区外覆套管，导致锥区直径增大，增加熔接难度。

发明内容

本发明的目的是：同时实现高效泵浦光合束和激光低损耗输出。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种光纤反向合束器，其特征在于，由位于中间的一根石英毛细管以及围绕该石英毛细管的多根泵浦光纤扭转打结而成光纤束，石英毛细管内穿设有包层直径预处理后的激光输出光纤，激光输出光纤与光纤束耦合，耦合有激光输出光纤的光纤束熔接激光输入光纤。

优选地，所述石英毛细管外径等于所述泵浦光纤包层直径。

优选地，所述耦合有激光输出光纤的光纤束采用密堆积结构。

优选地，所述激光输入光纤纤芯直径不大于所述激光输出光纤纤芯直径。

优选地，所述激光输入光纤纤芯数值孔径NA1小于等于所述激光输出光纤纤芯数值孔径NA2，NA1≤NA2。

本发明的另一个技术方案是提供了一种上述光纤反向合束器的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、截取若干根定长的泵浦光纤，剥除定长度的涂覆层，依次穿入打结夹具外层孔位；

步骤2、截取一根定长的石英毛细管，穿入打结夹具中间孔位，扭转打结夹具进行光纤束打结；

步骤3、加热光纤束，并一次拉锥至目标直径后暂停拉锥；

步骤4、从光纤束束一侧，将包层直径预处理后的激光输出光纤穿入中间毛细管内；

步骤5、加热光纤束，进行光纤束二次拉锥耦合或二次耦合；

步骤6、对光纤束的另一侧端面进行端面切割，熔接合束器的激光输入光纤。

优选地，步骤4中，包层直径预处理后的所述激光输出光纤的包层直径D1小于一次拉锥后的光纤束石英毛细管内径OD1，且有4≤OD1-D1≤10μm。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：