[发明专利]一种泵浦光纤合束器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属光纤技术领域，涉及一种光纤合束器(fiber combiner)，尤其涉及一种可用于制作大功率光纤激光器的N×1泵浦光纤合束器及其制备方法。

背景技术

全光纤激光器由于具有结构紧凑、性能稳定、光束质量好等优点，因而在工业加工、医疗工程、现代国防等领域已得到广泛的应用。目前，全光纤激光器的单光纤输出功率近万瓦，在国际上已形成了一个巨大的产业。

商业化的全光纤激光器通常采用如图1的结构。光纤光栅FBG1和FBG2构成光纤激光器的一对腔镜，其中高反端腔镜FBG1对激光有较高的反射率(如反射率99.9％)，FBG2对激光有较低的反射率(如反射率10％)，是激光器的输出腔镜。OC为激光输出准直器。尾纤输出的半导体泵浦模块LD发出的大功率泵浦光通过光纤合束器C1和C2实现对增益光纤F的泵浦。大功率光纤合束器通常具有N×1(如合束器C1)和(N+1)×1(合束器C2)两种结构。

利用现有技术制作光纤合束器时一般都采用拉锥再熔接的方式。图2以7×1结构为例说明N×1光纤合束器的制作过程和工作原理。制作合束器时，先将图2(a)中的七根泵浦多模光纤p1-p7捆扎成一个光纤束(其横截面如图2(b))，然后使用光纤拉锥机将光纤束拉锥。拉锥后，将光纤束在锥区的适当位置切割，然后在断面处与多模光纤p8熔接在一起。这样，就将七根多模光纤p1-p7中传输的泵浦光耦合到输出光纤p8的内包层中传输。

利用上述在先技术研制的光纤合束器不能承载较大的泵浦功率，主要原因在于光纤合束器制作过程中在进行光纤束拉锥后再熔接时，熔接点处存在一点的熔接损耗，熔接点处的发热点比较集中，这样在通过较大的泵浦功率时，熔接点处会产生大量的热，导致光纤合束器烧毁。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种具有较低插入损耗以及可用于制作大功率光纤激光器的泵浦光纤合束器及其制备方法。

本发明的技术解决方案是：本发明提供了一种泵浦光纤合束器，其特殊之处在于：所述泵浦光纤合束器是无熔点的。

上述泵浦光纤合束器长度是0.1m-50m。

一种泵浦光纤合束器的制备方法，其特殊之处在于：所述制备方法包括以下步骤：

1)将多根多模光纤组成光纤束；

2)将步骤1)所得到的光纤束缓慢拉锥并最终拉制成一定直径的单根光纤。

上述步骤2)中所述的拉锥是在熔炉中加热的条件下进行的。

上述制备方法在步骤2)之后还包括：

3)对步骤2)所得到的拉制光纤使用低折射率胶进行涂覆，以增强传输光的反射和增加光纤的机械强度。

上述步骤3)是采用折射率是1.46的低折射率胶进行涂覆。

本发明的优点是：

本发明所提供的泵浦合束器，是将多根多模光纤组成光纤束后，采用一定的光纤加工设备和加工工艺在较长(比如0.1m-50m)的范围内将光纤束再拉制，直接拉制成一根光纤。该技术与现有技术的区别在于：现有技术是将光纤束在较短的范围内拉锥，然后切割，再与另一光纤熔接；而本发明是将光纤束是将光纤束在较长的范围内直接拉制成一根光纤。利用本发明制作的光纤合束器不存在熔点，不存在熔接损耗，合成器产生的热可在较长的范围内散热，这样就解决了在先技术制作的合束器熔接点发热太集中，而无法迅速散热的问题。本发明的无熔点泵浦合束器可用于研制超大功率的全光纤激光器。

附图说明

图1是全光纤激光器的一般结构示意图；

图2是现有技术泵浦合束器结构示意图；

图3是本发明提供的泵浦合束器结构示意图。

具体实施方式

参见图3，本发明在制作光纤合束器时，先将N根(N＝7)多模光纤p1-p7组成光纤束，然后利用加热炉将光纤束缓慢拉锥，并最终拉制成一定直径的单根光纤，参见图3(a)。这样N根(N＝7)多模光纤p1-p7中传输的泵浦光就合而为一，实现了多路泵浦光的合束。本发明所使用的N根多模光纤可以为单包层光纤，如图3(b)；也可以为无包层光纤，如图3(c)。在拉制完成后，为了增强传输光的反射和增加光纤的机械强度，还在已经拉制成型的光纤上采用折射率是1.46的低折射率胶进行涂覆。

该技术制作的合束器本质上是将多根光纤直接拉制成一根光纤，在整个合束器中无熔接点，合束器的插入损耗仅仅来源于泵浦光纤束的锥区损耗。与现有泵浦合束器相比，制作本发明的无熔点泵浦合束器的可使插入损耗大大降低，而且没有集中发热的熔点，因此，这样的泵浦合束器能承载较大的泵浦功率，可用于制作较大功率的光纤激光器。