专利名称：高功率光纤侧面泵浦耦合器及其制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤泵浦技术领域，尤其涉及一种高功率双包层光纤侧面泵浦耦合器
及其制作方法。
背景技术：
近几年来，高功率光纤激光器和光纤放大器已成为国际上的研究热点，它在激光加工、国防军事、激光医疗、远程通讯等领域有着广阔的应用前景。 在高功率光纤激光器和光纤放大器中，一个关键技术就是如何将几十瓦甚至数百瓦的泵浦激光功率高效耦合到直径只有数百微米的双包层光纤内包层中，因此需要一种高功率光纤泵浦耦合器来实现这个目的。目前所采用的泵浦耦合技术主要有端面泵浦和侧面泵浦两种。端面泵浦由于端面面积限制，泵浦光入射到光纤内包层中的效率较低，不适合制造大功率激光器。人们多采用光纤侧面泵浦耦合技术，如角度磨抛光纤胶合法、内包层开V形槽、植入微棱镜(如图1)等。这些方法工艺繁琐，做工微细，不易制作，产品稳定性和耐受力亦难于达到要求。近年来国内有一种多模光纤熔锥侧面泵浦技术的研究，有其明显的优越性，但由于制作难度大，尚无成熟的工艺和产品，国外掌握这项技术的也不多，工艺严格保密。
发明内容
本发明旨在提供一种高功率光纤侧面泵浦耦合器及其制作方法，解决常用侧边泵浦技术存在的可靠性差、耦合损失大、不便生产等问题，以满足大功率光纤激光器和放大器需要。
本发明通过以下技术方案加以实现一种高功率光纤侧面泵浦耦合器，包括金属
管、石英槽、一根双包层光纤和一根或多根泵浦光纤，光纤相互耦合部位置于石英槽中，并
与石英槽一起封装于金属管内。所述泵浦光纤是一根或多根多模光纤，泵浦光纤一端拉成
锥状后螺旋式缠绕于双包层光纤内包层侧面，并仅与双包层光纤的内包层直接熔融一体，
而不熔及和损伤双包层光纤的的纤芯。 高功率光纤侧面泵浦耦合器的制作方法是 (1)首先将泵浦光纤一端的涂敷层剥离，并在高温下拉成锥状；
(2)将双包层光纤置于光纤拉锥机的两夹头上，并将其耦合部位的外包层剥去，然后将步骤(1)制备好的泵浦光纤锥状端螺旋式缠绕于双包层光纤耦合部位的内包层侧面；
(3)对缠有泵浦光纤的双包层光纤耦合部位进行加热熔融，同时进行光功率监测，当泵浦光耦合效率最高时则停止加热熔融； (4)将光纤耦合部位置于石英槽中，并封装于金属管内。 本发明的有益效果是将泵浦光纤一端拉成锥状并螺旋式缠绕于双包层光纤的内包层进行直接熔融一体，这样不但可以无需添加其它光学零件、光学胶，减少插入损耗，而且可以提高产品的稳定性和可靠性。此外，泵浦光纤螺旋缠绕于双包层光纤的内包层侧面
3进行熔融，双包层光纤可以较大面积或多处与泵浦光纤熔接耦合，由于侧边耦合的效率主要取决于双包层光纤和多模光纤的截面接触，试验结果表明，本发明耦合效率可达93%以上甚至高达95%。 本发明还具有耦合结构简单，工艺易于实施的特点。
图1是微棱镜植入侧面泵浦示意图； 图2是本发明实施例中泵浦光纤一端螺旋缠绕双包层光纤内包层侧面的示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。 选择一根105/125 ii m多模光纤和一根5/130/250 y m双包层光纤，其中多模光纤作为泵浦输入光纤。首先将多模光纤的一端(约30mm长)的涂敷层剥离，并在高温下拉成锥状；将双包层光纤置于光纤拉锥机的两夹头上，并将其耦合部位的外包层剥去，然后将制备好的泵浦光纤锥状端螺旋式缠绕于双包层光纤耦合部位的内包层侧面(见图2);对缠有泵浦光纤的双包层耦合部位进行氢氧焰加热熔融，同时对多模光纤注入泵浦光，并对双包层光纤的光功率输出进行监测，当泵浦光耦合效率最高时(一般93% 95% )则停止加热，注意掌握好火候等制作工艺，要求泵浦光纤仅与双包层光纤的内包层熔融一体，而不熔及和损伤双包层光纤纤芯；最后将光纤耦合部位置于石英槽中，并按常规方法封装于不锈钢金属管内。 以上实施例中，也可以选择2根或2根以上的多模光纤和一根双包层光纤，按上述同样的方法步骤制作高功率光纤侧面泵浦耦合器，制作时，多根多模光纤可以并列或分别在双包层光纤的一处或多处耦合。
权利要求
一种高功率光纤侧面泵浦耦合器，包括金属管、石英槽、一根双包层光纤和一根或多根泵浦光纤，光纤耦合部位置于石英槽中，并与石英槽一起封装于金属管内，其特征是所述泵浦光纤是一根或多根多模光纤，泵浦光纤一端拉成锥状后螺旋式缠绕于双包层光纤内包层侧面，并仅与双包层光纤的内包层直接熔融一体。
2. —种如权利要求1所述的高功率光纤侧面泵浦耦合器的制作方法，其特征在于包括如下步骤(1) 首先将泵浦光纤一端的涂敷层剥离，并在高温下拉成锥状；(2) 将双包层光纤置于光纤拉锥机的两夹头上，并将其耦合部位的外包层剥去，然后将步骤(1)制备好的泵浦光纤锥状端螺旋式缠绕于双包层光纤耦合部位的内包层侧面；(3) 对缠有泵浦光纤的双包层光纤耦合部位进行加热熔融，同时进行光功率监测，当泵浦光耦合效率最高时则停止加热熔融；(4) 将光纤耦合部位置于石英槽中，并封装于金属管内。
全文摘要
本发明涉及一种高功率光纤侧面泵浦耦合器及其制作方法，包括一根双包层光纤和一根或多根多模光纤，其中多模光纤为泵浦输入光纤。泵浦光纤一端首先拉成锥状，然后螺旋式缠绕于双包层光纤的内包层侧面，并仅与内包层直接熔融一体。本发明无需添加其它光学部件构成泵浦耦合系统，其结构简单，可靠性好，插入损耗小，耦合效率高，适于大功率光纤激光器或光纤放大器使用。
文档编号H01S3/094GK101777723SQ201010103239
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月27日 优先权日2010年1月27日
发明者张鹏业, 智健, 杜永建, 钟汉民, 陈积忠 申请人:广州奥鑫通讯设备有限公司