专利名称：光纤泵浦合束器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光纤合束器，尤其涉及一种应用于高功率光纤激光器或光纤放大 器的光纤泵浦合束器。
背景技术：
光纤激光器的包层泵浦耦合技术对决定光纤激光器性能和水平具有不可估量的 作用。用于大功率全光纤激光器的光纤泵浦耦合器件在很高的功率条件下使用，其耦合效 率必须很高，损耗必须很小，承受的功率必须很大，并且，输入光的路数还需要尽可能的多。 在如此众多的极限条件要求下，制作优质的泵浦耦合器件具有很高的难度，不过，实现的方 式方法也多种多样，这是一项富有挑战性的技术。从大功率光纤激光器的发展趋势来看，还 要求泵浦耦合器件在将泵浦光耦合到内包层的同时，尽量不影响和损害双包层输出光纤的 纤芯，因为只有这样才能在不影响信号激光的产生和传输的情况下实现级联泵浦，实现超 大功率的输出。目前，双包层高功率光纤激光器采用的泵浦方式主要有端面泵浦和侧向泵浦两 种。在现有的端面泵浦技术中，如国家知识产权局公布的专利申请号为200420074890. 2的 一种NX 1光纤合束器，将多根泵浦输入光纤熔融拉锥、切割，再与双包层输出光纤熔接，制 作工艺复杂，且切割、熔接难度较大，反向隔离性能差；现有的侧面泵浦技术中，如国家知识 产权局公布的专利申请号为03141900. 3的双包层光纤激光器侧面耦合泵浦装置，在双包 层光纤的内包层、外包层和涂敷层开设的V形槽中光胶合一镀有高反射膜的V形棱镜，泵 浦光经过透镜组聚焦于V形棱镜的镀膜面上耦合进双包层光纤的内包层，并通过内包层传 输，可以在双包层光纤的多个部位嵌设多个结构相同的装置耦合多束泵浦光，这种制作方 法工艺要求高，且稳定性较差。因此，如何制作工艺简单且泵浦效率高的光纤泵浦合束器是业内亟待解决的一个 技术问题。
实用新型内容为解决现有的光纤合束器制作工艺复杂、性能不可靠的技术问题，本实用新型提 供一种光纤泵浦合束器，通过结构改进，其制作简单且泵浦耦合效率高。为解决所述技术问题，本实用新型提供的技术方案是一种新型光纤泵浦合束器， 包括多根泵浦输入光纤、石英玻璃和双包层输出光纤。所述石英玻璃输出端与双包层输出 光纤的内包层熔接；所述石英玻璃输入端设有一多边柱形孔；所述多根泵浦输入光纤端部 平齐，紧密排列成截面呈多边形的结构，并嵌入在前述多边柱形孔中，在泵浦输入光纤与多 边柱形孔之间的缝隙处填充有折射率匹配胶。多根泵浦输入光纤平齐的前端通过切割或研 磨而成。所述多根泵浦输入光纤端部，相互之间是通过折射率匹配胶粘结的结构或火焰烧 结的结构。[0008]所述石英玻璃呈柱状体，其输出端直径小于输入端，且石英玻璃输出端与双包层 输出光纤尺寸适配，石英玻璃输出端与输入端之间直径逐渐收缩。所述泵浦输入光纤数量为七根时，石英玻璃输入端多边柱形孔为六边柱形孔，七 根泵浦输入光纤端部排列成与之适配的截面呈六边柱形的结构。即构成7X1光纤合束器
女口
广PR o所述泵浦输入光纤数量为平方数时，石英玻璃输入端多边柱形孔为正方柱形孔， 多根泵浦输入光纤端部排列成与之适配的正方柱形的结构。在本实用新型的其它实施方式中，所述石英玻璃输出端可以参照双包层输出光纤 的内包层熔拉到相应直径，与双包层输出光纤直接熔接，所述石英玻璃输入端的多边柱形 孔可以按照要求加工成各种不同规格，所述多根泵浦输入光纤按照要求紧密排列成相应多 边形结构，嵌入石英玻璃的多边柱形孔，并通过折射率匹配胶结合，从而制作各种规格的 NX 1光纤合束器产品。与现有技术相比，本实用新型的制作工艺简单，通过石英玻璃输入、输出端相应的 处理、衔接，可以制作多种规格的光纤泵浦合束器。泵浦输入光纤及双包层输出光纤不需进 行复杂的工艺处理，提供了一种简单高效的光纤合束器制作方法。
以下结合附图和实施例对本实用新型作出详细的说明，其中
图1为本实用新型光纤泵浦合束器的结构示意图；图2是实施例一泵浦输入光纤端部A-A横截面示意图；图3是实施例二泵浦输入光纤端部A-A横截面示意图。
具体实施方式
图1示出了本实用新型的结构示意图，石英玻璃20输出端在高温下熔融拉细后， 与双包层输出光纤26的内包层30通过端面24直接熔接，图中28、32分别为光纤26的纤 芯、涂覆层。石英玻璃20的输入端按照要求加工一多边柱形孔22，多根泵浦输入光纤10的 包层14按照要求紧密排列成相应的多边形，并沿多边柱形孔22嵌入，其前端面预先切割或 研磨光滑平整，通过火焰烧结或折射率匹配胶粘结的方式将多根泵浦输入光纤10的包层 14结合在一起，再通过折射率匹配胶18将其与石英玻璃20的多边柱形孔22结合。图中 12、16分别为光纤10的纤芯、涂覆层。如图2是本实用新型实施例一泵浦输入光纤端部A-A横截面示意图，石英玻璃20 直径2mm，长20mm，输出端在高火温下熔融拉细到400um，与双包层输出光纤通过端面24直 接熔接，双包层输出光纤26纤芯28直径20um，内包层30直径400um，涂覆层32直径550um， 石英玻璃20输入端加工一六边柱形孔(多边柱形孔22)，孔深8mm，六边柱形孔面-面距离 为700um，泵浦输入光纤10的纤芯12直径200um，包层14直径220um，涂覆层16直径320um， 将七根泵浦输入光纤10剥去涂覆层16后，切割或研磨其端面至光滑平整，再紧密排列成正 六边形结构，用折射率匹配胶或火焰烧结的方式结合在一起，嵌入石英玻璃20的六边柱形 孔，通过折射率匹配胶18与石英玻璃结合，这样，即制作成功7X 1光纤合束器。在工作中， 七根泵浦输入光纤10中的泵浦光通过石英玻璃20合束到一起，最终传输至双包层输出光纤26的内包层，测试结果表明耦合效率平均在93%以上。(同时参照图1)图3是本实用新型实施例二泵浦输入光纤端部A-A横截面示意图，石英玻璃20直 径2mm，长20mm，输出端在高火温下熔融拉细到400um，与双包层输出光纤26通过端面24 直接熔接，双包层输出光纤26的纤芯28直径20um，内包层30直径400um，涂覆层32直径 550um,石英玻璃20输入端加工正方柱形孔(多边柱形孔22)，孔深8mm，正方柱形孔面-面 距离为lOOOum，泵浦输入光纤10的纤芯12直径200um，包层14直径220um，涂覆层16直径 320um，将十六根泵浦输入光纤10剥去涂覆层16后，切割或研磨其端面至光滑平整，再紧密 排列成正方形结构，用折射率匹配胶或火焰烧结的方式结合在一起，嵌入石英玻璃20的正 方柱形孔，通过折射率匹配胶18与石英玻璃结合，这样，即制作成功16X 1光纤合束器。在 工作中，16根泵浦输入光纤10中的泵浦光通过石英玻璃20合束到一起，最终传输至双包层 输出光纤26的内包层30，测试结果表明耦合效率平均在90%以上。(同时参照图1)本实用新型利用石英玻璃作为衔接，石英玻璃输入端可以根据泵浦输入光纤规格 及数目来加工各种规格柱形孔，输出端采用高温熔拉技术将其拉细到预定直径，泵浦输入 光纤及双包层输出光纤均只需简单工艺处理即可，具有工艺简单、稳定性好、成品率高、性 能佳等优点。以上结合较佳实施方式对本实用新型进行了具体描述，但是本技术领域内的技术 人员可以对这些实施方式做出多种变更或变化，这些变更和变化应落入本实用新型保护的 范围之内。
权利要求一种光纤泵浦合束器，包括多根泵浦输入光纤(10)、石英玻璃(20)和双包层输出光纤(26)，其特征在于所述石英玻璃(20)输出端与双包层输出光纤(26)的内包层(30)熔接；所述石英玻璃(20)输入端设有一多边柱形孔(22)；所述多根泵浦输入光纤(10)端部平齐，紧密排列成截面呈多边形的结构，并嵌入在前述多边柱形孔(22)中，在泵浦输入光纤(10)与多边柱形孔(22)之间的缝隙处填充有折射率匹配胶(18)。
2.根据权利要求1所述的光纤泵浦合束器，其特征在于所述多根泵浦输入光纤(10) 端部，相互之间是通过折射率匹配胶粘结的结构或火焰烧结的结构。
3.根据权利要求1或2所述的光纤泵浦合束器，其特征在于所述石英玻璃(20)呈柱 状体，其输出端直径小于输入端，且石英玻璃(20)输出端与双包层输出光纤(26)尺寸适 配，石英玻璃(20)输出端与输入端之间直径逐渐收缩。
4.根据权利要求3所述的光纤泵浦合束器，其特征在于所述泵浦输入光纤(10)数量 为七根时，石英玻璃(20)输入端多边柱形孔(22)为六边柱形孔，七根泵浦输入光纤(10) 端部排列成与之适配的截面呈六边柱形的结构。
5.根据权利要求3所述的光纤泵浦合束器，其特征在于所述泵浦输入光纤(10)数量 为平方数时，石英玻璃(20)输入端多边柱形孔(22)为正方柱形孔，多根泵浦输入光纤(10) 端部排列成与之适配的正方柱形的结构。
专利摘要本实用新型公开了一种光纤泵浦合束器，应用于高功率光纤激光器或光纤放大器，它包括石英玻璃、双包层输出光纤、多根泵浦输入光纤，所述石英玻璃输出端与双包层输出光纤的内包层熔接，所述石英玻璃输入端设有一多边柱形孔，所述多根泵浦输入光纤紧密排列成与多边柱形孔适配的多边形结构，且其端部沿所述石英玻璃的多边柱形孔嵌入，通过折射率匹配胶与石英玻璃结合在一起。本实用新型具有工艺简单、稳定性好、成品率高、性能佳等优点。
文档编号H01S3/094GK201656240SQ201020146429
公开日2010年11月24日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者孙凌鹤, 朱学文, 董杰 申请人:深圳朗光科技有限公司