光纤激光器制作方法与流程

本发明涉及激光器技术领域，特别是涉及一种光纤激光器制作方法。

背景技术：

光纤激光器为全光纤结构，包括泵浦源、有源光纤、光栅以及输出头，其中，泵浦源用于提供泵浦光，有源光纤是在光纤中掺入稀土元素作为增益介质，光栅是指在光纤表面制作出特定的凹槽结构，用于实现对光纤内传播的不同波长光进行选择。

现有技术中，光纤激光器的制作方法是准备好泵浦光源，并预先制作好有源光纤、光栅以及输出头，然后将各器件顺序熔接而连接形成整个光纤激光器。然而，对于高功率激光器(>100w)，熔接点处漏光所导致的局部温度升高，使光纤熔毁、器件失效等问题凸现出来，极大地影响到整个激光器系统的可靠性和输出功率的稳定性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种光纤激光器制作方法，制作的光纤激光器熔接点少，有助于提高光纤激光器的可靠性和输出稳定性。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光纤激光器制作方法，包括：

采用拉制方法，将制作好的有源光纤的一端与泵浦装置的尾纤连接为一体，所述有源光纤为掺入增益物质的一段光纤；

在所述有源光纤中掺入增益物质的光纤区段的两端表面，分别刻蚀出光栅结构；

将输出端连接在所述有源光纤未与所述泵浦装置连接的一端。

可选地，所述有源光纤的制作方法包括：

将预备的光纤拉制到预设长度，在拉制过程中在光纤的预设区段内掺入增益物质。

可选地，在光纤中掺入的增益物质为稀土元素。

可选地，所述采用拉制方法，将制作好的有源光纤的一端与泵浦装置的尾纤连接为一体包括：

将所述有源光纤的一端与所述泵浦装置的尾纤螺旋缠绕，对缠绕部分加热，当缠绕部分光纤处于熔融状态时拉制，使所述有源光纤的一端与泵浦装置的尾纤熔融为一体。

可选地，采用熔接法将输出端连接在所述有源光纤未与所述泵浦装置连接的一端。

可选地，在所述将输出端连接在所述有源光纤未与所述泵浦装置连接的一端之前还包括：

采用腐蚀方法，在所述有源光纤未与所述泵浦装置连接的一端腐蚀出不规则的小孔，制作形成光剥离器。

可选地，采用氢氟酸溶液进行腐蚀。

可选地，在所述将输出端连接在所述有源光纤未与所述泵浦装置连接的一端之后还包括：对于制作得到的光纤结构，在无外包层的光纤外包覆起保护作用的外包层。

可选地，还包括：将制作得到的光纤结构的合束器、光剥离器和光栅区段封装在热沉中，并将整个结构封装在水冷板上。

由上述技术方案可知，本发明所提供的光纤激光器制作方法，首先采用拉制方法，将制作好的有源光纤的一端与泵浦装置的尾纤连接为一体，然后在有源光纤掺入增益物质的光纤区段的两端表面分别刻蚀出光栅结构，再在有源光纤的另一端连接上输出端，从而制作出光纤激光器。可以看出，本发明提供的光纤激光器制作方法，在单根光纤上制作出整套光纤激光器的各器件，与现有技术相比减少了熔接点，可减少光纤激光器因存在熔接点导致的问题，有助于提高光纤激光器的可靠性和输出稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光纤激光器制作方法的流程图；

图2为采用图1所示方法制作的一种光纤激光器的示意图；

图3为本发明又一实施例提供的一种光纤激光器制作方法的流程图；

图4为采用图3所示方法制作的一种光纤激光器的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

请参考图1，本发明实施例提供的一种光纤激光器制作方法，包括以下步骤：

s10：采用拉制方法，将制作好的有源光纤的一端与泵浦装置的尾纤连接为一体，所述有源光纤为掺入增益物质的一段光纤。

可参考图2，为采用本实施例方法制作的光纤激光器的示意图。首先说明的是，所述的有源光纤是指掺入了增益物质的一段光纤，即在该段光纤的至少一区段内掺入了增益物质，这部分光纤区段作为制作成的光纤激光器的增益介质，用于对激光器内传播的光起到能量增益作用。

在实际制作过程中，可采用以下方法制作有源光纤20，制作过程包括：将预备的光纤拉制到预设长度，在拉制过程中在光纤的预设区段内掺入增益物质。根据预先的设计，将预先准备的光纤拉制到预设长度，在拉制的过程中在光纤的预设区段内掺入增益物质。优选的，掺入的增益物质可以是稀土元素。

然后将制作好的有源光纤20与泵浦装置21连接。在具体实施时，制作过程具体包括：将所述有源光纤20的一端与所述泵浦装置21的尾纤螺旋缠绕，对缠绕部分加热，当缠绕部分光纤处于熔融状态时拉制，使所述有源光纤20的一端与所述泵浦装置21的尾纤熔融为一体。本实施例方法通过拉制方法将制作的有源光纤与泵浦装置连接，避免了现有采用熔接方法将二者连接会形成熔接点，避免造成漏光问题。

在实际应用中，若光纤激光器采用多个泵浦装置，将多个泵浦装置输出的光合束后作为激光器泵浦光，相应在制作过程中，可采用上述方法，将多个泵浦装置21的尾纤和有源光纤20一端螺旋缠绕在一起，进行拉制使连接成一体，然后在光纤连接部位外安装外壳，制作形成合束器22。

s11：在所述有源光纤中掺入增益物质的光纤区段的两端表面，分别刻蚀出光栅结构。

可选的，可采用刻蚀方法，在有源光纤20中掺入增益物质的光纤区段的两端表面，分别刻蚀出特定的凹槽结构，以分别在光纤两端制作出光栅。

s12：将输出端连接在所述有源光纤未与所述泵浦装置连接的一端。

将用于输出光的输出端23连接在有源光纤20未与泵浦装置21连接的一端，示例性的，输出端23为端帽，将端帽连接在有源光纤20一端上，端帽对传输的激光具有增透作用。在实际制作过程中，可采用熔接方法将输出端连接在有源光纤上，具体可采用co2熔接法。由于输出端位于整段光纤的尾端，在这位置存在熔接点对光纤激光器内传播光影响小，因此可采用熔接方法将输出端连接到有源光纤。

本实施例提供的光纤激光器制作方法，在单根光纤上制作出整套光纤激光器的各个器件，与现有技术相比减少了熔接点，可减少光纤激光器因存在熔接点导致的问题，有助于提高光纤激光器的可靠性和输出稳定性。

在本发明又一实施例提供的一种光纤激光器制作方法中，所制作的光纤激光器还包括用于滤除光纤中传播的包层光以及高阶模光的光剥离器，请参考图3，本实施例提供的制作方法包括以下步骤：

s30：采用拉制方法，将制作好的有源光纤的一端与泵浦装置的尾纤连接为一体，所述有源光纤为掺入增益物质的一段光纤。

s31：在所述有源光纤中掺入增益物质的光纤区段的两端表面，分别刻蚀出光栅结构。

s32：采用腐蚀方法，在所述有源光纤未与所述泵浦装置连接的一端腐蚀出不规则的小孔，制作形成光剥离器。

在具体实施时，可采用溶液腐蚀方法在有源光纤20的一端腐蚀出小孔。可选的，具体可采用氢氟酸溶液进行腐蚀。然后在光纤上腐蚀出小孔的区段外安装外壳，制作形成光剥离器24，可参考图4所示。

s33：将输出端连接在所述有源光纤未与所述泵浦装置连接的一端。

本实施例中，步骤s30、s31和步骤s32的具体制作方法及过程均可参考上一实施例描述，在本实施例部分不再赘述。

在以上各实施例描述的光纤激光器制作方法中，在将输出端连接在有源光纤未与泵浦装置连接的一端之后，进一步还包括：对于制作得到的光纤结构，在无外包层的光纤外包覆起保护作用的外包层。通常外包层材质较硬，以对内部光纤起到保护作用。并且，外包层的折射率小于内光纤的折射率，以保证光纤内传播的光在与外包层的界面处发生全反射，保证激光在光纤内部传播。在实际操作过程中可采用涂覆机在光纤外包覆外包层。

在应用时光纤激光器的合束器、光剥离器、光栅会发热，针对此问题，在以上各实施例描述的光纤激光器制作方法中，进一步还包括：将制作得到的光纤结构的合束器、光剥离器和光栅区段封装在热沉中，并将整个结构封装在水冷板上，以对整个光纤激光器起到降温保护作用。

以上对本发明所提供的光纤激光器制作方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。