[发明专利]保偏光纤泵浦耦合器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，尤其涉及一种保偏光纤泵浦耦合器及其制造方法。

背景技术

单偏振态输出高功率高能量光纤激光器和放大器在光纤陀螺、光纤传感、非线性变频、相干光束组合等许多领域有广泛的应用前景。因此研究具有单偏振输出特性及一定消光比的光纤激光器具有十分重要的意义，单偏振光纤激光器已成为目前研究热点之一。然而，现在获得单偏振光纤激光输出的主要方法是采用分立光学元件实现泵浦光耦合。这使得光纤激光系统稳定性较差。对于全光纤结构单偏振光纤激光输出的光纤激光器，保偏光纤泵浦耦合器是其核心器件，现有技术中已有的保偏光纤泵浦耦合器由于采用端面泵浦方式，并且耦合器制作过程中保偏主光纤先截断后与输出光纤熔接，因此该保偏光纤泵浦耦合器的信号光耦合效率仅为90％，偏振消光比约为20dB。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种保偏光纤泵浦耦合器及其制造方法，以在不破坏保偏光纤的纤芯和应力结构的前提下进行耦合，提高信号的耦合效率。

(二)技术方案

为解决上述问题，一方面本发明提供了一种保偏光纤泵浦耦合器，包括保偏主光纤和含有若干泵浦光纤的泵浦光纤束，所述泵浦光纤束的一端为所述若干泵浦光纤围设而成的中空光纤束，所述保偏主光纤一端设有露出内包层的过度区，所述过度区具有完整的应力结构并插入所述泵浦光纤束的中空部分，所述泵浦光纤与所述保偏主光纤的过度区对应的部分为露出包层的拉锥端，所述泵浦光纤拉锥端的包层与所述保偏主光纤过度区的内包层紧密接触并熔为一体。

优选地，所述保偏主光纤的过度区为径向尺寸小于保偏主光纤内包层主体径向尺寸的柱体，过度区与内包层主体之间形成台阶面，所述泵浦光纤拉锥端紧密贴靠于所述过度区径向外表面上并且拉锥端端部紧密抵靠于所述台阶面，所述泵浦光纤拉锥端端部的直径与所述光纤主体过度区与内包层主体之间的半径差相当。

优选地，所述保偏主光纤的过度区为窄端靠近端部、宽端远离端部的锥台形，所述若干泵浦光纤的拉锥端形成的中空部分具有与所述过度区对应的锥形内周。

优选地，所述保偏主光纤从位于所述泵浦光纤束中空部分内的端部至过度区的尾段的内包层外设有新涂覆层料，所述新涂覆层与保偏主光纤尾段的内包层形成的数值孔径与保偏主光纤主体内包层的原有的数值孔径一致。

优选地，所述保偏主光纤为双包层或多包层结构的熊猫型保偏光纤、领结型保偏光纤、椭圆包层型保偏光纤或椭圆芯保偏光纤。

另一方面，本发明还提供了一种上述保偏光纤泵浦耦合器的制作方法，包括以下步骤：

S1：分别除去泵浦光纤束中的若干泵浦光纤待熔接区域的涂覆层，露出包层；从一端开始除去保偏主光纤的涂覆层，露出内包层并形成过度区，所述过度区的应力结构保持完整；

S2：将所述泵浦光纤去除涂覆层的部分按一定的锥度拉锥到预定尺寸形成拉锥端；拉锥过程中，泵浦光纤束的中心光纤采用金属丝替代；拉锥完成后，将金属丝抽出，泵浦光纤束形成为中空光纤束；

S3：将所述泵浦光纤束从拉锥处理的轴向中心截断，并对所述泵浦光纤拉锥端形成的中空部分进行处理，使拉锥端形成的中空部分形状与保偏主光纤的过度区互补；

S4：将露出内包层的保偏主光纤的一端插入泵浦光纤束的中空部分，使保偏主光纤的过度区与泵浦光纤拉锥端形成中空部分紧密贴合；

S5：将所述保偏主光纤的过度区与所述泵浦光纤的拉锥端形成的中空部分熔为一体；

S6：对内包层露出在外面的过度区到端部之间的保偏主光纤部分，重新涂覆制作新涂覆层。

优选地，所述步骤S2还包括对保偏主光纤过度区的内包层进行直径缩小处理，形成所需过度区形状的步骤，在对过度区内包层进行处理的过程中不破坏保偏主光纤的纤芯和应力结构。

优选地，所述步骤S5中，通过氢氧火焰、CO₂激光器、丙烷气、或微粒子喷灯将所述保偏主光纤过度区与泵浦光纤的拉锥端熔为一体。

优选地，通过化学腐蚀或机械抛磨的方法，对步骤S2中去除涂覆层的保偏主光纤内包层进行预处理、以及对步骤S3中的所述泵浦光纤拉锥端形成的中空部分进行处理。

(三)有益效果