[发明专利]一种新型光纤激光合束器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤激光器技术领域，尤其是一种对光纤纤芯没有任何改变，可作为核心部件用于大功率光纤激光器的新型光纤激光合束器及其制备方法。

背景技术

光纤激光器凭借其体积小，重量轻，光斑优，散热易，成本低，免维护等优秀特质正在各个主要的激光应用领域中取代传统工业激光器，大功率光纤激光器成为第三代最先进的工业加工激光器，其应用领域已扩展到汽车制造，船舶制造，高速铁路，工程机械，军工装备以及航空制造业。光纤激光器在工业激光领域的占有份额正以每年百分之四十的速度迅速增长。

研制大功率光纤激光器，尤其是几千瓦、万瓦量级光纤激光器，具有重要意义！光纤激光合束器是研制大功率光纤激光器的核心部件之一，光纤激光合束器一般分为两种，一种是用于将多束光纤激光合束入一根光纤输出，另一种光纤激光合束器是将两种波长的激光（泵浦光与信号光）合束入增益光纤中以实现对信号激光的有效放大。目前光纤激光合束器在制作过程中，大多都需要对光纤进行熔融拉锥，此过程中不可避免的会对光纤纤芯有一定的“加工”改变，从而会引入损耗，进而影响其可承受的最大激光功率。

发明内容

本发明的目的是提供一种制作过程中对光纤纤芯没有任何改变，从而不会引入损耗，可作为核心部件用于大功率光纤激光器（几千瓦、万瓦量级光纤激光器）的新型光纤激光合束器及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案加以实现的。

一种新型光纤激光合束器，包括石英玻璃管1、输入光纤3及石英玻璃丝4，其特征在于：石英玻璃管1内设有内包层腐蚀掉的输入光纤3和石英玻璃丝4，石英玻璃管1、输入光纤3和石英玻璃丝4为一体。

本发明所述的多根输入光纤3由多束光纤合束，输入光纤3中的各束光纤传输的光纤激光是相同波长的激光，此情况下，光纤激光合束器用于对多束光纤激光合束以得到大功率光纤激光。

本发明所述的多根输入光纤3由多束光纤合束，输入光纤3中的各束光纤传输的光纤激光至少是是两种不同波长的激光，此情况下，光纤激光合束器可用于把两种或两种以上波长的光（泵浦光与信号光）合束入增益光纤中，实现对信号光的有效放大；。

一种新型光纤激光合束器的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

步骤一、将输入光纤一端的涂覆层剥除，并使用氢氟酸溶液将内包层腐蚀掉一部分（给个尺寸范围）

步骤二、准备一根石英玻璃管，使用超声波对其洗净，玻璃管折射率与输入光纤内包层折射率相同，

步骤三、将多根内包层腐蚀过的输入光纤堆积入石英玻璃管中；

步骤四、将石英玻璃丝填充入石英玻璃管堆积入输入光纤后的空隙中；

步法五、对石英玻璃管外侧加热，使石英玻璃管，输入光纤，石英玻璃丝熔为一体，包装成产品。

本发明使用时，采用光纤切割刀对其进行切割，使用外封管对熔接处进行封套保护，与一根大芯径传导光纤焊接即可，其优点在于，在合束器制作过程中，对输入光纤的纤芯没有做任何改变，从而不会引入损耗，整个合束器耦合效率高、稳定可靠。

附图说明

图1是本发明的一种结构图示图。

图中标记：石英玻璃管1、大芯径传导光纤2、内包层腐蚀过的输入光纤3、由普通石英光纤熔融拉制而成的石英玻璃丝4。

图2是腐蚀前的输入光纤示图。

图中标记：光纤纤芯301、光纤内包层302、光纤涂覆层303。

图3是内包层腐蚀过的输入光纤示图。

图中标记：腐蚀掉一部分的光纤内包层312。

图4是石英玻璃管示图。

图中标记：石英玻璃管空芯101、石英玻璃管管壁102。

图5是填充了光纤的石英玻璃管管芯示图。

图6是填充了输入光纤和石英玻璃丝的石英玻璃管管芯截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

以输入光纤为7根的新型光纤合束器为例，此合束器可将7束分别在7根输入光纤纤芯中传输的光纤激光有效耦合入一大芯径传导光纤纤芯中，此新型7×1光纤合束器结构示图如图1所示，制备方法如下：

（1）准备7根如图2所示输入光纤，纤芯/内包层/涂覆层为20/400/530 μm，纤芯NA为0.06，将输入光纤一端的涂覆层303剥除，并利用氢氟酸溶液将内包层302均匀腐蚀，由400μm腐蚀至60μm，如图3所示，腐蚀后的光纤包括光纤纤芯301和腐蚀过的内包层312；