[发明专利]一种多输入高功率多模光纤准直器

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及一种多输入高功率多模光纤准直器。

背景技术

高功率光纤激光技术是近年来国际激光技术领域一个活跃的研究方向。相比传统固体、气体、半导体等介质的激光技术，高功率光纤激光器具有光束质量好、效率高、稳定性好、输出功率高等优点。其激光光源适用于激光雷达、材料精密激光加工、精密光刻、空间激光通讯、激光遥感等领域。

光纤准直器是光纤激光器、光纤通信、光纤传感系统中的基本光学元件。它是由尾纤与准直透镜组成，具有插入损耗低、回波损耗高、工作距离长、工作波长范围宽、光束发散角小以及稳定性和可靠性好、体积小、重量轻等优点。光纤准直器可以将光纤内的传输光转变成准直光(平行光)，或将外界平行(近似平行)光耦合至光纤内以提高光纤系统的耦合效率，是制作多种光学器件的基础性元件。它可以方便的用于光无源器件，如衰减器、分光器、隔离器、滤波器、光开关以及波分复用器等。

光纤准直器根据光纤的不同可以分为单模光纤准直器和多模光纤准直器。其中多模光纤准直器由于其耦合效率高而被广泛用在传能方面。现有技术中的多模光纤激光器系统中，其光纤准直器的结构如图1所示，多（假设为n）路光纤101输入经过N*1的光纤合束器102合束后，成为单根多模光纤103输出，单根多模光纤103再与准直晶体104熔接，形成多模准直输出，即光纤合束器102输出多模光纤103与准直晶体104之间具有一个熔接点105。这种多输入高功率多模光纤准直器的缺点是：1、需要使用光纤合束器，生产成本较高、体积大、结构复杂、调试不方便，且容易因为光纤合束器产生故障而导致系统产生故障，即系统的稳定性较低；2、光纤合束器输出光纤与准直晶体间需要进行熔接，会导致功率损耗问题，使功耗增大；3、光经过光纤合束器后，再进入多模光纤，容易导致光在多模光纤中传播时引起模式问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种结构简单、生产成本低、稳定性高、调试方便、功耗较低的多输入高功率多模光纤准直器。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种多输入高功率多模光纤准直器，包括用于输入多路光的多条光纤、准直光学系统；所述光纤的一端为输入端面，所述光纤的另一端为输出端面，所述准直光学系统的一端为输入表面，所述准直光学系统的另一端为输出表面；所述光纤的输入端面用于输入光，所述光纤的输出端面直接与准直光学系统的输入表面熔接，所述准直光学系统的输出表面用于输出光。

其中，所述准直光学系统包括石英玻璃棒、透镜，所述透镜位于石英玻璃棒的后方，所述石英玻璃棒的前端端面为所述准直光学系统的输入表面，所述透镜的后端端面为准直光学系统的输出表面，使所述光纤输入的光经过石英玻璃棒后射入透镜，再由透镜输出。

其中，所述石英玻璃棒为石英玻璃圆柱体。

其中，所述透镜为凸面透镜、凹面透镜或玻璃平板。

其中，所述准直光学系统的输出表面的输出光为平行光、聚焦光或者发散光。

其中，所述准直光学系统的输出表面的输出光为发散光时，该发散光的发散角为±15°。

其中，所述光纤为能量传输光纤。

本发明有益效果在于：

1、与现有技术中的多输入高功率多模光纤准直器相比，减少了光纤合束器，从而降低了生产成本、且体积小、结构简单、调试方便，消除了因光纤合束器故障导致系统故障的概率，增强了系统稳定性；

2、本发明用于输入多路光的多条光纤直接与准直光学系统的输入表面熔接，与现有技术中的多输入高功率多模光纤准直器相比，本发明减少了光纤合束器的熔接，从而减少了因熔接问题导致的功率损耗，从而降低功耗；

3、本发明光纤输出的光为直接进入准直光学系统，从而减少了光在多模光纤中传播时可能引起的模式问题。

附图说明

图1为现有技术中的多输入高功率多模光纤准直器的结构示意图。

图2为本发明多输入高功率多模光纤准直器的结构示意图。

图3为本发明的准直光学系统的石英玻璃棒和透镜的结构示意图。

图4为本发明在准直光学系统中设置不同透镜位置时的结构示意图。

具体实施方式