[实用新型]一种带状截面的光纤

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤技术领域，尤其涉及一种带状截面的光纤。

背景技术

多横模半导体激光器，尤其是大功率半导体激光器的发光面积为1um*（50um~200um），这就使得激光器输出光在窄方向是基模高斯光束，在宽方向上为多模光束输出，两个方向的发散角也存在很大的差异，一般为30度*8度。在应用方面，半导体激光器的光纤耦合来说，圆形波导的单模光纤耦合的耦合效率非常低下，一般只有10%左右；圆形波导的多模光纤耦合效率较高，但是光斑模式多为麻点状光强分布，破坏了半导体激光器窄发光方向为单横模输出特性的优点。大功率半导体激光器的另外一个应用是激光切割，多模高功率光纤激光器方向性远不如单模光纤激光器，具体来说就是多模光纤激光器的聚焦光斑要大于单模光纤激光器的光斑，准直效果也远远没有单模光纤激光器的准直距离长。另激光加工通常是线性切割只需沿激光切割方向好就能满足要求，只要半导体激光器的宽发光方向做到直线度比较好即可。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型提出一种带状截面的光纤，可以一个方向传输单模激光，另一个方向传输多模激光，既提高了多横模半导体激光器的耦合效率，又保持了多横模激光一个方向为单横模另一个方向为多横模的高质量光斑特性。

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种带状截面的光纤，包括纤芯和包层，所述纤芯横截面外轮廓为矩形或跑道形状；所述包层横截面为椭圆形、矩形或跑道形状，其方向与纤芯横截面方向一致；所述纤芯横截面沿其窄方向传输单横模光信号，沿其宽方向传输多横模光信号。

进一步的，所述纤芯为掺杂增益光纤。

进一步的，所述纤芯横截面窄方向尺寸为1-10μm，宽方向尺寸为毫米数量级或毫米以上数量级。

本实用新型的有益效果为：通过采用横截面为矩形或跑道形状的纤芯，既可提高多横模半导体激光器的耦合效率，又保持了多横模激光快轴基横模的传输特性，即一个方向为单横模另一个方向为多横模的传播特性；同时采用相应形状的包层，使得该光纤更易于固定在机械设备表面，作为增益光纤时，可具有更好的散热效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例一光纤横截面结构示意图；

图2为本实用新型实施例二光纤横截面结构示意图；

图3为本实用新型实施例三光纤横截面结构示意图。

附图标示：10、纤芯；21、矩形包层；22、跑道形状包层；23、椭圆形包层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步说明。

本实用新型的带状截面的光纤，通过采用横截面为矩形或跑道形状的纤芯，既可提高多横模半导体激光器的耦合效率，又保持了多横模激光快轴基横模的传输特性，即一个方向为单横模另一个方向为多横模的传播特性；同时采用相应形状的包层，使得该光纤更易于固定在机械设备表面，作为增益光纤时，可具有更好的散热效果。具体的，该带状截面的光纤包括纤芯和包层，其中，纤芯横截面外轮廓为矩形或跑道形状；包层横截面为椭圆形、矩形或跑道形状，其方向与纤芯横截面方向一致。纤芯横截面沿其窄方向传输单横模光信号，沿其宽方向传输多横模光信号。

如图1所示的实施例一，该实施例的光纤，纤芯10横截面外轮廓为矩形，同时具有矩形包层21。纤芯10横截面窄方向a传输单横模，该窄方向a尺寸优选1-10μm，如10μm；宽方向b传输多横模，该宽方向b尺寸可以为毫米数量级，或毫米以上数量级，如2mm。在半导体激光器的光纤耦合中，多横模半导体激光器的激光快轴方向（TE模）为单横模传输，尺寸较小，慢轴方向为多横模传输，尺寸较大。利用该光纤耦合时，将多横模激光的快轴方向耦合到该纤芯10的窄方向a，光束在该方向仍能保持单横模传输；将多横模激光的慢轴方向耦合到该纤芯10的宽方向b，光束在该方向保持多横模传输，从而可以保证较高的激光耦合效率，同时不会破坏快轴基横模的单横模传输特性，以满足高功率激光器的各种应用。

其中，纤芯10可以是掺杂增益光纤，将该光纤作为增益光纤使用，更容易得到高功率的激光输出。同时，由于采用矩形包层21，使得该光纤更易于固定在机械设备表面，更容易散热，大大提高了光纤激光器的散热性能。