[发明专利]一种光纤耦合装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光技术领域，尤其涉及一种光纤耦合装置。

背景技术

在现有的多束激光的光纤耦合技术中，多个激光器输出的多束激光经会聚透镜合束后，合束后的多束激光对应的多个光斑的分布区域呈矩形，往往只占用了会聚透镜上满足光纤的数值孔径的区域中的较小一部分，不能充分利用光纤的数值孔径，能够耦合进光纤的激光数量有限，造成光纤数值孔径的浪费，导致光纤耦合效率较低。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种光纤耦合装置，以解决上述问题或者至少部分地解决上述问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种光纤耦合装置，该装置包括：基座、激光器阵列、转向光学元件、会聚透镜和光纤；

所述激光器阵列放置于所述基座上，所述激光器阵列包括多排激光器，每排激光器包括一个或多个激光器；

所述转向光学元件对所述激光器阵列输出的多束激光进行转向，使得转向后的多束激光的传播方向相互平行，且在垂直于转向后的多束激光的传播方向的平面上，多束激光对应的多个光斑的分布区域呈圆形排布；

转向后的多束激光垂直入射到所述会聚透镜上，所述会聚透镜将多束激光会聚耦合进所述光纤中。

可选地，经过所述转向透镜后的多束激光中，对应于每排激光器的一束或多束激光构成一个共面的激光阵列，相邻两个激光阵列所在的平面之间相隔指定距离。

可选地，所述激光器阵列中的各激光器为二极管激光器单管，每个二极管激光器单管的条宽为100um-200um，输出激光的波长范围为800nm-1100nm。

可选地，所述光纤的芯径为200um-400um，数值孔径小于等于0.22。

可选地，所述转向光学元件包括：反射平面镜，和/或，反射棱镜。

可选地，所述会聚透镜包括一个或多个透镜。

可选地，该装置进一步包括：对应于所述激光器阵列中的各激光器的多个快轴准直透镜和多个慢轴准直透镜；

所述激光器阵列中的每个激光器输出的激光经过对应的快轴准直透镜和慢轴准直透镜后，入射到所述转向光学元件上。

可选地，该装置进一步包括：对扩束器或缩束器；

所述扩束器或缩束器位于所述慢轴准直透镜和所述转向光学元件之间，或者，所述扩束器或缩束器位于所述转向光学元件和所述会聚透镜之间。

可选地，该装置进一步包括：偏振合束器；

所述偏振合束器位于所述慢轴准直透镜和所述转向光学元件之间，或者，所述偏振合束器位于所述转向光学元件和所述会聚透镜之间。

可选地，所述基座内部设置有水冷通道，以供冷却水在水冷通道中流通；

所述基座呈阶梯状结构，所述基座的每级台阶上放置一排激光器，当该排激光器包括多个激光器时，该排激光器中的多个激光器沿台阶长边的方向拍成一排；

当所述基座呈阶梯状结构时，所述激光器阵列中的各激光器输出的激光传播到所述会聚透镜上所经历的光程相同。

由上述可知，本发明提供的技术方案对激光器阵列输出的多束激光进行转向，使得转向后的多束激光的传播方向相互平行，且在垂直于转向后的多束激光的传播方向的平面上多束激光对应的多个光斑的分布区域呈圆形，再通过会聚透镜将转向后的多束激光会聚耦合进光纤中，本方案具有如下有益效果：通过转向光学元件调整激光器阵列输出的多束激光之间的间距，使得多束激光更加紧密排列，并且入射到会聚透镜上的多束激光对应的多个光斑的分布区域呈圆形，由会聚透镜会聚后将多束激光以在截面上近似圆形的状态耦合进光纤中，充分填充了会聚透镜上满足光纤的数值孔径的空间，充分利用了光纤的数值孔径，在同等条件下，可以将更多激光器输出的激光耦合进光纤，极大地提高了光纤耦合效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1A示出了根据本发明实施例一的一种光纤耦合装置的示意图；

图1B示出了根据本发明实施例一的一种光纤耦合装置的侧视图；

图1C示出了根据本发明实施例一的一种光纤耦合装置的俯视图；

图1D示出了根据本发明实施例一的激光器阵列输出的激光在会聚透镜上的光斑示意图；

图2A示出了根据本发明实施例二的一种光纤耦合装置的示意图；