[发明专利]一种飞秒激光器辅助制备光纤耦合器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光领域，尤其涉及一种飞秒激光器辅助制备光纤耦合器的方法。

背景技术

现有技术制作光纤耦合器时一般采用熔融拉锥的技术，具体如下：首先将N根泵浦光纤围绕在一信号光纤外形成光纤束，然后将光纤束放在拉锥机上熔融拉锥连接形成一体。上述方法采用暴力拉锥的方法，外围的泵浦光纤在拉锥的过程中位置不能确定，因此熔接的质量不稳定，不能根据需要调整泵浦光纤与信号光纤的相对位置以调整输出光的光斑质量和提高耦合效率。而且，还有部分泵浦光从泵浦光纤的端面射出，存在光能的损耗缺点。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种具有高耦合率的飞秒激光器辅助制备光纤耦合器的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种飞秒激光器辅助制备光纤耦合器的方法，该方法具体包括以下步骤：

1）、将N根泵浦光纤与一根信号光纤熔接形成一体，其中N为大于或等于1的整数；

2）、采用飞秒激光器在各泵浦光纤光输出的一端上切割形成楔角，再将楔角的斜面热熔成全内反射的光学表面。

进一步的，所述步骤1）的具体方法如下：

a、在信号光纤待熔接部的表面上用飞秒激光器分别刻蚀出与各泵浦光纤外径相适配的弧形凹槽，将各泵浦光纤分别紧密贴合在信号光纤上对应的弧形凹槽内以形成光纤束；

b、将上述光纤束放在拉锥机上，拉锥机对信号光纤和泵浦光纤的结合部进行熔融拉伸，从而将N根泵浦光纤和信号光纤连接形成一体。

进一步的，各弧形凹槽的轴向两端均通过弧形面过渡。

本发明采用以上技术方案，具有以下有益效果：

1、泵浦光纤内的泵浦光经全内反射的光学表面的反射后进入信号光纤的包层内，泵浦光几乎不会再从端面射出，因此各泵浦光纤内的泵浦光几乎实现100%在信号光纤的包层内进行耦合，从而实现小型化、大功率耦合器的制作。

2、通过弧形凹槽将各泵浦光纤定位在信号光纤的表面上后再进行熔融拉锥，在拉锥的过程中各泵浦光纤与信号光纤的相对位置能保持稳定，不会产生移位，因此熔融拉锥的质量更高、更稳定。而且采用飞秒激光器进行加工可以根据需要刻蚀出所需的弧形凹槽和所需切断的位置并且具有很高的加工精度，因此输出光的光斑质量可根据需要进行调整。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明：

图1为本发明步骤1）中在信号光纤表面通过弧形凹槽与各泵浦光纤配合的示意图；

图2为本发明步骤1）中光纤束通过熔融拉锥后的示意图；

图3为本发明步骤2）中各泵浦光纤光输出端形成全内反射光学表面的示意图。

具体实施方式

如图1-3之一所示，本发明一种飞秒激光器辅助制备光纤耦合器的方法，该方法具体包括以下步骤：

1）、将N根泵浦光纤与一根信号光纤熔接形成一体，其中N为大于或等于1的整数，本实施例中N=6，步骤1）的具体方法如下，

a、在信号光纤1待熔接部的表面上用飞秒激光器分别刻蚀出与各泵浦光纤2外径相适配的弧形凹槽，将各泵浦光纤2分别紧密贴合在信号光纤1上对应的弧形凹槽内以形成光纤束；其中，各弧形凹槽的轴向两端均通过弧形面过渡；

b、将上述光纤束放在拉锥机上，拉锥机对信号光纤1和泵浦光纤2的结合部进行熔融拉伸，从而将6根泵浦光纤2和信号光纤1连接形成一体；

2）、采用飞秒激光器在各泵浦光纤2光输出的一端上切割形成楔角21，再将楔角21的斜面热熔成全内反射的光学表面。

上述方法采用弧形凹槽将各泵浦光纤2定位在信号光纤1的表面上后再进行熔融拉锥，在拉锥的过程中各泵浦光纤2与信号光纤1的相对位置能保持稳定，不会产生移位，因此熔融拉锥的质量更高、更稳定；另外，采用飞秒激光器可以根据需要刻蚀弧形凹槽的位置而且加工精度高，从而调整所需输出光的光斑质量和提高耦合效率。

此外，泵浦光纤2内的泵浦光经全内反射的光学表面的反射后进入信号光纤1的包层内，泵浦光几乎不会再从端面射出，因此各泵浦光纤2内的泵浦光几乎实现100%在信号光纤1的包层内进行耦合，从而实现超大功率耦合器的制作。而且泵浦激光几乎不存在损耗，因此可以不使用散热器以减小耦合器的体积，从而实现小型化。