[发明专利]光纤合束器及其制备方法、消减光纤回反光的方法及半导体激光器

说明书

技术领域

本发明涉及激光焊接领域，特别是涉及一种光纤合束器及其制备方法、消减光纤回反光的方法及半导体激光器。

背景技术

随着半导体激光器的输出功率、转换效率、可靠性、寿命和制造方法的提高及成本的降低，半导体激光器越来越广泛的应用于工业、制造业、军事、科研、航空、显示、娱乐及医疗等各个领域。随着直接半导体激光加工技术的不断发展，近年来对于高功率和高性能的半导体激光器的需求与日俱增，推动着国内外半导体激光器技术不断向着更高功率发展。光纤合束器方案的高功率半导体激光器由于其光斑能量分布更加均匀，更有利于克服半导体激光器和碟片激光在铝合金、镁合金、铜合金等有色金属焊接过程中存在的不足，从而获得性能优良的焊缝。相比半导体激光器和碟片激光器，高功率半导体激光器具有焊接成型表面光滑平整，焊缝无气泡，对焊接焊缝的间隙容忍度高等优点。

目前半导体激光器大多采用光纤合束的方法，高功率光纤合束器是实现高功率光纤激光的核心元器件，可将多个低功率的半导体模块合成以获得高功率的半导体激光器输出。然而，高功率半导体激光器在加工金属等高反材料过程中，将产生一定的回反光现象，部分回反光会传输到光纤合束器的每个输入光纤的包层中，当包层光遇到输入光纤的涂覆层时，会引起涂覆层发热，更高功率的包层回反光可能会导致输入光纤的涂覆层过热而损坏。

发明内容

基于此，有必要针对回反光导致输入光纤的涂覆层过热而损坏的问题，提供一种光纤合束器及其制备方法、消减光纤回反光的方法及半导体激光器。

一种光纤合束器，所述光纤合束器包括输入光纤束及输出光纤，所述输入光纤束包含多根输入光纤及一锥形光纤，多根输入光纤一端经熔融拉锥后形成所述锥形光纤，所述锥形光纤一端连接于多根输入光纤，另一端与所述输出光纤熔接，所述锥形光纤的包层的外表面至少部分呈不规则结构。

在其中一个实施例中，所述锥形光纤的包层的不规则结构通过腐蚀形成。

在其中一个实施例中，还包括封装组件，所述封装组件将所述锥形光纤及所述输出光纤的靠近所述锥形光纤附近的区域密封封装。

在其中一个实施例中，所述封装组件内部填充有填充物。

在其中一个实施例中，所述填充物可以为导热介质。

在其中一个实施例中，所述输入光纤上设置有固化胶层，所述固化胶层成形于所述输入光纤的包层上，且所述固化胶层的折射率大于所述输入光纤的包层的折射率。

一种光纤合束器的制备方法，包括以下步骤：

提供若干输入光纤，并剥除输入光纤的部分涂覆层；

对若干所述输入光纤的剥除涂覆层的部分进行拉锥形成锥形光纤；

在所述锥形光纤的表面形成不规则结构；及

提供输出光纤，将锥形光纤与输出光纤熔接。

在其中一个实施例中，还包括以下步骤：

剥除输入光纤的部分涂覆层，在剥除涂覆层的包层上成形固化胶层，所述固化胶层的折射率大于所述输入光纤的包层的折射率。

一种消减光纤回反光的方法，包括以下步骤：

提供光纤，并剥除部分涂覆层；

在露出的包层上形成不规则结构。

一种半导体激光器，所述半导体激光器包括半导体模块、光纤合束器及输出传能光纤，光纤合束器为上述任一所述光纤合束器，所述半导体模块连接所述光纤合束器的输入光纤，所述光纤合束器将半导体模块发出的光耦合至输出传能光纤。

上述光纤合束器及其制备方法、半导体激光器及消减光纤回反光的方法，通过在包层的外表面形成不规则结构，从而使得包层向外出射的部分回反光在包层的外表面的出射角小于临界角，部分回反光折射出的包层，能够有效的消减回反光。

附图说明

图1为光纤的结构示意图；

图2为本发明一实施例的光纤合束器的结构示意图；

图3为本发明一实施例的光纤合束器的剖面结构示意图；

图4为图3中A部分的局部放大图；

图5为图3中B部分的局部放大图；

图6为传统光纤合束器的回反光功率-温度测试图；

图7为本发明一实施例的光纤合束器的回反光功率-温度测试图；

图8为本发明一实施例的光纤合束器的制备方法流程图；

图9为本发明又一实施例的光纤合束器的制备方法流程图；

图10为本发明一实施例的消减光纤回反光方法的流程图

图11为本发明一实施例的半导体激光器的结构框图。

具体实施方式