[发明专利]一种基于曲面光纤端帽的高功率光纤环形器

权利要求书

1.一种基于曲面光纤端帽的高功率光纤环形器，其特征在于，至少包括光纤和端帽、环形器芯和基板，所述光纤包括光纤一（11）、光纤二（13）和光纤三（15），所述端帽包括端帽一（12）、端帽二（14）和端帽三（16）；

所述光纤一（11）与所述端帽一（12）相连，所述光纤二（13）与所述端帽二（14）相连，所述光纤三（15）与所述端帽三（16）相连；

所述环形器芯安装在所述基板上；

所述环形器芯能够使进入其中的光束发生偏移或位移；

所述端帽的一端为平面，另一端为曲面，所述光纤与所述端帽的平面端进行相连接，连接方式为一体化熔接；

所述端帽的曲面用于光束的准直输出或耦合输入到所述光纤；

光束通过进入所述光纤一（11）后经所述端帽一（12）的曲面变成的准直光束入射到所述环形器芯，偏移后的准直光束经所述端帽二（14）的曲面耦合到其光纤二（13）的尾芯输出；

光束通过进入所述光纤二（13）后经所述端帽二（14）的曲面变成的准直光束入射到所述环形器芯，偏移后的准直光束经所述端帽三（16）的曲面耦合到其光纤三（15）的尾芯输出；

所述端帽的曲面的曲率半径R为：

，

其中光纤内的激光束腰半径为、发散角为θ₀，端帽的长度为L，端帽材料的折射率为n。

2.根据权利要求1所述的一种基于曲面光纤端帽的高功率光纤环形器，其特征在于，所述的环形器芯包括偏振相关型或偏振无关型。

3.根据权利要求2所述的一种基于曲面光纤端帽的高功率光纤环形器，其特征在于，所述环形器芯至少包括偏振分光棱镜、双折射晶体、波片、旋转器、光束位移器中的一种。

4.根据权利要求1所述的一种基于曲面光纤端帽的高功率光纤环形器，其特征在于，所述光纤的轴和端帽的母线共轴。

5.根据权利要求1所述的一种基于曲面光纤端帽的高功率光纤环形器，其特征在于，所述的端帽的形状包括圆柱形或圆锥形。

6.根据权利要求1所述的一种基于曲面光纤端帽的高功率光纤环形器，其特征在于，所述端帽的直径D大于目标扩束光斑直径φ，

其中φ=2L×tan(NA )+d，其中，L为端帽的长度，d为光纤的芯径，NA为光纤纤芯的数值孔径。

7.根据权利要求1所述的一种基于曲面光纤端帽的高功率光纤环形器，其特征在于，所述端帽的输出端面镀减反膜，镀膜波段与光纤环形器工作波长匹配。

8.根据权利要求1所述的一种基于曲面光纤端帽的高功率光纤环形器，其特征在于，所述基板上附有散热装置。

9.根据权利要求1所述的一种基于曲面光纤端帽的高功率光纤环形器，其特征在于，所述环形器芯包括偏振分光棱镜一（100）、法拉第旋转器一（101）、波片一（102）、偏振分光棱镜二（103）；

在光路上依次设有所述偏振分光棱镜一（100）、所述法拉第旋转器一（101）、所述波片一（102）、所述偏振分光棱镜二（103）。

10.根据权利要求1所述的一种基于曲面光纤端帽的高功率光纤环形器，其特征在于，环形器芯包括光束位移器一（20）、波片二（21）、法拉第旋转器二（22）、波片三（23）、法拉第旋转器三（24）、光束位移器二（25）、波片四（26）、法拉第旋转器四（27）、波片五（28）、法拉第旋转器五（29）、光束位移器三（30）、波片六（31）、法拉第旋转器六（32）、波片七（33）、法拉第旋转器七（34）；

在光路上依次设有所述光束位移器一（20）、所述光束位移器二（25）、所述光束位移器三（30）；

所述波片二（21）置于所述法拉第旋转器二（22）之前，所述波片三（23）置于所述法拉第旋转器三（24）之前，所述波片六（31）置于所述法拉第旋转器六（32）之前，所述波片七（33）置于所述法拉第旋转器七（34）之前；

所述波片二（21）与所述法拉第旋转器二（22），所述波片三（23）与所述法拉第旋转器三（24），所述波片六（31）与所述法拉第旋转器六（32），所述波片七（33）与所述法拉第旋转器七（34）并行排列在所述光束位移器一（20）与所述光束位移器二（25）之间；

所述波片四（26）置于所述法拉第旋转器四（27）之前，所述波片五（28）置于所述法拉第旋转器五（29）之前；

所述波片四（26）与所述法拉第旋转器四（27），所述波片五（28）与所述法拉第旋转器五（29）并行排列在所述光束位移器二（25）与所述光束位移器三（30）之间。