[实用新型]一种中红外波段侧面泵浦光纤抽运信号合束器

说明书

一种中红外波段侧面泵浦光纤抽运信号合束器。其包括双包层光纤和至少一条泵浦输入光纤；泵浦输入光纤利用火焰或者石墨丝加热方式进行拉锥；双包层光纤在内包层做刻蚀或者研磨，在结合区处的内包层边缘沿径向凹陷而形成有至少一个缺口，由此使结合区处的横截面呈多边形；每根拉锥后的泵浦输入光纤利用折射率匹配胶或者火焰烧结的方式结合在双包层光纤上结合区处的一个缺口内。本实用新型优点：制作工艺简单，可以在双包层光纤的内包层不同部位设置与不同规格的泵浦输入光纤相匹配的圆形或者锯齿形缺口，以制成多种不同规格合束器。本合束器的泵浦输入光纤可以支持793nm、976mm、1150nm或者1550nm激光的传输。

技术领域

本实用新型属于光纤激光器技术领域，尤其涉及一种中红外波段侧面泵浦光纤抽运信号合束器。

背景技术

中红外波段的激光在国防、医疗、通信领域有着特殊的重要应用。由于大于2μm的激光在硅基光纤中存在着强烈的共振吸收，现阶段能够支持中红外波段光纤激光的产生和低损耗传输的光纤主要有氟化物光纤、碲化物光纤或硫化物光纤。以这几种材料为基质的光纤在2—5μm波段都具有较低的声子能量，对稀土离子具有较好的溶解性，而且它们的折射率都较高。目前，3μm左右的 ZBLAN中红外光纤激光器正在快速发展，相信不久之后将能达到百瓦量级，尤其是级联掺Er3+光纤激光器因其较低的掺杂浓度和温度而最具前景，另外掺Ho3+ 光纤激光器也具有较好的应用前景。但是受限于非石英材料的软玻璃光纤的物理特性，尚缺乏该种光纤的一系列关键光纤器件(如光纤光栅、合束器、准直器)和核心技术。

现有的中红外波段合束器，如中国发明专利申请第201610786137.3号中公开的中红外波段光纤抽运/信号合束器为端面泵浦结构，该结构需要对信号光纤进行拉锥，增加了信号光的损耗，另外，当信号光纤与输出光纤为同种光纤时，使用该结构无法制作合束器，而且该合束器不存在反向隔离效果；中国发明专利申请第201610786021.X号中公开的侧面抽运的中红外波段光纤抽运信号合束器，该发明将泵浦光纤拉锥后贴附到信号光纤上，未对信号光纤进行处理，因此不利于提高耦合效率；论文“Fluoride-fiber-based side-pumpcoupler for high-power fiber lasers at 2.8μm,Opt.Lett.43(10),pp.2040-2043(2018)”中报道了一种基于氟化物光纤的侧面泵浦光纤合束器，然而与申请号为201610786021.X的侧面抽运的中红外波段光纤抽运信号合束器一样，同样只是对泵浦光纤进行打磨处理成锥状，然后贴附到信号光纤上，未对信号光纤进行处理，不利于提升耦合效率，同时泵浦光纤采用了氟化物光纤，而商用的光纤耦合半导体泵浦源均采用的是石英光纤，石英光纤与氟化物光纤的熔接非常困难。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种信号光损耗低、泵浦光耦合效率高的中红外波段侧面泵浦光纤抽运信号合束器。

为了达到上述目的，所述的中红外波段侧面泵浦光纤抽运信号合束器包括作为信号光纤的双包层光纤和至少一条泵浦输入光纤；所述的双包层光纤由纤芯、内包层和外包层构成；将双包层光纤上与泵浦输入光纤结合处的外包层剥离后使该处的内包层裸露而形成结合区，并将结合区处的内包层做刻蚀或者研磨，使结合区处的内包层边缘沿径向凹陷而形成至少一个缺口，由此使结合区处的横截面呈多边形；泵浦输入光纤利用火焰或者石墨丝加热的方式进行拉锥；每根拉锥后的泵浦输入光纤利用折射率匹配胶或者火焰烧结的方式结合在双包层光纤上结合区处的一个缺口内。

所述的结合区处内包层上的缺口横截面呈圆形或者锯齿形。

所述的泵浦输入光纤为多模石英光纤。

所述的泵浦输入光纤的数量为一根、三根或六根；当采用多根时，所有泵浦输入光纤在双包层光纤的结合区上间隔分布。

本实用新型提供的中红外波段光纤抽运信号合束器具有如下优点：