[发明专利]一种激光合束器及其制作方法

说明书

一种激光合束器及其制作方法，包括N根输入光纤、与输入光纤熔接的N根过渡光纤、过渡光纤和毛细管熔融成整体拉锥束以及与拉锥束熔接的输出光纤，输入光纤、过渡光纤以及输出光纤分别包括中间的纤芯以及包裹纤芯的包层，N根输入光纤与N根过渡光纤熔接第一熔接点，并对输入光纤和过渡光纤进行模式剥除处理，N根过渡光纤按照一定排列穿过特定的毛细管中，通过熔融拉锥方式形成光纤与毛细管整体拉锥束，拉锥的直径要与输出光纤包层直径相同，从中间切割，与输出光纤熔接于第二熔接点，输出光纤包层要进行模式剥除处理。该激光合束器可实现多个光纤激光器功率合成，耦合效率高，光束质量良好，极好的抗包层回光能力和纤芯回光能力，可靠性稳定。

技术领域

本发明涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及兼有高耦合效率，良好光束质量，高的抗包层和纤芯回返光能力，可靠性稳定的一种激光合束器及其制作方法器。

背景技术

光纤激光器由于其转化效率高、优质光束质量、质量轻、结构紧凑、易维护、成本低等优点，逐渐取代传统激光器，在市场的多个方面广泛应用，比如通信、医疗、机械加工、3D打印、船舶制造，航空制造等。

由于市场应用需求的不断提升，对光纤激光器的功率的需求也在不断提升。近单模的光纤激光器受限于光纤的非线性效应及热损伤等物理机制，很难达到数千瓦以及万瓦以上激光输出。而激光合束器的提出，使得光纤激光器的超高功率输出成为可能。

为了获得超高功率的光纤激光输出，多个中等功率光纤激光合成是一种有效的手段。激光合成的方法主要有两种，分为相干合成和非相干合成。相干合成是通过相位控制技术对具有相同光谱成分的激光进行远场相干叠加，远场的功率密度正比与输入的激光路数的平方，实现高功率密度合成。但是该方法要求对各路激光的相位必须有确定的相位关系，对相位控制有严格的要求，相位控制受外界环境影响又很大，很难达到精确控制，也就很难应用到实际当中。而非相干合成就不需要相位调制，受环境因素影响小。非相干合成主要包括光谱合成，自适应光学元件合成以及熔融拉锥光纤耦合合成等，空间结构的非相干合成需要对光路进行调节，不灵活，结构复杂，而全光纤的熔融拉锥合成就避免了上述情况，激光功率的提升仅取决于合束器本身，已经成为高功率合成的有效方法。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种激光合束器及其制作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种激光合束器，包括N（N≥2）根输入光纤（10）、与输入光纤熔接的N根过渡光纤（20）、过渡光纤和毛细管熔融成整体拉锥束（31）以及与拉锥束熔接的输出光纤（40），输入光纤（10）、过渡光纤（20）以及输出光纤（40）分别包括中间的纤芯以及包裹纤芯的包层，N根输入光纤（10）与N根过渡光纤（20）熔接于第一熔接点（13），并对输入光纤包层（12）和过渡光纤包层（21）进行包层光模式剥除处理，N根过渡光纤（20）剥去涂覆层，用酒精清洁包层，N根过渡光纤包层（21）按照一定的排列穿过特定的毛细管（30）中，N根过渡光纤（20）与毛细管（30）用UV胶（24）固定，通过熔融拉锥方式形成光纤与毛细管整体拉锥束（31），使得等腰区的拉锥的直径（32）要与输出光纤包层（41）直径相近，然后从中间切割，与输出光纤熔接于第二熔接点（33），同时输出光纤包层（41）要进行包层光模式剥除处理。

一种激光合束器的制作方法，按照以下步骤进行：

步骤1，将N根输入光纤（10）的涂覆层（11）剥去一定长度，用酒精清洁包层（12），清洁干净，在包层（12）上面做一定长度的包层光模式剥除处理（16），并用切割刀将N根光纤端面切平；

步骤2，将N根过渡光纤（20）的涂覆层（22）剥去一定的长度，用酒精清洁包层（21），清洁干净，在包层（21）上面做一定长度的包层光模式剥除处理（23），用切割刀将N根过渡光纤端面切平；