[发明专利]一种全光纤自成像激光合束器的制备方法

权利要求书

1.一种全光纤自成像激光合束器的制备方法，其特征在于，所述的方法包括：

S1：利用套管将尾纤束排列成N×N的正方形尾纤束阵列，并对尾纤进行缩径，保证相邻尾纤的中心距为b/N，其中b为方形波导的纤芯方边边长；

S2：利用显微成像结合功率探测方法调整N×N根尾纤，使所有尾纤输出的激光子光束偏振方向相同，将所有尾纤的输出激光子光束偏振方向调整相同后对尾纤阵列进行熔烧，将N×N根尾纤和套管烧成一体；

当所述尾纤类型为保偏光纤，利用显微成像结合功率探测的方法调整N×N根尾纤的操作为：

S21：搭建调整尾纤输出子光束偏振方向的调整光路；

所述调整光路包括：N×N路偏振光源、旋转器、待调整的N×N根尾纤、套管、照明光源、分光镜、显微镜、检偏器和光谱仪；其中N×N路偏振光源作为N×N根尾纤的入射光，其激光波长各不相同；旋转器有多个，分别安装在每根尾纤上；套管用于规范N×N根尾纤形成方阵排布；照明光源位于管套外侧，用于照明尾纤束；分光镜位于尾纤束输出激光的光路上；显微镜位于分光镜反射光光路上；检偏器和光谱仪均位于分光镜透射光光路上，且沿光传播方向光谱仪位于检偏器后方；

S22：开启照明光源，在显微镜下观察每一根尾纤端面的应力区方位，并转动尾纤上的旋转器进行调整，使所有尾纤的应力区方向粗略对齐；

S23：关闭照明光源，开启N×N路偏振光源，在光谱仪上探测N×N路激光子束的功率，调节各尾纤上的旋转器使光谱仪上各激光波段的功率均达到最大；

当所述尾纤类型为保偏光纤，利用显微成像结合功率探测的方法调整N×N根尾纤的操作为：

S3：利用切割装置对步骤S2中烧成一体的尾纤进行切割使尾纤端部齐平，并对方形波导进行切割，使方形波导的长度满足能够实现N×N路激光子束自成像相干合束需要的长度；

S4：将步骤S3切割后的尾纤阵列与方形波导一端进行边-边对齐熔接，熔接时尾纤束组成的方形阵列的外切正方形的边与方形波导的纤芯的方边对齐；

S5：将方形波导另一端面与端帽熔接。

2.根据权利要求1所述的全光纤自成像激光合束器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中采用包层缩径或者拉锥的方法实现尾纤缩径。

3.根据权利要求1所述的全光纤自成像激光合束器的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的套管，其内腔横截面形状为方形、花瓣形、多孔形和圆形中任意一种。

4.根据权利要求1所述的全光纤自成像激光合束器的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中的切割装置包括：位移平台和切割刀；位移平台和切割刀上均安装有光纤夹持工装，且位移平台和切割刀上的光纤夹持工装位于同一轴线上；所述切割装置的位移精度为小于5μm。

5.根据权利要求4所述的全光纤自成像激光合束器的制备方法，其特征在于，所述步骤S3对方形波导进行长度切割的步骤包括：

S31：将方形波导固定在切割装置上，方形波导一端由切割刀夹持工装固定，另一端装载在位移平台夹持工装上，调整夹持工装使方形波导处于拉直状态；

S32：利用切割刀进行方形波导第一次切割，得到方形波导第一个切割端面；

S33：释放切割刀上的光纤夹持工装，控制位移平台向切割刀方向移动距离L，将方形波导自由端再次拉直并夹持在切割刀夹持工装上之后，利用切割刀进行第二次切割，得到长度为L的方形波导，所述长度L＝M*L₁，L₁为方形波导的自成像长度，M可为任意正整数。

6.根据权利要求1所述的全光纤自成像激光合束器的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中尾纤阵列和方形波导一端进行边-边对齐熔接的方法为：

在尾纤阵列输入端注入N×N路激光子束，实时监测方形波导输出端面的光斑形态或者中心位置的激光强度，整体转动尾纤阵列或者方形波导，直到方形波导输出端面的光斑处于相干主瓣最强或中心位置激光强度最大的状态，实现尾纤阵列和方形波导的方边对齐。

7.根据权利要求1所述的全光纤自成像激光合束器的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中采用显微镜进行尾纤阵列和方形波导的边-边对齐熔接。

8.根据权利要求7所述的全光纤自成像激光合束器的制备方法，其特征在于，所述显微镜对尾纤阵列和方形波导进行端面成像或者侧面成像。