一種模場匹配器及光纖激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖耦合技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種模場匹配器及光纖激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]在光纖激光器中振蕩器和放大器往往具有不同的功能，振蕩器一般采用小模場單模光纖，獲得高光束質(zhì)量單模種子源，而放大器為了獲得更高功率的放大，一般采用大模場雙包層光纖。因此在振蕩器和放大器之間，需要一種模場匹配器作為過渡，要求具有低損耗，低光束質(zhì)量擾動(dòng)。一般模場匹配器采用拉錐技術(shù)，即將大模場光纖利用拉錐技術(shù)拉細(xì)，然后再與小模場光纖熔接，這樣可以解決大多數(shù)模場匹配器的技術(shù)要求。然而，由于需要將大模場光纖拉錐，這對技術(shù)工藝提出了較高的要求，需要錐區(qū)平滑，沒有擾動(dòng)，否則不但會使激光模式發(fā)生變化，也會引起較大的插入損耗。此外，對于包層直徑相同的光纖而言，拉細(xì)的光纖包層直徑會隨之變小再與小模場光纖熔接，會由于包層直徑大小不一，增加熔接難度，降低模場匹配器成品率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種模場匹配器及基于該模場匹配器的光纖激光器，實(shí)現(xiàn)不同模場直徑的單模光纖的高效耦合，以有效地改善上述的問題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下:
[0005]本發(fā)明提供了一種模場匹配器，應(yīng)用于單模光纖，包括:第一單模光纖、第二單模光纖和匹配光纖，所述第一單模光纖的芯徑大于所述第二單模光纖的芯徑，所述匹配光纖的芯徑大于所述第二單模光纖的芯徑，且所述匹配光纖的芯徑小于所述第一單模光纖的芯徑，所述匹配光纖的一端與第一單模光纖的一端耦合，所述匹配光纖的另一端與所述第二單模光纖的一端親合。
[0006]優(yōu)選的，所述第一單模光纖的芯徑與所述第二單模光纖的芯徑的差值大于等于3微米。
[0007]優(yōu)選的，所述第一單模光纖的芯徑與所述匹配光纖的芯徑的差值在1.5-2.5微米之間，所述第二單模光纖的芯徑與所述匹配光纖的芯徑的差值在1.5-2.5微米之間。
[0008]優(yōu)選的，所述匹配光纖的芯徑為所述第一單模光纖的芯徑與所述第二單模光纖的芯徑的平均值。
[0009]優(yōu)選的，所述匹配光纖的一端與所述第一單模光纖的一端熔接，所述匹配光纖的另一端與所述第二單模光纖的一端熔接。
[0010]優(yōu)選的，通過光纖擴(kuò)芯方法將所述匹配光纖與所述第一單模光纖熔接的一端的芯徑增大到第一預(yù)設(shè)芯徑;通過光纖擴(kuò)芯方法將所述第二單模光纖與所述匹配光纖熔接的一端的芯徑增大到第二預(yù)設(shè)芯徑。
[0011 ]優(yōu)選的，所述光纖擴(kuò)芯方法包括光纖加熱擴(kuò)芯技術(shù)。
[0012]優(yōu)選的，所述第一單模光纖的芯徑為10微米，所述第二單模光纖的芯徑為6微米，所述匹配光纖為SMF-28e光纖。
[0013]本發(fā)明還提供了一種光纖激光器，包括栗浦源和激光諧振腔，所述激光諧振腔包括第一諧振部件、增益光纖和第二諧振部件，所述第一諧振部件和所述增益光纖之間通過上述的模場匹配器耦合;所述栗浦源發(fā)出的栗浦光經(jīng)過所述第一諧振部件后依次經(jīng)過所述第二單模光纖、所述匹配光纖及所述第一單模光纖后進(jìn)入所述增益光纖。
[0014]優(yōu)選的，所述第二諧振部件和所述增益光纖之間也設(shè)置有所述模場匹配器，所述增益光纖產(chǎn)生的信號光依次經(jīng)過所述第一單模光纖、所述匹配光纖及所述第二單模光纖后進(jìn)入所述第二諧振部件。
[0015]本發(fā)明提供的模場匹配器由第一單模光纖、匹配光纖及第二單模光纖構(gòu)成。相比于傳統(tǒng)的拉錐式模場匹配器，制作簡單高效，成本低，穩(wěn)定性及成品率高，可批量生產(chǎn)。
[0016]此外，與傳統(tǒng)的拉錐式模場匹配器相比，本發(fā)明提供的模場匹配器可以正向使用，即可以將外部光束從第二單模光纖高效耦合至第一單模光纖中，并保持單模特性;也可以反向使用，即可以將外部光束從第一單模光纖中高效耦合至第二單模光纖，有效地提高了模場匹配器的適用性。
[0017]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。通過附圖所示，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按實(shí)際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
[0019]圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施例提供的一種模場匹配器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2示出了本發(fā)明第二實(shí)施例提供的一種光纖激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中，【附圖說明】分別為:
[0022]模場匹配器100;第一單模光纖110;匹配光纖120;第二單模光纖130;增益光纖200;第一諧振部件310;第二諧振部件320;栗浦源400;波分復(fù)用器500。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0024]在光纖激光器中振蕩器和放大器往往具有不同的功能，振蕩器一般采用小模場單模光纖，獲得高光束質(zhì)量單模種子源，而放大器為了獲得更高功率的放大，一般采用大模場雙包層光纖。因此在振蕩器和放大器之間，需要一種模場匹配器作為過渡，要求具有低損耗，低光束質(zhì)量擾動(dòng)。而傳統(tǒng)的拉錐型模場匹配器制作復(fù)雜、成品率低、成本高、對儀器設(shè)備要求較高，因此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種應(yīng)用于單模光纖的模場匹配器，可以簡單高效的實(shí)現(xiàn)不同芯徑的單模光纖之間的高效連接。
[0025]第一實(shí)施例
[0026]本發(fā)明實(shí)施例提供的模場匹配器，如圖1所示，包括第一單模光纖110、第二單模光纖130和匹配光纖120。第一單模光纖110的芯徑大于第二單模光纖130的芯徑，匹配光纖120的芯徑大于第二單模光纖130的芯徑，且匹配光纖120的芯徑小于第一單模光纖110的芯徑，匹配光纖120的一端與第一單模光纖110的一端親合，匹配光纖120的另一端與第二單模光纖130的一端親合。
[0027]其中，第一單模光纖110和第二單模光纖130的芯徑可以根據(jù)用戶需要設(shè)計(jì)，而匹配光纖120則根據(jù)第一單模光纖110的芯徑和第二單模光纖130的芯徑設(shè)計(jì)，具體的，匹配光纖120的芯徑大小在第一單模光纖110的芯徑和第二單模光纖130的芯徑之間。需要說明的是，所述芯徑為光纖的纖芯直徑。例如，可以將常用的芯徑為10微米的單模光纖作為第一單模光纖110，例如可以采用Nufern公司的芯徑為10微米，包層直徑為125微米的光纖，將芯徑為6微米的單模光纖作為第二單模光纖130，例如可以采用Nufernl060XP光