一種光纖合束器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及泵浦光耦合的光纖合束器，尤其涉及的是，一種光纖合束器。
【背景技術(shù)】
[0002]多模光纖合束器用在高功率光纖激光器中，高功率光纖激光器全部都基于雙包層光纖(DCF，double-clad fiber)，在這樣的光纖中，激光被傳輸至雙包層光纖的纖芯，而泵浦光卻在光纖的內(nèi)包層中進(jìn)行傳輸。因為包層比纖芯大，所以更大的光功率可以注入光纖內(nèi)，即更高的泵浦功率可以提供給雙包層光纖的增益纖芯，由此為激光器提供更大的輸出功率。
[0003]有兩種將泵浦光耦合進(jìn)雙包層光纖的途徑，一種途徑是使泵浦光從側(cè)面耦合進(jìn)雙包層光纖，稱為側(cè)面泵浦，另一種途徑是用端面注入光，稱為端面泵浦。
[0004]端面泵浦結(jié)構(gòu)如圖1所示，將多根光纖使用端面泵浦的方法耦合進(jìn)DCF中，可以如美國專利US4392712或US4330170中公開的那樣，對光纖束進(jìn)行融合，錐形化以及劈開。錐形化的光纖束的一半最終被接合在DCF上。端面泵浦的優(yōu)勢在于多根泵浦光纖可以組合，并且泵浦光功率的泄露較少。但是，這種結(jié)構(gòu)的信號光纖不是直通的，因此信號光在從光纖束輸入DCF中時，會有較大的損耗并影響信號光的模式。
[0005]使用側(cè)面泵浦的方式實現(xiàn)耦合的原理是，當(dāng)兩根或更多跟多模光纖被縱向熔合并被錐形化時，光會從一根光纖耦合到其他多模光纖上，泵浦光纖錐形化如圖2所示，側(cè)面泵浦結(jié)構(gòu)如圖3所示。
[0006]另外，美國專利US4586784中提出了進(jìn)一步改進(jìn)耦合效率的方式，它同樣是基于縱向熔合的光纖，但在于其他光纖相熔合的泵浦光纖內(nèi)采用了縱向錐形化，以生成耦合的不對稱，從而提高耦合效率。泵浦光纖錐形化如圖2所示，在美國專利US5999673中，提出了一種熔合在DCF光纖上的錐形布置，這種情形下單根泵浦光纖被錐形化為非常小的直徑，導(dǎo)致泵浦光纖內(nèi)傳輸光線的角度增大，并且，由于是錐體熔合在DCF的內(nèi)包層上，而DCF內(nèi)包層與外包層間的數(shù)值孔徑較大，因此，很容易有泵浦光被耦合進(jìn)DCF的內(nèi)包層中。
[0007]使用側(cè)面泵浦的優(yōu)勢是:信號光纖直通，因此信號光的損耗較小并且模式較好。但是，使用側(cè)面泵浦的方式時，由于泵浦光纖被拉錐后直徑不能無限制的小，因此仍然有一部分泵浦光會漏出，泵浦效率受到限制。
[0008]因此，現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷，需要改進(jìn)。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型提供一種新的光纖合束器，所要解決的技術(shù)問題為現(xiàn)有合束器的信號光有較大的損耗，而使用側(cè)面泵浦的方式時一部分泵浦光會漏出，泵浦效率受到限制。
[0010]本實用新型的技術(shù)方案如下:一種光纖合束器，其包括多包層光纖；所述多包層光纖上設(shè)置若干安裝槽，所述安裝槽的方向設(shè)置為平行于所述多包層光纖的光傳輸方向，所述安裝槽的深度達(dá)到所述多包層光纖的內(nèi)包層；還包括若干錐形化的耦合泵浦光纖，其數(shù)量與所述安裝槽的數(shù)量相同；其中，所述錐形化的耦合泵浦光纖，為一根錐形化的完整泵浦光纖從中間位置截斷后得到的任一部分；所述錐形化的耦合泵浦光纖，具有錐形化的端部；其中，所述錐形化的端部的最大半徑小于所述完整泵浦光纖的最大半徑；每一所述耦合泵浦光纖的錐形化的端部，傾斜插入到一所述安裝槽，并熔融固定于所述安裝槽，其中，所述錐形化的端部位于所述多包層光纖的內(nèi)包層中；并且，所述多包層光纖的半徑大于所述完整泵浦光纖的最大半徑。其所解決的技術(shù)問題還包括如何設(shè)置安裝槽及其方向、如何設(shè)置錐形化的耦合泵浦光纖、如何設(shè)置錐形化的端部的位置、如何傾斜插入耦合泵浦光纖的錐形化的端部、如何將錐形化的端部固定于安裝槽、如何避免泵浦光漏出以提高泵浦效率等。本實用新型的其它技術(shù)方案還解決了如何優(yōu)化設(shè)置錐形化的耦合泵浦光纖、如何優(yōu)化設(shè)置安裝槽的矩形結(jié)構(gòu)、如何設(shè)置矩形結(jié)構(gòu)的寬邊的長度、如何保護(hù)熔融固定位置等。
[0011]優(yōu)選的，所述端部為圓臺形；優(yōu)選的，所述端部具有圓形端面或者橢圓形端面；優(yōu)選的，所述端面垂直于所述耦合泵浦光纖的光傳輸方向。
[0012]優(yōu)選的，所述多包層光纖為雙包層光纖。
[0013]優(yōu)選的，所述錐形化的耦合泵浦光纖，為一根錐形化的完整泵浦光纖從中間最細(xì)位置截斷后得到的任一部分。
[0014]優(yōu)選的，所述安裝槽具有矩形結(jié)構(gòu)，其長邊平行于所述多包層光纖的光傳播方向。
[0015]優(yōu)選的，各所述安裝槽對稱設(shè)置，并位于在剝掉保護(hù)外套的多包層光纖內(nèi)包層側(cè)面。
[0016]優(yōu)選的，所述矩形結(jié)構(gòu)的寬邊的長度比所述錐形化的端部的最大半徑大10%至20%。
[0017]優(yōu)選的，各所述安裝槽對稱設(shè)置。
[0018]優(yōu)選的，所述安裝槽的數(shù)量至少為兩個。
[0019]優(yōu)選的，僅設(shè)置兩個所述安裝槽。
[0020]優(yōu)選的，各所述安裝槽排列為環(huán)形。或者，各所述安裝槽排列為螺旋形。
[0021]優(yōu)選的，還設(shè)置一保護(hù)罩，其罩設(shè)各所述安裝槽及各所述耦合泵浦光纖的熔融固定位置。
[0022]優(yōu)選的，所述耦合泵浦光纖的另一端部連接一半導(dǎo)體激光器。
[0023]采用上述方案，本實用新型通過有效設(shè)置安裝槽及其方向，實現(xiàn)了設(shè)置錐形化的耦合泵浦光纖及其端部的位置，充分利用了完整泵浦光纖，并通過傾斜插入耦合泵浦光纖的錐形化的端部、以及將錐形化的端部固定于安裝槽，有效避免了使用側(cè)面泵浦的方式時泵浦光漏出，降低了合束器的信號光有較大的損耗，大大提高了泵浦效率，理論上泵浦效率能達(dá)到100%，具有很高的市場應(yīng)用價值。
【附圖說明】
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的端面泵浦結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的泵浦光纖錐形化結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為現(xiàn)有技術(shù)的側(cè)面泵浦結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為本實用新型的一個實施例的多包層光纖開槽示意圖；
[0028]圖5為本實用新型的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]為了便于理解本實用新型，下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說明。需要說明的是，當(dāng)元件被表述“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上、或者其間可以存在一個或多個居中的元件。當(dāng)一個元件被表述“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件、或者其間可以存在一個或多個居中的元件。本說明書所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。除非另有定義，本說明書所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本說明書中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是用于限制本實用新型。本說明書所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0030]本實用新型的一個實施例是，一種光纖合束器，其包括多包層光纖；優(yōu)選的，所述多包層光纖為雙包層光纖。
[0031]所述多包層光纖上設(shè)置若干安裝槽，所述安裝槽的方向設(shè)置為平行于所述多包層光纖的光傳輸方向，所述安裝槽的深度達(dá)到所述多包層光纖的內(nèi)包層；例如，在除去保護(hù)外套的多包層光纖的內(nèi)包層側(cè)面設(shè)置若干安裝槽，其連通所述多包層光纖的內(nèi)包層。還包括若干錐形化的耦合泵浦光纖，其數(shù)量與所述安裝槽的數(shù)量相同；其中，所述錐形化的耦合泵浦光纖，為一根錐形化的完整泵浦光纖從中間位置截斷后得到的任一部分；優(yōu)選的，所述錐形化的耦合泵浦光纖，為一根錐形化的完整泵浦光纖從中間最細(xì)位置截斷后得到的任一部分。
[0032]所述錐形化的耦合泵浦光纖，具有錐形化的端部；其中，所述錐形化的端部的最大半徑小于所述完整泵浦光纖的最大半徑；需要說明的是，所述錐形化的端部，其并非為錐形，例如，其具有一梯形截面；又如，其具有等腰梯形截面。又如，所述錐形化的端部，具有圓臺體結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的，其端面為一平面；優(yōu)選的，該平面垂直于所述多包層光纖的光傳輸方向。
[0033]每一所述耦合泵浦光纖的錐形化的端部，傾斜插入到一所述安裝槽，并熔融固定于所述安裝槽，即每一所述安裝槽上傾斜插入一所述耦合泵浦光纖的錐形化的端部并熔融固定，其中，所述錐形化的端部位于所述多包層光纖的內(nèi)包層中，這樣，將泵浦光纖側(cè)向的耦合到多包層光纖尤其是DCF的內(nèi)包層，大大改善了側(cè)向泵浦合束器的耦合效率；并且，所述多包層光纖的半徑大于所述完整泵浦光纖的最大半徑。優(yōu)選的，所述耦合泵浦光纖的另一端部連接一半導(dǎo)體激光器。這樣，有效避免泵浦光漏出，大大提高了泵浦效率，理論上泵浦效率能達(dá)到100% ;并且使用開槽榫接法實現(xiàn)了多模光纖N+lxl合束器。
[0034]本實用新型的一個實施例是，一種光纖合束器，其包括多包層光纖；所述多包層光纖上設(shè)置若干安裝槽，所述安裝槽的方向設(shè)置為平行于所述多包層光纖的光傳輸方向，所述安裝