[发明专利]光纤耦合器

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤耦合器。

背景技术

这样的光纤耦合器例如用于光纤激光器或者光纤放大器的光学抽运，以便通过抽运光纤将抽运光耦合到导向信号光的信号光纤的抽运芯中。

这样的耦合器例如与包层抽运的光纤激光器组合地使用。对于该耦合器值得期待的是，抽运光这样耦合到双芯光纤(有源光纤)的抽运包层中，使得光在抽运层中被导向并且在双芯光纤的有源信号芯中被吸收。在抽运包层横截面较小的情况下获得对抽运光较好的吸收，如果抽运光的发散度没有超过双芯光纤的接收角，那么获得较好的导向。

一方面，这种耦合器的基础是，尽可能有效地导向来自抽运或者外光纤的光。另一方面信号光应能够尽可能无干扰地在双向上被导向通过耦合器。

例如由US 6434302已知一种逐渐收缩的光纤束，在该光纤束上，抽运光纤被预先缩小并且然后与必要时通过腐蚀缩小的信号光纤熔接。在此缺点在于，信号光纤为了熔接必须被强烈地加热和/或熔接不能造成可良好折断和接合的结构。

在US 7016573 B2通过收缩信号光纤实现光纤耦合器的收缩，这消极地影响信号光纤的导向性能，由此例如减小具有该耦合器的光纤的最大功率。

发明内容

由此出发，本发明的任务是，提供一种改进的光纤耦合器。

该任务通过一种光纤耦合器解决，该光纤具有一内管、一设置在内管中的内光纤和多根围绕该内光纤布置的外光纤，其中，该光纤耦合器在内光纤的纵向上从主区段到端部区段收缩并且该内管的内横截面沿着光纤耦合器的该逐渐收缩的区段相应于内光纤的横截面。

通过设置该内管可实现，内管的横截面可以不变并且同时构成期望的收缩区段。此外，通过设置该内管可实现内光纤在光纤耦合器制造过程中承受相对小的热负荷。这整体上有利于通过本发明光纤耦合器的无故障导向信号。

这里，无故障导向信号尤其意味着损失保持尽可能小并且保持模态分布。

此外，在根据本发明的光纤耦合器中，外光纤可以有效地导向光，尤其是通过收缩区段和端部区段。这里，光被外光纤有效地导向通过光纤耦合器尤其意味着，光低损耗地被导向直至端部区段并且在此尽可能好地保持耀度。如果被外光纤导入的光以最小可能的发散度被导向通过面积尽可能小的端部区段，那么在该情况下实现尽可能好的耀度。

内管的设置还带来光线耦合器制造方面的优点。由此不需要外光纤和内光纤之间的直接接触，因为通过内管进行必要的光学接触。因此在制造光纤耦合器时可以构造收缩的区段以及例如不插入内光纤而实现外光纤和内管的接触，使得在该制造步骤中不发生内光纤特性恶化。在形成收缩区段以及外光纤和内管的接触之后，可再插入内光纤，由此可使在制造光纤耦合器时输入内光纤中的热量最小化。

迄今在传统的方案中产生外光纤和内光纤之间的直接接触。这一方面可导致不期望高的热量输入内光纤中。另一方面在选择内光纤时很受限。

在根据本发明的光纤耦合器中不存在该限制，因为如解释的那样可使输入到内光纤中的热量最小化。

此外，在根据本发明的光纤耦合器中，在收缩区段或者收缩区域中可实现光从外光纤过临界耦合到内光纤中。该过临界耦合一方面由于内光纤和内管之间的光学接触、另一方面例如在外光纤与内管完全熔接的情况下就在在端部区段中获得的抽运光耀度而言比已知的方案更有利，在已知的方案中抽运光纤单个地收缩。与本发明方案相比，通过与内光纤无光学接触的结构的收缩引起的所有发散度增加限制了抽运光在端部区段中可达到的耀度。

逐渐收缩的区段或者说收缩区段可尤其这样构造，使得被外光纤从主区段导向至端部区段的光不超过预规定的(允许的)发散度。端部区段的横截面优选尽可能小。

主区段例如特点可以是，外光纤的横截面形状沿着主区段很大程度上保持恒定。换言之，主区段可如此构造，使得在外光纤中被导向的光的发散度不升高或者不明显升高。

端部区段在本发明光纤耦合器的纵向上可具有不同的延伸尺寸。该延伸尺寸在极端情况下也可为0。在这种情况下端部区段是收缩区段的端部。

如果端部区段的延伸尺寸在纵向上不为0，那么该端部区段特点尤其在于，外光纤的横截面形状沿着该端部区段不再变化。外光纤尤其可以沿着端部区段与内管直接光学接触。例如外光纤可以与内管熔接。

此外优选收缩区段以及端部区段在外光纤和内管之间以及在内管和内光纤之间没有空气夹杂。