[实用新型]一种光纤端面耦合器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤端面耦合器，属于激光技术领域。

背景技术

光纤激光器具有光束质量好、效率高、结构紧凑、体积小、散热性好、可靠性高等优点。近年来，随着泵浦技术和双包层光纤制作工艺的发展，光纤激光器的输出功率得到显著的提高，使其在国防、工业、科研、民用领域都得到了广泛的应用，特别是大功率全光纤激光器有着广泛的应用前景。

目前，高功率光纤激光器实现的关键是如何使增益光纤获得高的泵浦功率，因此，泵浦耦合方法的改进是一项关键技术。常用的泵浦耦合技术分为端面泵浦和侧面泵浦，其中，光纤侧面泵浦方法很多，具有代表性的主要有熔锥侧面泵浦技术、V型槽耦合泵浦技术、内嵌反射镜耦合技术，这种技术可以获得高的泵浦效率，但对光纤的机械性能造成一定的影响，且加工难度大，系统较为复杂，熔锥侧面泵浦技术是为IPG公司掌握，国内仅有少数机构研究，仍未取得实质性进展。一些报道的kW级光纤激光器大多采用端面泵浦技术，这要求泵浦光形状和数值孔径与双包层光纤的内包层尺寸和数值孔径相匹配。这种技术最大的特点在于工艺简单，易于实现，还可以双端抽运。因此利用透镜系统的端泵技术在实验研究中被广泛采用。由分立器件构成的激光器在产品化过程中最大缺陷就是稳定性差，针对这一缺点，可以将光纤熔接耦合，这种激光器将尾纤输出的泵浦光直接熔接在光纤的端面进行泵浦，谐振腔内采用光纤光栅进行信号光的反馈。这样大大提高了系统的集成度和稳定性。但是，在大功率运转下，光纤中的非线性效应显著，特别是在高峰值功率情况下，振荡腔中的光就很容易从双包层光纤中泄露，这易导致正对着泵浦光纤端面的泵浦源上的烧毁，系统不能正常工作。

发明内容

本实用新型的目的在于克服在大功率激光器端面泵浦时，半导体激光泵浦源容易被泄露光烧毁的缺点和不足，提出一种大功率双包层光纤激光器端面泵浦方法，在有效泵浦双包层的光纤的同时，又能防止信号光泄露对泵浦源的伤害，起到保护泵浦源的作用，提高泵浦源的使用寿命。

本实用新型采用如下技术方案：

一种光纤端面耦合器，包括双包层光纤，泵浦光纤，半导体激光泵浦源；将半导体激光泵浦源的输出耦合进泵浦光纤的一端，同时，泵浦光纤的另一端与双包层光纤的一端完全光学接触，熔接在一起；泵浦光纤的这个端面与其垂轴平面所成角度为a：a+θ≤β，其中θ为半导体激光泵浦源能耦合到泵浦光纤中的最大入射角度，β为能耦合进双包层光纤内包层的最大角度。

所述的双包层光纤是非圆对称的，内包层结构可以是矩形结构、正方形结构、D型结构、正六边形结构、正八边形结构、偏心型等，这种非圆对称结构可打破螺旋光的平衡，促进泵浦光吸收，提高耦合效率。

还可以是端面处理后的多根泵浦光纤与双包层光纤进行耦合熔接，其中泵浦光纤可以汇聚的方式与双包层光纤的内包层耦合；其中泵浦光纤也可以是以发散的方式与双包层光纤的内包层耦合；其中泵浦光纤还可以是沿双包层光纤端面圆周倾斜的耦合方式。

本实用新型可以取得如下有益效果：

本实用新型所设计的耦合方法，能够解决背景技术中所述的方法存在的缺陷，即有效泵浦双包层的光纤，又可以起到保护泵浦源的作用。泄漏到泵浦光纤的光一部分会因为不满足全反射从泵浦光纤侧壁泄露掉，即使能传输到对着泵浦光纤端面的半导体激光泵浦源，也会因为泄露光发散角增大，泵浦源接收到的功率密度降低，对泵浦源起到保护的作用。

附图说明

图1为本实用新型的端面泵浦耦合器示意图

图2为泵浦光纤端面处理示意图

图3为一般采用的光纤端面耦合器结构示意图

图4为本实用新型的多泵浦光纤耦合的一种结构示意图

图5为本实用新型的多泵浦光纤耦合的一种结构示意图

图6为本实用新型的多泵浦光纤耦合的一种结构示意图

图中：1、双包层光纤，101、双包层光纤的纤芯，102、双包层光纤的内包层，103、双包层光纤的外包层，2、泵浦光纤，201、泵浦光纤的纤芯，202、泵浦光纤的包层，3、半导体激光泵浦源，A、泵浦光纤的处理端面。

具体实施方式：

现结合附图说明对本实用新型的具体实施方式进一步说明：

实施例：

本实施例结构，如图1所示，一种具有角度a的端面泵浦激光光纤耦合器，其特征按下面方法实现：它包括一个双包层光纤1、泵浦光纤2和半导体激光泵浦源3。