[发明专利]监测功率合并器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年1月24日提交的，标题为“Performance Monitoring in Power Combiner(在功率合并器中的性能监测)”，序列号为61/590,316的美国临时专利申请的优先权，其全文通过引用合并于此。

背景技术

发明领域

本发明总体上涉及光学器件，并且更具体地，涉及光纤光学器件。

相关技术描述

用于高功率应用的熔融光纤合并器接收来自外部源的多个，并将光能合并进入单个的公共输出光纤。就光能可以在这些装置中累积来说，存在熔融光纤合并器可能遭遇灾难性故障的可能性。如人们可以意识到的，还需要继续努力以减少故障的情况。

发明内容

所公开的的系统和方法涉及光纤合并器。因此，一些实施例涉及包括监测与光纤合并器相关联的热状态，和分析所监测的热状态的步骤的处理。

附图说明

参照下面的附图，本发明的许多方面都可以被更好地理解。附图中的部件不一定是按比例绘制的，其重点在于清楚地说明本发明的原理。此外，在附图中，若干附图中的相似标号表示相应部分。

图1示出了熔融光纤合并器的侧视图的一个实施例。

图2是示出用于监测熔融光纤合并器性能的处理的一个实施例的流程图。

图3是更详细地示出了图2的监测步骤的一个实施例的流程图。

图4是更详细地示出了图2的判断步骤的一个实施例的流程图。

具体实施方式

熔融光纤合并器用于高功率的光学应用。包括聚合物和玻璃材料的熔融光纤合并器接收多个输入部，并将来自这些输入部的光能合并为共同的输出光纤。通常，熔融光纤合并器的操作限制在很大程度上由在熔融光纤合并器中的不同位置产生的热加热决定的。这种加热可以产生达到或超过该聚合物或玻璃材料的热极限的温度。当此情况发生时，熔融光纤合并器将遭遇灾难性的损坏和故障。

为了防止发生故障(包括灾难性的和非灾难性的故障)，监测在所述熔融光纤合并器的不同位置的热状态是有益的。从所监测的热状态，可以确定热故障的原因，并且因此改善熔融光纤合并器的性能。所公开的的实施例示出了具有传感器的熔融光纤合并器，该传感器策略性地分布在不同位置，从而允许熔融光纤合并器的性能监测。此外，所公开的实施例示出了用于确定导致任何性能下降的原因的各种处理。

考虑到这一点，现在详细参考附图中所示实施例的描述。虽然几个实施例结合这些图进行了描述，但是没有任何意图将本发明限制为在此公开的一个或多个实施例。相反，意图是要覆盖所有的替换、修改和等同物。

图1示出一个实施例的熔融光纤合并器100的侧视图，该熔融光纤合并器100具有传感器160、162、164、166、168，用来监测该熔融光纤合并器100的各位置处的热状态。在图1所示的实施例中所示，熔融光纤合并器100包括与多个尾纤120a...120b(统称为120)熔融的信号光纤110。信号光纤110包括芯112和包层114，其中输入信号116被注入至信号光纤110，并被包含在芯112中。信号光纤110和尾纤120通常在其各自的输入接头118、128a...128b(统称为128)处接合到输入源(未示出)。因此，这些输入接头118、128是客户(customer)的光纤激光源在此处典型地通过熔接接头接合到熔融光纤合并器100的位置。

如图1所示，在输入接头118、128处存在热传感器160a...160b(统称为160)，用于监测在那些接头118、128处的热状态。具体而言，输入接头传感器160提供了在输入接头118、128处发生了什么的指示。例如当纤芯光穿过接头时，输入接头传感器160处的热斜率(温度相对于输入功率的变化，或Δ温度/Δ功率(瓦特))的测量提供对输入或发射功率的线性校准。由于在图1的实施例中的接头118、128将单模光纤连接，因此可以期望在这些接头118、128处看到非常低的光损耗。此外，如果在接头118、128处存在任何损失的光，则预计该损失的光具有非常低的数值孔径(NA)，例如，0.08，这将在与发射功率相比较时产生小的热斜率。因此，在输入接头118、128处异常大的热斜率可能是高于正常NA的光作为包层光传播穿过输入接头118、128的证据。应当理解的是，虽然图1示出了单模的实施例，但类似原理也适用于多模的实施例。对于这种多模实施例，热斜率可以高于针对单模实施例的热斜率。然而，类似于单模实施例，多模实施例可能类似地根据预期的热性能进行校准。