[发明专利]一种光纤包层光滤除器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤激光技术领域，具体涉及一种光纤包层光滤除器及其制造方法。

背景技术

随着光纤激光技术日益发展，光纤的输出能力不断提升。然而由于光纤的弯曲和熔接等原因，部分信号光会泄露到包层中，同时激光器和放大器输出端包层中会存在大量的泵浦光未被纤芯吸收。如果在输出激光时，光纤中的包层光不及时滤除，不仅会影响到输出光的光束质量与单色性，还会对输出设备造成损害，甚至破坏光学器件。因此，包层光滤除器在光纤激光器特别是高功率光纤激光器中非常重要。包层光滤除器可设置在光纤激光振荡器输出光纤之前，用于除去包层中残余的泵浦光以及进入包层中的信号光，达到提高输出激光光束质量的目的。此外，在光纤激光振荡级和放大级之间加入包层光滤除器，可以减少从振荡级进入放大级的包层光以及从放大级反向进入振荡级的包层光，达到保护激光器中元器件的目的。

现有的光纤包层光滤除器包括折射率匹配包层光滤除器以及表面处理包层光滤除器等。折射率匹配包层光滤除器用于滤除大数值孔径以及小数值孔径的包层光。表面处理包层光滤除器通过的漫反射和漫透射对一部分小数值孔径的包层光进一步滤除，同时将另一部分小数值孔径的包层光转化为大数值孔径的包层光，以便由后续的滤除器滤除。

虽然现有的光纤包层光滤除器中的折射率匹配包层光滤除器能较快的滤除大数值孔径的包层光，但在滤除小数值孔径的包层光需要使用较长的覆盖在光纤上的包层光滤除器，不利于抑制光纤激光器中的非线性效应，影响输出纤芯的质量。此外，现有的包层光滤除器在工作时，由于需要滤除的包层光能量很大，滤除器的折射率匹配材料会出现工作温度过高的情况，导致折射率匹配材料被烧坏，降低了包层光滤除器的稳定性及可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：解决现有技术中滤除小数值孔径包层光需要较长的包层光滤除器的问题。

为实现上述的发明目的，本发明提供了一种光纤包层光滤除器及其制造方法，可以使用较短的光纤对包层光进行充分滤除。

依据本发明的第一方面，提供了一种光纤包层光滤除器，包括：

在剥除涂覆层的光纤包层上按光入射方向依序设置的大数值孔径折射率匹配包层光滤除段、表面处理包层光滤除段和小数值孔径折射率匹配包层光滤除段；

其中，大数值孔径折射率包层光滤除段，对裸露的光纤包层进行重覆盖使其滤除数值孔径大于预设临界值的大数值孔径包层光；

表面处理包层光滤除段，使其滤除一部分数值孔径小于预设临界值的小数值孔径包层光，并将另一部分小数值孔径包层光转化为大数值孔径包层光；

小数值孔径折射率包层光滤除段，对裸露的光纤包层进行重覆盖使其滤除残余的小数值孔径包层光以及表面处理包层光滤除段转化的大数值孔径包层光。

优选地，大数值孔径折射率包层光滤除段的折射率满足：

n₁²-n₂²>NA²

其中，n₁为光纤包层的折射率，n₂为大数值孔径折射率包层光滤除段的折射率，NA为预设临界值。

优选地，大数值孔径折射率包层光滤除段包括：

一种折射率材料制成的大数值孔径折射率包层光滤除段；或，

多种折射率材料制成的多个大数值孔径折射率包层光滤除段。

优选地，多个大数值孔径折射率包层光滤除段沿包层光的入射方向按折射率由小到大设置。

优选地，小数值孔径折射率包层光滤除段的折射率满足：

n₁²-n₃²<NA²

其中，n₁为光纤包层的折射率，n₃为小数值孔径折射率包层光滤除段的折射率，NA为预设临界值。

优选地，小数值孔径折射率包层光滤除段包括：

一种折射率材料制成的小数值孔径折射率包层光滤除段；或，

多种折射率材料制成的多个小数值孔径折射率包层光滤除段。

优选地，多个小数值孔径折射率包层光滤除段沿包层光的入射方向按折射率由小到大设置。

优选地，大数值孔径折射率包层光滤除段的材料以及小数值孔径折射率包层光滤除段的材料为紫外胶、玻璃管或硅胶。

依据本发明的第二方面，提供了一种上述光纤包层光滤除器的制造方法，具体包括：