[实用新型]一种光纤合束器

说明书

技术领域

本实用新型涉及泵浦光耦合的光纤合束器，尤其涉及的是，一种光纤合束器。

背景技术

多模光纤合束器用在高功率光纤激光器中，高功率光纤激光器全部都基于双包层光纤(DCF，double-clad fiber)，在这样的光纤中，激光被传输至双包层光纤的纤芯，而泵浦光却在光纤的内包层中进行传输。因为包层比纤芯大，所以更大的光功率可以注入光纤内，即更高的泵浦功率可以提供给双包层光纤的增益纤芯，由此为激光器提供更大的输出功率。

有两种将泵浦光耦合进双包层光纤的途径，一种途径是使泵浦光从侧面耦合进双包层光纤，称为侧面泵浦，另一种途径是用端面注入光，称为端面泵浦。

端面泵浦结构如图1所示，将多根光纤使用端面泵浦的方法耦合进DCF中，可以如美国专利US4392712或US4330170中公开的那样，对光纤束进行融合，锥形化以及劈开。锥形化的光纤束的一半最终被接合在DCF上。端面泵浦的优势在于多根泵浦光纤可以组合，并且泵浦光功率的泄露较少。但是，这种结构的信号光纤不是直通的，因此信号光在从光纤束输入DCF中时，会有较大的损耗并影响信号光的模式。

使用侧面泵浦的方式实现耦合的原理是，当两根或更多跟多模光纤被纵向熔合并被锥形化时，光会从一根光纤耦合到其他多模光纤上，泵浦光纤锥形化如图2所示，侧面泵浦结构如图3所示。

另外，美国专利US4586784中提出了进一步改进耦合效率的方式，它同样是基于纵向熔合的光纤，但在于其他光纤相熔合的泵浦光纤内采用了纵向锥形化，以生成耦合的不对称，从而提高耦合效率。泵浦光纤锥形化如图2所示，在美国专利US5999673中，提出了一种熔合在DCF光纤上的锥形布置，这种情形下单根泵浦光纤被锥形化为非常小的直径，导致泵浦光纤内传输光线的角度增大，并且，由于是锥体熔合在DCF的内包层上，而DCF内包层与外包层间的数值孔径较大，因此，很容易有泵浦光被耦合进DCF的内包层中。

使用侧面泵浦的优势是：信号光纤直通，因此信号光的损耗较小并且模式较好。但是，使用侧面泵浦的方式时，由于泵浦光纤被拉锥后直径不能无限制的小，因此仍然有一部分泵浦光会漏出，泵浦效率受到限制。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种新的光纤合束器，所要解决的技术问题为现有合束器的信号光有较大的损耗，而使用侧面泵浦的方式时一部分泵浦光会漏出，泵浦效率受到限制。

本实用新型的技术方案如下：一种光纤合束器，其包括多包层光纤；所述多包层光纤上设置若干安装槽，所述安装槽的方向设置为平行于所述多包层光纤的光传输方向，所述安装槽的深度达到所述多包层光纤的内包层；还包括若干锥形化的耦合泵浦光纤，其数量与所述安装槽的数量相同；其中，所述锥形化的耦合泵浦光纤，为一根锥形化的完整泵浦光纤从中间位置截断后得到的任一部分；所述锥形化的耦合泵浦光纤，具有锥形化的端部；其中，所述锥形化的端部的最大半径小于所述完整泵浦光纤的最大半径；每一所述耦合泵浦光纤的锥形化的端部，倾斜插入到一所述安装槽，并熔融固定于所述安装槽，其中，所述锥形化的端部位于所述多包层光纤的内包层中；并且，所述多包层光纤的半径大于所述完整泵浦光纤的最大半径。其所解决的技术问题还包括如何设置安装槽及其方向、如何设置锥形化的耦合泵浦光纤、如何设置锥形化的端部的位置、如何倾斜插入耦合泵浦光纤的锥形化的端部、如何将锥形化的端部固定于安装槽、如何避免泵浦光漏出以提高泵浦效率等。本实用新型的其它技术方案还解决了如何优化设置锥形化的耦合泵浦光纤、如何优化设置安装槽的矩形结构、如何设置矩形结构的宽边的长度、如何保护熔融固定位置等。

优选的，所述端部为圆台形；优选的，所述端部具有圆形端面或者椭圆形端面；优选的，所述端面垂直于所述耦合泵浦光纤的光传输方向。

优选的，所述多包层光纤为双包层光纤。

优选的，所述锥形化的耦合泵浦光纤，为一根锥形化的完整泵浦光纤从中间最细位置截断后得到的任一部分。

优选的，所述安装槽具有矩形结构，其长边平行于所述多包层光纤的光传播方向。

优选的，各所述安装槽对称设置，并位于在剥掉保护外套的多包层光纤内包层侧面。

优选的，所述矩形结构的宽边的长度比所述锥形化的端部的最大半径大10％至20％。

优选的，各所述安装槽对称设置。

优选的，所述安装槽的数量至少为两个。

优选的，仅设置两个所述安装槽。