[发明专利]一种功率可调的同心点环斑合束器及其制作方法

说明书

一种功率可调的同心点环斑合束器及其制作方法，包括n根输入光纤（10）、n≥2，输入光纤（10）和毛细管（20）熔融拉锥形成的光纤束（50），输出光纤（40）；光纤束（50）和输出光纤（40）熔接于熔接点（30）。相比于传统的空间整合，该方法结构简单，操作方便，可靠性良好，集成化程度高；该方法制作合束器可以实现激光的高效率传输；该方法可以实现点环光斑和功率随意组合，实现不同功率，不同光斑形状（点光斑、环光斑以及点环光斑）的激光输出；该合束器直接应用到激光器中，无需额外增加其他光学元件，实现高度集成化。输入光纤纤芯中的激光可以单模块激光输入可以是多模块激光合束输入，实现更高功率级别输入和输出。

技术领域

本发明涉及光纤激光器领域，尤其涉及一种功率可调的同心点环斑合束器及其制作方法。

背景技术

光纤激光器由于其转化效率高、优质光束质量、质量轻、结构紧凑、易维护、成本低等优点，逐渐取代传统激光器，在医疗、工业以及军用得到的广泛的应用。随着近些年光纤激光器的飞速发展，功率级别的不断提高，应用需求不断提出，除了金属切割，在激光清洗，熔覆以及焊接等领域展现出很好的发展潜力。

随着应用的不断扩展，高斯型的输出光斑已经满足不了增长的需求，对输出光斑的形状改变势在必行，比如平顶，环形，方形等，不同的加工领域有着不同的优势，在切割厚板的时候，平顶光斑就表现出较好的切割能力；在激光打孔方面，环形光斑有表现出独特的优势等。

目前实现光斑形状的改变目前主要有两种方式，空间整形和光波导整形两种，空间整形由于需要通过透镜和机械结构实现，结构复杂，不利于工业高度集成化，操作不方便，同时机械结构可靠性差；光波导整形相对于空间整形更容易实现，可以实现全光纤结构，可以满足工业的高度集成化，操作方便，可靠性良好。

因此，提供一种全光纤结构，功率可调，光斑形状随意切换成为光纤激光器应用领域急需要解决的难题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供一种功率可调的同心点环斑合束器及其制作方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种功率可调的同心点环斑合束器，包括n根输入光纤10，n≥2、输入光纤10和毛细管20熔融拉锥形成的光纤束50，输出光纤40；光纤束50和输出光纤40熔接于熔接点30。

一种功率可调的同心点环斑合束器的制作方法，包括有以下步骤：

步骤1：准备好n根输入光纤10，n≥2，剥去一段涂覆层13，用酒精将包层12擦拭干净，备用；

步骤2：根据实际情况，选择毛细管20为掺氟石英成材质毛细管或纯石英材质毛细管，选择合适内径和外径；

如果选取的输入光纤10中至少有1根光纤为单模或少模多波导光纤，进行步骤3；

步骤3：取一根已经备好的输入光纤10，该光纤为单模或少模多波导光纤，将该光纤穿入掺氟毛细管20中，熔融拉锥成整体光纤201，将整体光纤201和n-1根输入光纤10，排列穿入毛细管20，调整拉锥参数和控制光纤束拉锥比，拉锥比数值为1-10，熔融拉锥使其成为整体光纤束50，并将光纤束50端面切平；

如果选择的输入光纤10都为多模多波导光纤，进行步骤A3；

步骤A3：将n根备好的输入光纤10，排列穿入毛细管20中，调整拉锥参数和控制光纤束拉锥比，拉锥比数值为1-10，熔融拉锥使其成为整体光纤束50，并将光纤束50端面切平；

步骤4：将输出光纤40，剥去涂一段涂覆层I46，用酒精将第三包层44擦拭干净，端面切平；

步骤5：将切平的光纤束50和输出光纤40，利用熔接机，熔接于熔接点30；