监测功率合并器制造技术

所公开的实施例示出了带有传感器的熔融光纤合并器，传感器策略性地分布在不同的位置，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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】所公开的实施例示出了带有传感器的熔融光纤合并器，传感器策略性地分布在不同的位置，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。【专利说明】监测功率合并器 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。
技术介绍
专利
本专利技术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。
技术实现思路
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。 【专利附图】【附图说明】 参照下面的附图，本专利技术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专利技术的原理。此外，在附图中，若干附图中的相 似标号表不相应部分。 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专利技术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所不的实施例中所不，烙融光纤合并器100包括与多个尾纤120a. .. 120b (统称为120) 烙融的信号光纤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118U28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△温度/ △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118U28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118U28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118U28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。 继续看图1，如果每个输入接头118U28具有其自身的传感器160,则也可以测量 未被使用的尾纤120的热状态。因此，在任何未使用的尾纤120的输入部处的热量可能是 向后传播的纤芯光的证据，因为在不传播光的尾纤120处的加热是未预期的。 随着沿光传播方向向前移动，由于多根光纤110、120在烙融光纤合并器100内聚 集，熔融光纤合并器100通常展现为锥体130。如图1所示，信号光纤110和尾纤120聚集， 并逐渐变细形成玻璃锥体130。 如图1所示，热传感器162被定位在玻璃锥体130处，以监测玻璃锥体130处的热 状态。典型地，玻璃锥体130预期不会被加热，因为它是玻璃结构。然而，如果有足够高NA 的光（例如，大于0.1)进入锥体130,并且随着它向锥体130下传播，变成更高NA的光，那 么在玻璃锥体130处可以产生高温。当这种情况发生时，更高NA的光可能被限制在横向驻 波条件下，从而产生热量。换言之，在玻璃锥体130处的高温表示来自输入激光的包层光引 起对锥体加热。因此，定位在玻璃锥体130处的传感器162允许测量发生在该位置的热状 态。 越过玻璃锥体130外，熔融光纤合并器100可选地接合到输出玻璃光纤。输出光 纤可以包括已去除（或剥离）涂层的区域，涂覆区和剥离区之间的过渡部被指定为输出带 边缘140。对于图1的实施例，该系统包括输出带边缘140,这是附着于玻璃锥体130的输 出玻璃光纤上的聚合物涂层开始的位置。如图1所示，另一个热传感器164被定位在输出 带边缘140,以监测在输出带边缘140的热状态。 当存在具有不能被包含在聚合物涂层中的足够高的NA的入射光时，输出带边缘 140易于加热。通常，在输出带边缘140处的大的热斜率是非常高NA (例如，对于硅树脂或 低折射率聚合物涂覆材科大于约0.3或0.45)的光照射在输出带边缘140的证据。因此， 在输出带边缘140处高热斜率可以表示差的接合。 模式剥离器150可以位于在输出带边缘140后，以在输出之前除去任何残余的包 层光。就模式剥离器150具有模式剥离器输入部152和模式剥离器输出部154来说，存在 模式剥离器输入部传感器166和模式剥离器输出部传感器168,以分别监测在模式剥离器 输入部152处和模式剥尚器输出部154处的热状态。 所述模式剥离器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热监测系统，包括：输入光纤，用于接收光信号；，玻璃锥体，所述输入光纤在该玻璃锥体处聚集并融合在一起；光学耦合到所述玻璃锥体的输出光纤，所述输出光纤包括输出带边缘，所述输出光纤还包括模式剥离器，所述模式剥离器包括模式剥离器输入部和模式剥离器的输出部；输入接头传感器，每个输入接头传感器可操作地耦合至对应的输入光纤，每个输入接头传感器用于监测与其对应的输入光纤相关联的热状态；可操作地耦合到所述玻璃锥体的锥体热传感器，所述锥体热传感器用来监测与所述玻璃锥体相关联的热状态；可操作地耦合到所述输出带边缘的输出带边缘热传感器，所述输出带边缘热传感器用来监测与所述输出带边缘相关联的热状态；可操作地耦合到所述模式剥离器输入部的模式剥离器输入部传感器，所述模式剥离器输入部传感器用来监测与所述模式剥离器输入部相关联的热状态；和可操作地耦合到所述模式剥离器输出部的模式剥离器输出部传感器，所述模式剥离器输出部传感器用来监测与所述模式剥离器输出部相关联的热状态。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·R·霍兰特，W·J·斯特雷切恩，S·苏利万，
申请(专利权)人：OFS菲特尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US