一种合束器及包括该合束器的激光器制造技术

本发明专利技术适用于激光技术领域，提供了一种合束器，包括双纤准直器、单纤准直器以及滤光片，双纤准直器包括用于传输泵浦光的输入光纤、用于进行光放大的有源光纤及与输入光纤和有源光纤的端部无交界面熔接的第一透镜，其熔接端为平面，与熔接端相对的一端为曲面，滤光片设于曲面的输出光路上，将泵浦光反射至有源光纤并透射信号光，单纤准直器包括输出光纤和与输出光纤的端部无交界面熔接的第二透镜，第一和第二透镜的非熔接端相对。本发明专利技术由于各光纤与透镜之间无交界面，泵浦光及信号光在光纤和透镜之间传输时无衰减，光耦合效率高；功率承受能力强，实现了高功率传输；不采用光纤熔拉技术，可维持光纤本身的性能，泵浦转换效率高，产品性能稳定。

Beam combiner and laser comprising the beam combiner

The invention is applicable to the field of laser technology, provides a combiner, including dual fiber collimator, single fiber collimator and filter, dual fiber collimator includes a transmission pump input fiber, used for optical amplification and active optical fiber and optical fiber and the input end of the active optical fiber, the first lens interface welding. The weld end is flat, and the welding end of the opposite end surface, an output light path of optical filter is arranged on the surface, the pump light is reflected to the active optical fiber and optical fiber collimator transmission signal, including the end fiber output and output fiber without second lens interface welding, the first and second non lens weld end relative. The present invention because there is no interface between each fiber and lens, pump light and signal light in optical fiber and lens transmission attenuation, optical coupling efficiency is high; the power capacity strong, achieve high power transmission; the fiber pulling technology, can maintain the performance of optical fiber, pump conversion efficiency is high, product performance stable.

【技术实现步骤摘要】
一种合束器及包括该合束器的激光器
本专利技术属于激光
，特别涉及一种合束器及包括该合束器的激光器。
技术介绍
光纤放大和光纤激光器是目前的研究热点，现有常用的方案是正向泵浦，对于光纤放大器或光纤激光器来讲，正向泵浦增益效率低，而且对整个光路的保护要求严格，而反向泵浦对于光纤放大器或光纤激光器来讲，增益效率高，而且对整个光路的保护要求低。无论正向泵浦或反向泵浦，均需要通过合束器进行光信号的传输，正向泵浦的合束器多采用光纤熔拉结构，不可避免会破坏光纤本身的传输特性，反向泵浦技术中，合束器包括输入准直器和输出准直器，输入准直器包括泵浦纤和有源光纤，泵浦纤和有源光纤的端面设置有透镜，该泵浦纤和有源光纤的端面以及该透镜的端面均成为反射面，进而影响光信号的传输，导致功率增益效率降低，信号衰减严重，并且，有源光纤的端面通常需要熔接一段光纤来增加纤芯的通光面积，这样也会影响到泵浦光的传输，使得泵浦光的转换效率会急剧下降；同样的，输出准直器也包括光纤和透镜，二者之间也存在交界面，整个合束器交界面较多使得功率密度增大，使合束器的可承受功率下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种合束器，旨在降低光信号的衰减，提高光耦合效率以及可承受光功率。本专利技术是这样实现的，一种合束器，包括双纤准直器、单纤准直器以及滤光片，所述双纤准直器包括用于传输泵浦光的输入光纤、用于进行光放大的有源光纤以及与所述输入光纤和有源光纤的端部无交界面熔接的第一透镜，所述第一透镜的熔接端为平面，与熔接端相对的一端为曲面，所述滤光片设置于所述第一透镜的曲面的输出光路上，用于将所述泵浦光反射至所述有源光纤并透射所述有源光纤输出的信号光，所述单纤准直器包括输出光纤和与所述输出光纤的端部无交界面熔接的第二透镜，所述第一透镜和第二透镜的非熔接端相对。本专利技术的另一目的在于提供一种合束器的制作方法，包括下述步骤：取用于传输泵浦光的输入光纤和用于光放大的有源光纤，将所述输入光纤和有源光纤的涂敷层剥离，熔接第一熔接块，并对所述第一熔接块的端部进行处理以获得所需的平整度，所述输入光纤和有源光纤的端部与所述第一熔接块的端部平齐；在所述第一熔接块的符合平整度要求的端部熔接第一透镜，使所述输入光纤、有源光纤、第一熔接块和第一透镜无交界面熔接，形成双纤准直器；取输出光纤，将其涂敷层剥离，熔接第二熔接块，并对所述第二熔接块的端部进行处理以获得所需的平整度，所述输出光纤的端部与所述第二熔接块的端部平齐；在所述第二熔接块的符合平整度要求的端部熔接第二透镜，使所述输出光纤、第二熔接块和第二透镜无交界面熔接，形成单纤准直器；在所述第一透镜的非熔接端一侧设置用于反射泵浦光至有源光纤并透射信号光的滤光片；将所述双纤准直器和单纤准直器共轴放置，且使所述第一透镜和第二透镜的非熔接端相对，所述滤光片位于所述第一透镜和第二透镜之间。本专利技术提供的合束器由于输入光纤和有源光纤与第一透镜之间没有熔接交界面，泵浦光在输入光纤进入第一透镜时以及由第一透镜进入有源光纤时不经过交界面，无光衰减，信号光在由有源光纤进入第一透镜时也无衰减，同理，被放大的信号光经第二透镜进入输出光纤时也无光衰减。因此，本实施例的合束器相比传统合束器的光衰减程度大幅减低，提高了光耦合效率；另外，由于无交界面，由交界面导致的光功率密度升高的问题也不复存在，进而有利于提高合束器的功率承受能力，实现高功率传输；并且，由于不采用光纤熔拉技术，可维持光纤本身的性能，其泵浦转换效率高，产品性能更稳定。附图说明图1是本专利技术实施例提供的合束器的结构示意图；图2是本专利技术实施例提供的合束器的双纤准直器的部分结构示意图(一)；图3是本专利技术实施例提供的合束器的双纤准直器的部分结构示意图(二)；图4是本专利技术实施例提供的合束器的双纤准直器的结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的合束器的单纤准直器的部分结构示意图(一)；图6是本专利技术实施例提供的合束器的单纤准直器的部分结构示意图(二)；图7是本专利技术实施例提供的合束器的单纤准直器的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的合束器的制作流程图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下结合具体实施例对本专利技术的具体实现进行详细描述：请参考图1，本专利技术实施例提供一种合束器，主要用于反向泵浦的光纤放大器和光纤激光器等设备。该合束器包括双纤准直器1、单纤准直器2以及滤光片3，双纤准直器1包括用于传输泵浦光的输入光纤11、用于进行光放大的有源光纤12以及与输入光纤11和有源光纤12的端部无交界面熔接的第一透镜13，该第一透镜13的熔接端为平面，与该熔接端相对的一端为曲面，滤光片3设置于第一透镜13的曲面的输出光路上，用于将输入光纤11中的泵浦光反射至有源光纤12并透射有源光纤12输出的信号光，使信号光向单纤准直器2输出，单纤准直器2包括输出光纤21和与输出光纤21的端部无交界面熔接的第二透镜22，第一透镜13和第二透镜22的非熔接端相对。优选地，二者的中心轴共线。具体地，输入光纤11可采用多模光纤，输出光纤21也可采用多模光纤，有源光纤12是具有增益功能的光纤；滤光片3是反泵浦光透信号光的滤光片。通过合理的选择输入光纤11、有源光纤12和第一透镜13的材料，例如选择相同材料或者折射率、热膨胀系数及熔点接近的材料，可以使输入光纤11和有源光纤12的端部与第一透镜13无交界面熔接，同理，通过合理的材料选择，输出光纤21的端部和第二透镜22也可以无交界面熔接。该合束器的工作原理为：泵浦光经输入光纤11输出时直接进入第一透镜13，然后被滤光片3反射，穿过第一透镜13直接进入有源光纤12的纤芯和包层，在有源光纤12中，有信号光的输入，该信号光在泵浦光和有源光纤12本身的增益作用下得以放大，被放大后的信号光直接进入第一透镜13并穿过滤光片3，耦合进入第二透镜22，并进一步直接进入输出光纤21。在该过程中，由于输入光纤11和有源光纤12与第一透镜13之间没有熔接交界面，泵浦光在输入光纤11进入第一透镜13时以及由第一透镜13进入有源光纤12时不经过交界面，无光衰减，信号光在由有源光纤12输出进入第一透镜13时也无衰减，同理，被放大的信号光经第二透镜22进入输出光纤21时也无光衰减。传统的合束器由于其透镜与光纤之间非一体熔接，二者之间存在至少两个交界面，输入准直器和输出准直器共存在至少四个交界面，因此，本实施例的合束器相比传统合束器的光衰减程度大幅减低，提高了光耦合效率；另外，由于无交界面，由交界面导致的光功率密度升高的问题也不复存在，进而有利于提高合束器的功率承受能力，实现高功率传输，本专利技术实施例的合束器可承受1500W的泵浦光，能优化泵浦转换效率，能传输100W的信号光，峰值可达KW级；并且由于不采用光纤熔拉技术，可维持光纤本身的性能，其泵浦转换效率高，产品性能更稳定。进一步地，参考图3和图4，该输入光纤11和有源光纤12优选通过第一熔接块14熔接第一透镜13，即输入光纤11和有源光纤12的熔接端连接有第一熔接块14，输入光纤11和有源光纤12的端部插入该第一熔接块14，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种合束器，其特征在于，包括双纤准直器、单纤准直器以及滤光片，所述双纤准直器包括用于传输泵浦光的输入光纤、用于进行光放大的有源光纤以及与所述输入光纤和有源光纤的端部无交界面熔接的第一透镜，所述第一透镜的熔接端为平面，与熔接端相对的一端为曲面，所述滤光片设置于所述第一透镜的曲面的输出光路上，用于将所述泵浦光反射至所述有源光纤并透射所述有源光纤输出的信号光，所述单纤准直器包括输出光纤和与所述输出光纤的端部无交界面熔接的第二透镜，所述第一透镜和第二透镜的非熔接端相对。

【技术特征摘要】
1.一种合束器，其特征在于，包括双纤准直器、单纤准直器以及滤光片，所述双纤准直器包括用于传输泵浦光的输入光纤、用于进行光放大的有源光纤以及与所述输入光纤和有源光纤的端部无交界面熔接的第一透镜，所述第一透镜的熔接端为平面，与熔接端相对的一端为曲面，所述滤光片设置于所述第一透镜的曲面的输出光路上，用于将所述泵浦光反射至所述有源光纤并透射所述有源光纤输出的信号光，所述单纤准直器包括输出光纤和与所述输出光纤的端部无交界面熔接的第二透镜，所述第一透镜和第二透镜的非熔接端相对。2.如权利要求1所述的合束器，其特征在于，所述输入光纤和有源光纤的熔接端连接有第一熔接块，所述输入光纤和有源光纤的端部插入所述第一熔接块，且与所述第一熔接块共同熔接所述第一透镜。3.如权利要求2所述的合束器，其特征在于，所述输入光纤和有源光纤的纤芯材料、所述第一熔接块的材料以及所述第一透镜的材料相同。4.如权利要求2所述的合束器，其特征在于，所述第一熔接块套设有第一套管，在所述第一套管的内壁或端部设有第一吸光件；或者在所述第一熔接块的外表面涂敷吸光材料。5.如权利要求1所述的合束器，其特征在于，所述输出光纤的熔接端连接有第二熔接块，所述输出光纤的端部插入所述第二熔接块，且与所述第二熔接块共同熔接所述第二透镜。6.如权利要求5所述的合束器，其特征在于，所述输出光纤的纤芯材料、所述第二熔接块的材料以及所述第二透镜的材料相同。7.如权利要求5所述的合束器，其特征在于，所述第二熔接块套设有第二套管，在所述第二套管的内壁或端部设有第二吸光件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泉，岳超瑜，朱少军，洪春权，
申请(专利权)人：深圳朗光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44