一种双头激光传输光缆及其制作方法技术

本发明专利技术实施例提供一种双头激光传输光缆及其制作方法，该激光传输光缆包括：桥接光纤的一端为双头激光传输光缆的输入端，桥接光纤的另一端与模场适配器的一端连接，模场适配器的另一端与传能光纤连接，桥接光纤的数值孔径位于输入传能光纤和输出传能光纤之间，或，桥接光纤的纤芯直径位于输入传能光纤和输出传能光纤之间。本发明专利技术通过在双头激光传输光缆的输入端引入桥接光纤和模场适配器，来改善光束质量和光斑形状，同时提高了光斑稳定性。

A Double-ended Laser Transmission Optical Cable and Its Fabrication Method

【技术实现步骤摘要】
一种双头激光传输光缆及其制作方法
本专利技术实施例涉及光纤激光器
，尤其涉及一种双头激光传输光缆及其制作方法。
技术介绍
光纤激光器具有效率高、体积小、良好的热管理和易于维护等优势，近些年在工业领域有着快速发展，并逐渐开始取代部分传统的激光器。高功率光纤激光器通常采用高能传输光缆作为高功率激光的输出传导介质，通常是采用直接熔接的方法与光纤激光器内部器件进行连接。但是由于传输光缆是直接面向切割、焊接、清洗等应用，其处于的环境恶劣度要远高于激光器本身，因此也是光纤激光器最容易损坏的器件之一，而激光传输光缆一旦损坏，激光器就要面临一个长时间停工维修的状态。而采用空间光耦合器的激光器，由激光器输出光缆接入光耦合器，经过透镜进行准直耦合变换后，再由双头激光传输光缆输出。这样一旦双头激光传输光缆损坏，可以采用备用光缆进行快速更换，同时通过选用不同类型的双头激光传输光缆，也可以在一定程度上改变输出模式，实现不同的应用。同时在某些特殊应用中，希望同一台激光器能输出多路光，通过程序控制其中某一路或者某几路光输出，其余光路不输出，此时就会用到分光器，分光器的激光传输光缆同样也是采用双头激光传输光缆。采用双头激光传输光缆作为激光传输介质具有一定优势，但存在一个最大的问题，因为不论是光耦合器还是分光器，都是采用空间透镜变换将激光器输出的光耦合进入双头激光传输光缆，这会使得光束质量产生较为严重的劣化，激光输出光斑形状难以控制。甚至当通过外力改变双头激光传输光缆的弯曲时，输出光斑形状也会随之发生改变。而这些非常不利于双头激光传输光缆在激光加工时的使用。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术实施例提供一种双头激光传输光缆及其制作方法。第一方面，本专利技术实施例提供一种双头激光传输光缆，包括：双头光纤跳线、输入传能光纤、桥接光纤、模场适配器和输出传能光纤，其中：所述桥接光纤的一端为双头激光传输光缆的输入端，所述桥接光纤的另一端与所述模场适配器的一端连接，所述模场适配器的另一端与所述输入传能光纤的一端连接，所述输入传能光纤的另一端通过所述双头光纤跳线与所述输出传能光纤连接，所述桥接光纤的数值孔径位于所述输入传能光纤和所述输出传能光纤之间，所述桥接光纤的纤芯直径位于所述输入传能光纤和所述输出传能光纤之间。第二方面，本专利技术实施例提供一种双头激光传输光缆的制作方法，包括：在桥接光纤的一端制作剥模器；将所述桥接光纤的另一端与模场适配器的一端连接；在输出传能光纤的一端剥除涂覆，并熔接所述模场适配器的另一端，所述桥接光纤的数值孔径位于输入传能光纤和所述输出传能光纤之间，所述桥接光纤的纤芯直径位于所述输入传能光纤和所述输出传能光纤之间。本专利技术实施例提供的一种双头激光传输光缆及其制作方法，通过在双头激光传输光缆的输入端引入桥接光纤和模场适配器，来改善光束质量和光斑形状，同时提高了光斑稳定性。由于桥接光纤数值孔径或纤芯直径均不能超过输入传能光纤和输出传能光纤，而模场适配器的作用是降低基模损耗，使得当激光通过桥接跳线进入输入传能光纤，尽可能提高基模被激发的占比，同时，进一步调高激发模式的稳定度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中常规的双头高能传输光缆的结构示意图；图2为本专利技术实施例中一种双头激光传输光缆的结构示意图；图3为本专利技术实施例中双头激光传输光缆在空间光耦合器中的使用示意图；图4为传统100/360双头高能传输跳线的输出光斑示意图；图5为传统50/360双头高能传输跳线的输出光斑示意图；图6为桥接有25/400跳线和模场适配器的100/360双头高能传输跳线的输出光斑示意图；图7为桥接有25/400跳线和模场适配器的50/360双头高能传输跳线的输出光斑示意图；图8为本专利技术又一实施例提供的一种双头激光传输光缆的制作方法的流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为现有技术中常规的双头高能传输光缆的结构示意图，如图1所示，传统的双头激光传输光缆是用于激光的传输与输出，其中的一头熔接有端帽作为输出端，另外一头采用光纤熔接的方式与激光器直接相连。101表示双头光纤跳线，102表示输入传能光纤，103表示剥模器，104表示端帽，105表示裸纤。而双头激光传输光缆在实现激光的传输与输出的功能外，还需要搭配分光器和耦合器实现高功率激光的耦合，因此双头激光传输光缆分为两端：一头用于耦合，称之为输入端，也称之为耦合端；一头用于输出，称之为输出端。对于标准双头光纤跳线来说，一般通过调节分光器或者耦合器中的空间光路使其达到较高的激光耦合效率，现有技术已经可以很好的做到这一点。但是由于双头激光传输光缆一般采用较大芯径的光纤，通过该方法，很难控制其传输模式。也就是当通过激光器本身直接输出的激光能量以基模为主，当其经过空间透镜变换后，耦合进入大芯径光纤纤芯中时，很容易就产生横向偏移，虽然此时仍然可以达到很高的激光耦合效率，但是由于横向偏移会激励出许多高阶模，使得光束质量恶化。同时这种激励很容易受到环境扰动，使得激励的模式发生变化，从而使得激光输出光斑的能量分布或者形状随之环境的扰动而变化。针对该问题，本专利技术实施例提出一种双头激光传输光缆，图2为本专利技术实施例中一种双头激光传输光缆的结构示意图，如图2所示，该双头激光传输光缆的结构包括：双头光纤跳线201、输入传能光纤202、桥接光纤203、模场适配器204和输出传能光纤205，其中：所述桥接光纤的一端为双头激光传输光缆的输入端，所述桥接光纤的另一端与所述模场适配器的一端连接，所述模场适配器的另一端与所述输入传能光纤的一端连接，所述输入传能光纤的另一端通过所述双头光纤跳线与所述输出传能光纤连接，所述桥接光纤的数值孔径位于所述输入传能光纤和所述输出传能光纤之间，或，所述桥接光纤的纤芯直径位于所述输入传能光纤和所述输出传能光纤之间。具体地，该双头激光传输光缆的输入端为桥接光纤的一端，桥接光纤中集成有剥模器，剥模器是一种能促使包层模转换成辐射模，通常用折射率等于或大于光纤包层折射率的材料构成的器件。选用的桥接光纤的标准在于：桥接光纤数值孔径和纤芯直径的均位于传能光纤和输出光纤之间。桥接光纤的具体选用需要与实际使用结合，一般来说，纤芯越小，光束质量和光斑形状越好，但是调节准直——耦合光路时难度越大，因此实际选择中应该从这两方面折中选择。桥接光纤的另一端与模场适配器的一端连接，该模场适配器的选用标准是：模场适配器由两种光纤构成，一种与桥接光纤一致，另外一种与输出光纤一致。将两种光纤结合，通过拉锥，腐蚀，熔接三种工艺制作模场适配器。模场适配器为能够降低与普通单模光纤熔接损耗同时抑制高阶模激发的光纤器件。然后模场适配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双头激光传输光缆，其特征在于，包括：双头光纤跳线、输入传能光纤、桥接光纤、模场适配器和输出传能光纤，其中：所述桥接光纤的一端为双头激光传输光缆的输入端，所述桥接光纤的另一端与所述模场适配器的一端连接，所述模场适配器的另一端与所述输入传能光纤的一端连接，所述输入传能光纤的另一端通过所述双头光纤跳线与所述输出传能光纤连接，所述桥接光纤的数值孔径位于所述输入传能光纤和所述输出传能光纤之间，或，所述桥接光纤的纤芯直径位于所述输入传能光纤和所述输出传能光纤之间。

【技术特征摘要】
1.一种双头激光传输光缆，其特征在于，包括：双头光纤跳线、输入传能光纤、桥接光纤、模场适配器和输出传能光纤，其中：所述桥接光纤的一端为双头激光传输光缆的输入端，所述桥接光纤的另一端与所述模场适配器的一端连接，所述模场适配器的另一端与所述输入传能光纤的一端连接，所述输入传能光纤的另一端通过所述双头光纤跳线与所述输出传能光纤连接，所述桥接光纤的数值孔径位于所述输入传能光纤和所述输出传能光纤之间，或，所述桥接光纤的纤芯直径位于所述输入传能光纤和所述输出传能光纤之间。2.根据权利要求1所述双头激光传输光缆，其特征在于，所述模场适配器由所述桥接光纤与所述输出传能光纤制作而成，所述模场适配器集成有剥模器。3.根据权利要求1所述双头激光传输光缆，其特征在于，所述双头激光传输光缆的输入端熔接端帽。4.根据权利要求1所述双头激光传输光缆，其特征在于，所述双头激光传输光缆的输出端为所述输出传能光纤的另一端，所述输出传能光纤的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤立磊，沈翔，李榕，黄中亚，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42