保偏光纤合束器的制作装置及制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种保偏光纤合束器的制作装置，制作装置包括夹持装置、观测装置及测量装置。夹持装置包括多个可转动的收容孔，每个收容孔用于夹持一根保偏光纤。观测装置用于观测保偏光纤的端面以供使用者判断如何转动收容孔以改变保偏光纤的偏振方向。测量装置用于测量保偏光纤输出的偏振光的消光比。本发明专利技术还提供一种保偏光纤合束器的制作方法。本发明专利技术的保偏光纤合束器的制作装置及制作方法可实现多束线偏振光束经合束器合束后仍然保持高消光比。本发明专利技术可用于多根高功率窄线宽、线偏振输出的单模光纤激光器的非相干和相干合束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到光纤
与激光
，特别涉及保偏光纤合束器的制作装置及制作方法。
技术介绍
高功率光纤激光器在光束质量、体积、重量、效率、散热等方面均具有明显优势，现已广泛应用于光纤通讯、激光空间远距离通讯、工业造船、汽车制造、激光切割、金属焊接、军事国防安全、生物医疗、大型基础建设等民用工业和军事领域，被称之为“第三代激光器”。由于受光纤非线性效应及光学热损伤等机制的限制，单根光纤激光器的输出功率不可能无限提升。为了获得更高功率的光纤激光输出，对多个中高等功率的光纤激光器进行功率合束是一种有效提升激光输出功率的手段，其中所需的关键无源器件就是光纤合束器。目前现有技术制作光纤合束器时一般都采用光纤束捆绑，拉锥再熔接的方式。随着单纤单模功率提升到千瓦量级以后，想要继续提升单纤功率变得比较困难。于是提出来多种光束合束的方法，包括非相干合束，相干合束，光谱合束。要实现全光纤合束，最理想的就是多个线偏振、单模光纤激光器的同相位相干合成。但是当入射光是线偏振光时，为了保持线偏振态和高消光比，必须要求合束的每根光纤的偏振轴保持一致，否则偏振态就会发生变化。因此，需要专门针对线偏振、单模光纤激光器的光纤合束器，不仅能实现多束光束的合成，还能保证合成光束的偏振态不发生改变，仍然保持高的消光比。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。本专利技术提出了一种保偏光纤合束器的制作装置和制作方法。本专利技术实施方式的保偏光纤合束器的制作装置包括夹持装置、观测装置及测量装置。所述夹持装置包括多个可转动的收容孔，每个所述收容孔用于夹持一根保偏光纤。所述观测装置用于观测所述保偏光纤的端面以供使用者判断如何转动所述收容孔以改变所述保偏光纤的偏振方向。所述测量装置用于测量所述保偏光纤输出的偏振光的消光比以判断所述保偏光纤的偏振方向是否相同。在某些实施方式中，所述保偏光纤可以为熊猫型、领结型或椭圆包层型结构。在某些实施方式中，所述夹持装置可以采用石英玻璃、四氟材料或橡胶材料。在某些实施方式中，所述多收容孔包括中心收容孔及至少一层周边收容孔，每层所述周边收容孔围绕所述中心收容孔或者内层所述周边收容孔排布。在某些实施方式中，每个所述收容孔可单独360度转动。在某些实施方式中，所述收容孔尺寸与所述保偏光纤配合以使所述收容孔夹持所述保偏光纤。在某些实施方式中，所述观测装置包括摄像机。在某些实施方式中，所述测量装置包括自所述保偏光纤的输出光路依次设置的四分之一波片、检偏器及功率计。在某些实施方式中，所述保偏光纤合束器还包括设置在所述保偏光纤的输出光路的半透半反镜片，所述观测装置及所述测量装置分别设置在所述半透半反镜片的反射光路及透射光路。本专利技术实施方式的一种保偏光纤合束器的制作方法，所述方法包括所述保偏光纤合束器的制作装置，所述保偏光纤插入所述收容孔后，可随着所述收容孔旋转调整角度，实现每根所述保偏光纤的纤芯和应力元都旋转到水平位置，再对所述保偏光纤进行熔融拉锥，形成均匀的锥体和束腰。本专利技术实施方式的所述制作装置通过实时的旋转每个所述收容孔里夹持的所述保偏光纤，在线观测所述保偏光纤的端面和测量所述保偏光纤的发出光束的消光比来保证所述保偏光纤合束器中的每一根所述保偏光纤的偏振轴保持一致，实现多束线偏振光束经所述保偏光纤合束器合束后仍然保持高消光比。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施方式的保偏光纤合束器的制作装置的结构示意图。图2是本专利技术实施方式的保偏光纤合束器的端面示意图。图3是本专利技术实施方式的保偏光纤合束器的侧面示意图。主要元件符号说明：制作装置10、夹持装置12、收容孔122、中心收容孔1222、周边收容孔1224、观测装置14、测量装置16、四分之一玻片162、检偏器164、功率计166、半透半反镜片
18、保偏光纤合束器20、保偏光纤22、纤芯222、应力元224、外包层226、锥体228、束腰229。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。请参阅图1、图2及图3，本专利技术实施方式的制作装置10用于制作保偏光纤合束器20。制作装置10包括夹持装置12、观测装置14及测量装置16。夹持装置12包括多个可转动的收容孔122，每个收容孔122用于夹持一根保偏光纤22。观测装置14用于观测保偏光纤22的端面，以供使用者判断如何转动收容孔122以改变保偏光纤22的偏振方向。测量装置16用于测量保偏光纤22输出的偏振光的消光比以判断保偏光纤22的偏振方向是否相同。本专利技术实施方式的制作装置10通过实时的旋转每个收容孔122里夹持的保偏光纤22，在线观测保偏光纤22的端面和测量保偏光纤22的发出光束的消光比来保证保偏光纤合束器20中的每一根保偏光纤22的偏振轴保持一致，实现多束线偏振光束经保偏光纤合束器20合束后仍然保持高消光比。在某些实施方式中，保偏光纤22包括熊猫型、领结型或椭圆包层型结构。一般实际应用得较多的保偏光纤22为熊猫型、领结型或椭圆包层型结构，因此，本实施方式的制作装置10可广泛用于制作各种类型保偏光纤合束器20。在各种类型中，保偏光纤22一般包括有纤芯222、应力元224及外包层226。本实施方式以熊猫型结构为例解释保偏光纤合束器20。在某些实施方式中，夹持装置12基本呈圆形柱状，收容孔122沿夹持装置12的轴向延伸贯穿夹持装置12。在某些实施方式中，夹持装置12可以采用石英玻璃、四氟材料或橡胶材料制成。石英玻璃与四氟材料均具有耐高温、耐磨损、绝缘、耐腐蚀、化学性能稳定的特点，由石英玻璃与四氟材料制成的夹持装置12可以在熔融拉锥的过程中保持稳定的性能，并延长夹持装置12的使用寿命。橡胶材料具有较大的弹性，方便保偏光纤22穿过收容孔122，而且可以增大收容孔122与保偏光纤22的摩擦力，增加转动保偏光纤22的效率。在某些实施方式中，多收容孔122包括中心收容孔1222及至少一层周边收容孔1224，
每层周边收容孔1224围绕中心收容孔1222或者内层周边收容孔1224排布。如此，多根保偏光纤22沿收容孔122紧密排布，并相互保持平行，保证了保偏光纤22在加工过程中的稳定性。在夹持装置12的直径一定的情况下，使得尽可能多的保偏光纤22容纳在夹持装置12内，充分利用了空间并能有效的提高光纤的输出功率。在某些实施方式中，每个收容孔122可单独360度转动。如此，当保偏光纤22插入收容孔122后，可随着收容孔122全方位旋转调整角度，调整范围大，从而可以实现每根保偏光纤22的纤芯222和应力元224都旋转到水平位置，从而保证合束器中每一根保偏光纤22的偏振轴保持一致。在某些实施方式中，每个收容孔122的内径分别与需要夹持的单根保偏光纤22的的外包层226直径相匹配，以使收容孔122夹持保偏光纤22。如此，可以利用收容孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保偏光纤合束器的制作装置，其特征在于，包括：夹持装置，所述夹持装置包括多个可转动的收容孔，每个所述收容孔用于夹持一根保偏光纤；观测装置，所述观测装置用于观测所述保偏光纤的端面以供使用者判断如何转动所述收容孔以改变所述保偏光纤的偏振方向；及测量装置，所述偏振态测量装置用于测量所述保偏光纤输出的偏振光的消光比以判断所述保偏光纤的偏振方向是否相同。

【技术特征摘要】
1.一种保偏光纤合束器的制作装置，其特征在于，包括：夹持装置，所述夹持装置包括多个可转动的收容孔，每个所述收容孔用于夹持一根保偏光纤；观测装置，所述观测装置用于观测所述保偏光纤的端面以供使用者判断如何转动所述收容孔以改变所述保偏光纤的偏振方向；及测量装置，所述偏振态测量装置用于测量所述保偏光纤输出的偏振光的消光比以判断所述保偏光纤的偏振方向是否相同。2.如权利要求1所述的制作装置，其特征在于，所述保偏光纤包括熊猫型、领结型或椭圆包层型结构。3.如权利要求1所述的制作装置，其特征在于，所述夹持装置采用石英玻璃、四氟材料或橡胶材料。4.如权利要求1所述的制作装置，其特征在于，所述多收容孔包括中心收容孔及至少一层周边收容孔，每层所述周边收容孔围绕所述中心收容孔或者内层所述周边收容孔排布。5.如权利要求1所述的制作装置，其特征在于，每个所述收容孔可单独360度转动。6.如权利要求1所述的制作装置，其特征在于，所述收容孔尺寸与所述保偏光纤配合以...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新海，张帆，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44