一种全光纤波长选择装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开的一种全光纤波长选择装置，包括光纤绕盘和盘绕光纤，盘绕光纤盘绕于所述螺旋刻槽区域内，从所述螺旋刻槽区域的最外圈刻槽向最内圈刻槽方向进行盘绕，绕圈的直径逐渐递减，所述盘绕光纤盘绕后采用导热胶予以固定在所述螺旋刻槽区域内；所述盘绕光纤通过所述直线刻槽从所述螺旋刻槽区域中的最外圈螺旋刻槽引出第一尾纤，所述第一尾纤直接与高功率光纤激光器的始端尾纤焊接；所述盘绕光纤通过所述弧线刻槽从所述螺旋刻槽区域中的最内圈螺旋刻槽引出第二尾纤，所述第二尾纤直接与带尾纤的半导体激光器焊接。本实用新型专利技术具有隔离度高、全光纤结构、自由搭配设计和具有方向性等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种全光纤波长选择装置
本技术涉及光纤
，特别是一种全光纤波长选择装置的方法。
技术介绍
随着光纤激光器在科研、工业等领域应用的迅速普及，输出功率也越来越高，可以单根光纤输出几千瓦。常常需要将带尾纤的半导体激光耦合进激光腔内，作为泵浦或指示，但由于高功率光纤激光器高反射腔镜的透射、腔内非线性等影响，在始端的反向信号光功率可以到几十瓦。若直接将反向信号耦合进带尾纤的半导体激光器，反向信号光会直接将半导体激光器打坏，影响系统应用。因此，需要在半导体激光耦合进激光腔的同时，处理掉光纤激光器始端的反向信号光。由于半导体耦合激光与反向信号光的波长不同，现在利用双色镜、高功率隔离器、波分复用器等方法隔离反向信号光，保护前端耦合的半导体激光，但存在隔离度不够、空间结构复杂、器件成本过高等问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对现有半导体激光系统耦合后的反向信号光隔离的上述技术问题，而提供一种全光纤波长选择装置，起到既能传导短波半导体激光，又可以隔离反向光信号进入半导体激光系统的目的，保护短波耦合激光的安全可靠工作。本技术充分利用单模光纤的弯曲损耗与波长及弯曲半径的关系，光纤损耗随弯曲半径减小而增大，随工作波长的增大而增大，当信号光波长与半导体激光波长差超过250nm时，光纤弯曲损耗差别明显，特别是当弯曲半径在某一临界值附近时，短波损耗仍然较小，但长波损耗急剧增加，不同波长的损耗系数差可以大于200dB/m,文章“单模光纤弯曲损耗与波长及弯曲半径的关系”具体研究了单模光纤弯曲损耗与波长及弯曲半径的关系。本技术充分利用单模光纤弯曲损耗与波长及弯曲半径的关系，结合实验测量结果，设计一种全光纤波长选择装置，传导短波半导体激光，损耗隔离反向信号光，使隔离度大于50dB，保护短波耦合激光的安全可靠工作。区别于现有技术的弯曲具有较大芯径光纤以增大衰减高阶模，输出基模的方法，本技术具有波长选择性，起到既能传导短波半导体激光，又能隔离其他波长的信号光的目的。本技术所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：一种全光纤波长选择装置，包括:一个光纤绕盘，所述光纤绕盘具有相对的第一面和第二面，在所述光纤绕盘第一面设置有一圆圈光面区域、一螺旋刻槽区域、一直线刻槽和一弧线刻槽，所述圆圈光面区域位于所述光纤绕盘第一面的中间位置，所述螺旋刻槽区域环绕在所述圆圈光面区域外，所述螺旋刻槽区域的刻槽从内圈到外圈绕圈直径逐渐增加，所述直线刻槽的内端与所述螺旋刻槽区域中的最外圈螺旋刻槽末端连接，所述弧线刻槽的内端与所述螺旋刻槽区域中的最内圈螺旋刻槽末端连接；所述光纤绕盘的第二面为光面区域，固定在散热板上；一盘绕光纤，所述盘绕光纤盘绕于所述螺旋刻槽区域内，从所述螺旋刻槽区域的最外圈刻槽向最内圈刻槽方向进行盘绕，绕圈的直径逐渐递减，所述盘绕光纤盘绕后采用导热胶予以固定在所述螺旋刻槽区域内；所述盘绕光纤通过所述直线刻槽从所述螺旋刻槽区域中的最外圈螺旋刻槽引出第一尾纤，所述第一尾纤直接与高功率光纤激光器的始端尾纤焊接；所述盘绕光纤通过所述弧线刻槽从所述螺旋刻槽区域中的最内圈螺旋刻槽引出第二尾纤，所述第二尾纤直接与带尾纤的半导体激光器焊接。在本技术的一个优选实施例中，所述盘绕光纤为单模光纤。在本技术的一个优选实施例中，所述单模光纤为对应于638nm指示半导体激光器的单模光纤。在本技术的一个优选实施例中，所述光纤绕盘中的螺旋刻槽区域最内圈螺旋刻槽的直径为15mm～30mm，所述光纤绕盘中的螺旋刻槽区域最外圈螺旋刻槽的直径为60mm～300mm，所述光纤绕盘中的螺旋刻槽区域中的螺旋刻槽圈数大于20圈。在本技术的一个优选实施例中，所述光纤绕盘为金属光纤绕盘。在本技术的一个优选实施例中，所述光纤绕盘的中心和四周设置有若干固定孔，所述光纤绕盘的第二面通过所述固定孔安装在所述散热板上。本技术是利用光纤弯曲损耗与波长及弯曲半径关系的一种设计方法，设计一种全光纤波长选择装置，根据实际应用的反向信号光和半导体激光的波长及差别，选择光纤并设计光纤绕盘的内圈直径、外圈直径、绕盘圈数。光纤需要选择相应的短波半导体激光波长的单模光纤，根据光纤弯曲损耗与波长及弯曲半径的关系的理论和实验结果，设计合适的内外圈半径和绕盘圈数，使装置对应的短波损耗小于0.5dB，对应的长波损耗大于50dB。本技术采用较大的外圈可以有效损耗反向信号光耦合进光纤装置的包层模式，较小的内圈利用弯曲损耗使反向信号光耦合进光纤装置的单模传输的功率逐渐损耗，装置使大功率的反向信号光功率从外圈到内圈逐渐衰减损耗利于散热。本技术的光纤绕盘通过紧固件固定在散热盘上，光纤绕盘的第二面与散热盘接触，使盘绕光纤损耗反向信号光功率的热量及时散除，保护盘绕光纤。如果反向信号光功率大，损耗热量高，不排除使用水冷板散热。由于采用了如上的技术方法，本技术具有如下优点：1.隔离度高。按本技术的方法合理设计，可以对反向光信号的隔离损耗大于50dB，起到既能传导短波半导体激光，又隔离反向信号光，保护短波耦合激光的安全可靠工作。2.全光纤结构。光纤两端可以直径跟带尾纤半导体激光和光纤激光器始端熔接，结构简单可靠，成本低。3.自由搭配设计。根据此方法，可以设计多种不同波长组合的反向光信号的保护或滤波，但不限于应用反向光信号的保护，可以根据不同应用需求，设计本技术的波长选择装置。4.具有方向性，外圈引出光纤与光纤激光器始端熔接，使大功率的反向信号光功率从外圈到内圈逐渐衰减损耗，利于散热，保护光纤。附图说明图1为本技术全光纤波长选择装置的结构示意图。具体实施方式参见图1，图中给出的一种全光纤波长选择装置，包括一金属光纤绕盘100和一根盘绕光纤200。金属光纤绕盘100具有相对的第一面110和第二面(图中未示出)，在金属光纤绕盘100的第一面110设置有一圆圈光面区域111、一螺旋刻槽区域112、一直线刻槽113和一弧线刻槽114，圆圈光面区域111位于金属光纤绕盘100的第一面110的中间位置，螺旋刻槽区域112环绕在圆圈光面区域111外，螺旋刻槽区域112的刻槽从内圈到外圈绕圈直径逐渐增加，直线刻槽113的内端与螺旋刻槽区域112中的最外圈螺旋刻槽末端连接，弧线刻槽114的内端与螺旋刻槽区域112中的最内圈螺旋刻槽末端连接。盘绕光纤200盘绕于光纤绕盘100的螺旋刻槽区域112内，从外圈向内圈盘绕，绕圈直径逐渐递减，然后导热胶300固定。盘绕光纤200通过直线刻槽区113从螺旋刻槽区域112的最外圈刻槽引出尾纤210，通过一段弧形刻槽区114从螺旋刻槽区域112的最内圈刻槽引出尾纤220。金属光纤绕盘100的中心和四周设置有若干固定孔115，金属光纤绕盘100的第二面通过这些固定孔安装在散热板上并紧密接触散热板。在用于同轴指示光耦合工业光纤激光器的实施实例中，隔离反向信号光的实施过程中，本技术的盘绕光纤选择对应的指示半导体激光器(638nm)的单模光纤。金属光纤绕盘100的螺旋刻槽区域112的最内圈螺旋刻槽直径为15mm—30mm，最外圈螺旋刻槽的直径设计为60mm—100mm，螺旋刻槽圈数大于20圈。盘绕光纤200从螺旋刻槽区域112的最外圈螺旋刻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全光纤波长选择装置，其特征在于，包括:一个光纤绕盘，所述光纤绕盘具有相对的第一面和第二面，在所述光纤绕盘第一面设置有一圆圈光面区域、一螺旋刻槽区域、一直线刻槽和一弧线刻槽，所述圆圈光面区域位于所述光纤绕盘第一面的中间位置，所述螺旋刻槽区域环绕在所述圆圈光面区域外，所述螺旋刻槽区域的刻槽从内圈到外圈绕圈直径逐渐增加，所述直线刻槽的内端与所述螺旋刻槽区域中的最外圈螺旋刻槽末端连接，所述弧线刻槽的内端与所述螺旋刻槽区域中的最内圈螺旋刻槽末端连接；所述光纤绕盘的第二面为光面区域，固定在散热板上；一盘绕光纤，所述盘绕光纤盘绕于所述螺旋刻槽区域内，从所述螺旋刻槽区域的最外圈刻槽向最内圈刻槽方向进行盘绕，绕圈的直径逐渐递减，所述盘绕光纤盘绕后采用导热胶予以固定在所述螺旋刻槽区域内；所述盘绕光纤通过所述直线刻槽从所述螺旋刻槽区域中的最外圈螺旋刻槽引出第一尾纤，所述第一尾纤直接与高功率光纤激光器的始端尾纤焊接；所述盘绕光纤通过所述弧线刻槽从所述螺旋刻槽区域中的最内圈螺旋刻槽引出第二尾纤，所述第二尾纤直接与带尾纤的半导体激光器焊接。

【技术特征摘要】
1.一种全光纤波长选择装置，其特征在于，包括:一个光纤绕盘，所述光纤绕盘具有相对的第一面和第二面，在所述光纤绕盘第一面设置有一圆圈光面区域、一螺旋刻槽区域、一直线刻槽和一弧线刻槽，所述圆圈光面区域位于所述光纤绕盘第一面的中间位置，所述螺旋刻槽区域环绕在所述圆圈光面区域外，所述螺旋刻槽区域的刻槽从内圈到外圈绕圈直径逐渐增加，所述直线刻槽的内端与所述螺旋刻槽区域中的最外圈螺旋刻槽末端连接，所述弧线刻槽的内端与所述螺旋刻槽区域中的最内圈螺旋刻槽末端连接；所述光纤绕盘的第二面为光面区域，固定在散热板上；一盘绕光纤，所述盘绕光纤盘绕于所述螺旋刻槽区域内，从所述螺旋刻槽区域的最外圈刻槽向最内圈刻槽方向进行盘绕，绕圈的直径逐渐递减，所述盘绕光纤盘绕后采用导热胶予以固定在所述螺旋刻槽区域内；所述盘绕光纤通过所述直线刻槽从所述螺旋刻槽区域中的最外圈螺旋刻槽引出第一尾纤，所述第一尾纤直接与高功率光纤激光器的始端尾纤焊接；所述盘...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘进辉，丁建武，
申请(专利权)人：光惠上海激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31