光纤、光纤包层功率滤除器、光纤激光器及光纤制备方法技术

本申请公开了光纤、光纤包层功率滤除器、光纤激光器及光纤制备方法，其中该光纤包括纤芯和内包层，内包层具有第一折射率，内包层用于反射传输泵浦光，纤芯用于传输激光且吸收泵浦光，其中内包层内形成有滤除窗，滤除窗具有第二折射率，第一折射率与第二折射率相异，滤除窗用于将内包层内残留的泵浦光从内包层沿滤除窗折射导出。上述方式能够降低残留的泵浦光对光纤可靠性和稳定性的影响，并且不需要对内包层结构进行打孔、腐蚀等破坏性操作，能够确保内包层结构完整性，进而能够确保光纤的强度。

Fiber, fiber cladding power filter, fiber laser and fiber preparation method

【技术实现步骤摘要】
光纤、光纤包层功率滤除器、光纤激光器及光纤制备方法
本申请涉及光纤激光
，特别涉及光纤、光纤包层功率滤除器、光纤激光器及光纤制作方法。
技术介绍
光纤激光器是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，具有电光转换效率高、光束质量好、体积小、维护成本低等优点而广泛应用于激光3D打印、激光焊接、激光清洗等领域。光纤激光器分为脉冲光纤激光器和连续光纤激光器，连续光纤激光器一般采用连续光纤谐振器直接输出或者连续光纤谐振腔种子+光纤放大的方式输出；脉冲光纤激光器的光路一般采用调Q光纤谐振腔种子+光纤放大或者调制半导体激光种子+光纤放大的方式。光纤放大光路一般都是以光纤谐振腔或半导体激光为种子光源，放大器中有源光纤对注入的种子光再进一步放大。光纤谐振腔包括高反光栅、低反光纤、有源光纤，这一对高低反光栅选择特定波长的光，有源光纤则对该特定波长的光进行振荡放大并输出激光。位于内包层的泵浦光并不能被有源光纤的纤芯全部吸收，所以仍有一小部分的泵浦光残留在光纤内包层中，该残留泵浦光会影响激光器的稳定性和光学性能。
技术实现思路
本申请提供光纤、光纤包层功率滤除器、光纤激光器及光纤制作方法，以解决光纤内包层残留泵浦光的技术问题。为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是提供一种光纤，包括：光纤，该光纤包括纤芯和内包层，内包层包覆纤芯，内包层具有第一折射率，内包层用于反射传输泵浦光，纤芯用于传输激光且吸收泵浦光，其中内包层内形成有滤除窗，滤除窗具有第二折射率，第一折射率与第二折射率相异，滤除窗用于将内包层内残留的泵浦光从内包层沿所述滤除窗折射导出。为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种光纤包层功率滤除器，该光纤包层功率滤除器包括：壳体以及上述本申请提供的光纤。为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种光纤激光器，该光纤激光器包括上述本申请提供的光纤包层功率滤除器。为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种光纤制作方法，该方法包括：提供一光纤；去除光纤局部区域的涂覆层和外包层以裸露出包覆纤芯的内包层；对内包层进行光刻处理以在内包层内形成滤除窗，其中，滤除窗的折射率与内包层的折射率相异，滤除窗用于将内包层内残留的泵浦光导出。本申请的有益效果是：通过在内包层内形成滤除窗，使得内包层的第一折射率n1与滤除窗的第二折射率n2相异，从而能够将内包层中残留的泵浦光通过滤除窗折射导出，而使得残留的泵浦光不在内包层中继续传输，因此能够降低残留的泵浦光对光纤可靠性和稳定性的影响，并且不需要对内包层结构进行打孔、腐蚀等破坏性操作，能够确保内包层结构完整性，进而能够确保光纤的强度。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，其中：图1是现有光纤一实施例的结构示意图；图2是本申请光纤一实施例的结构示意图；图3是图2中区域A的局部放大示意图；图4是图3中区域B的局部放大示意图；图5是本申请光纤另一实施例的结构示意图；图6是本申请光纤又一实施例的结构示意图；图7是本申请光纤包层功率滤除器一实施例的结构示意图；图8是图7中区域M的局部放大示意图；图9是本申请光纤激光器一实施例的结构示意图；图10是本申请光纤制作方法一实施例的流程示意图；图11是现有光纤一实施例的结构示意图；图12是现有光纤剥除局部区域涂覆层和外包层后一实施例的结构示意图；图13是本申请光纤一实施例的结构示意图；图14是本申请光纤制作方法另一实施例的流程示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一件分实施例，而不是全件的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。光纤激光器一般是使用双包层光纤进行包层泵浦，如图1所示，双包层光纤由中心到外层可依次包括纤芯10、内包层20、外包层30以及涂覆层40。纤芯10用于传输激光。内包层20可以是由硅玻璃制成，起到约束纤芯10中传播的激光的作用，以及泵浦光的多模波导的作用。内包层20的NA(NumericalAperture，数值孔径)较大，所以在内包层20中传播的泵浦光的功率密度低。因此，用大功率多模LD可以进行高效泵浦。外包层30由低折射率聚合物(树脂材料)制成，相对泵浦光起到包层的作用。因为需要内包层20的NA要高，所以内包层20和外包层30的折射率差做得比较高。双包层光纤的纤芯10中掺Yb3+等稀土类离子时，横穿过纤芯10的泵浦光对纤芯10中的稀土类离子进行泵浦，信号光得到放大(泵浦光到信号放大光的能量转换)。放大的信号光被约束在内包层20，在低NA和截面积小的纤芯10中传播。这时因为纤芯10的NA较低，信号放大光中的高次模得到抑制。NA和截面积小的纤芯10中放射出的光信号放大拥有良好的光束品量和良好的聚光特性。由于光纤纤芯10的吸收系数和长度有限，在泵浦光注入光纤纤芯10后，泵浦光的光强虽然呈指数衰减，但是仍有部分泵浦光无法被纤芯10吸收。由于光纤内包层20和纤芯10的NA有较大差异，残留的泵浦光发散角远大于纤芯10的发散角，因此将会降低光纤输出激光信号的稳定性和激光光束质量等。在一些应用场景中，可以在内包层20的外表面涂覆一层光学胶，从而通过光学胶将内包层20中的泵浦光导出，但是上述方法对胶的匹配要求高，容易导致光学胶处的温度急剧升高，容易对光纤以及后续应用造成影响，并且该方式制作工艺难度大，还增加了整根光纤的厚度。另外，还可以通过化学腐蚀或者超快激光打孔等方式作用在内包层20上，对内包层20进行破坏性的腐蚀和打孔，从而破坏内包层20外表面的结构，但是上述方式容易导致光纤变脆，进而容易导致光纤断裂，容易对光纤的可靠性造成影响。因此，本申请提供多种光纤实施例，一并参阅图2和图3，该光纤100包括纤芯10、内包层20、外包层30、涂覆层40和滤除窗60。继续结合参阅图2和图3，内包层20包覆纤芯10，内包层20具有第一折射率n1用于反射传输泵浦光50。纤芯10用于传输激光且吸收泵浦光50。其中，内包层20可以为硅酸铅玻璃或者掺杂其它元素的材质等。内包层20内形成有滤除窗60。滤除窗60可以是朝向纤芯10一侧。可以理解，滤除窗60可以是相对纤芯10周向分布。滤除窗60在纤芯10的轴向方向上可以是一组或者多组间隔分布，当沿纤芯10的轴向方向的数量为多组间隔分布时，从整体上看，轴线方向上的多组滤除窗60形成了一定长度的滤除区段61。滤除窗60具有第二折射率n2。第一折射率n1与第二折射率n2相异，例如，第一折射率n1可以是小于第二折射率n2，当然第一折射率n1也可以是小于第二折射率n2，只要能够使得内包层20中残留的泵浦光50无法继续在内包层20内反射传输即可。滤除窗60用于将内包层20内残留的泵浦光50从内包层20沿滤除窗60折射导出。由于第二折射率n2大于第一折射率n1，因此，内包层20中残留的泵浦光50遇到滤除窗6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤，其特征在于，所述光纤包括纤芯和内包层，所述内包层包覆所述纤芯，所述内包层具有第一折射率，所述内包层用于反射传输泵浦光，所述纤芯用于传输激光且吸收所述泵浦光，其中所述内包层内形成有滤除窗，所述滤除窗具有第二折射率，所述第一折射率与所述第二折射率相异，所述滤除窗用于将所述内包层内残留的泵浦光从所述内包层沿所述滤除窗折射导出。

【技术特征摘要】
1.一种光纤，其特征在于，所述光纤包括纤芯和内包层，所述内包层包覆所述纤芯，所述内包层具有第一折射率，所述内包层用于反射传输泵浦光，所述纤芯用于传输激光且吸收所述泵浦光，其中所述内包层内形成有滤除窗，所述滤除窗具有第二折射率，所述第一折射率与所述第二折射率相异，所述滤除窗用于将所述内包层内残留的泵浦光从所述内包层沿所述滤除窗折射导出。2.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述滤除窗还包括沿所述内包层的径向阶梯逐渐增大的第三折射率、第四折射率……第N折射率。3.根据权利要求2所述的光纤，其特征在于，所述滤除窗为多组，多组所述滤除窗之间的间隔距离沿所述光纤纤芯传输激光的方向逐渐减小或者保持不变。4.根据权利要求3所述的光纤，其特征在于，每一组所述滤除窗为沿所述内包层的周向间隔环绕设置的多个离散块或者所述滤除窗为沿所述内包层的周向形成的连续环状圈。5.根据权利要求4所述的光纤，其特征在于，所述滤除窗靠近所述内包层的外侧面，且所述滤除窗与所述纤芯之间具有预设距离。6.一种光纤包层功率滤除器，其特征在于，包括：壳体；如权利要求1-5中任一项所述的光纤；所述光纤穿设所述壳体，所述滤除窗位于所述壳体内。7.根据权利要求6所述的光纤包层功率滤除器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：超亮芳，顾丰，蒋麟，王军营，
申请(专利权)人：深圳联品激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44