一种保偏光纤泵浦合束器及其制作装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及纤维激光器领域，具体为一种保偏光纤泵浦合束器及其制作装置，其包括了作为信号输入通道的保偏光纤1、泵浦光纤2，输出光纤，其特征在于：还包括保偏光纤转接纤4，保偏光纤转接纤4通过其模式匹配段3与作为信号输入通道的保偏光纤1进行模式匹配，模式匹配段3一端的纤芯直径与保偏光纤1的纤芯直径相同，数根泵浦光纤2在熔接后的保偏光纤1外部均匀布置。本实用新型专利技术可以解决现有泵浦合束器功率低、应力孔容易损坏，加工时污染环境的问题。

A polarization maintaining fiber pump combiner and its fabrication device

【技术实现步骤摘要】
一种保偏光纤泵浦合束器及其制作装置
本技术涉及纤维激光器领域，具体是一种保偏光纤泵浦合束器及其制作装置。
技术介绍
目前，由光纤器件、光纤、LD元件组成的全光纤激光器已经被广泛运用于各类激光加工、医疗等行业，用户对于大功率激光器的需求也与日俱增。通常而言，激光器的激光是由泵浦光转化而来的，如果泵浦通道过小，那就无法得到高功率激光，而单位面积的石英在传输激光的过程中，存在阈值，所以泵浦光纤及纤芯面积越大，所能传输的功率也就越高。现有技术中，对于非保偏光纤作为纤芯的泵浦光纤合束器，制作成大功率的较为常见，而保偏光纤激光器由于其保偏特性，因而具有更好的应用价值，但由于其存在应力孔，故加工难度较大。通常的保偏光纤泵浦合束器的合束端，采用等径光纤的结构(即泵浦光纤直径与保偏光纤相同，或利用腐蚀方法使两者直径相同)，当保偏光纤直径超过泵浦光纤较多(例如保偏光纤直径大于两倍的泵浦光纤直径时)，加工中容易腐蚀过度造成应力孔损坏而导致其不再具有保偏特性。因此这种结构通常可以制作的保偏光纤直径不超过250μm，同时腐蚀加工的方法还需要利用真空抽气，将石英套管与光纤之间的空气排出，并使用氢氟酸腐蚀光纤，氢氟酸属于强腐蚀化学品，对人体有危害。因而需要寻找一种新型的大功率保偏光纤泵浦合束器的结构，使其便于加工，工艺更加的环保。
技术实现思路
本技术为解决现有技术中，应力孔容易损坏、加工时污染环境、功率存在瓶颈的问题，提出了一种新型的保偏泵浦合束器及其生产设备。一种保偏光纤泵浦合束器包括了作为信号输入通道的保偏光纤1、泵浦光纤2，输出光纤，其特征在于：还包括保偏光纤转接纤4，所述保偏光纤转接纤4设置在作为信号输入通道的保偏光纤1与输出光纤之间，保偏光纤转接纤4通过其模式匹配段3与作为信号输入通道的保偏光纤1进行模式匹配，所述模式匹配段3为保偏光纤转接纤4端部的锥形体，所述锥形体与信号输入通道的保偏光纤1的连接端的直径与作为信号输入通道的保偏光纤1纤芯的直径相同，多根的泵浦光纤2在模式匹配后的保偏光纤1、模式匹配段3及保偏光纤转接纤4外部均匀布置。所述的保偏光纤泵浦合束器，其特征在于：所述泵浦光纤2的数量为六根。一种用于制作所述的保偏光纤泵浦合束器的装置，其特征在于：包括了二氧化碳光纤熔接设备、保偏光纤夹具5、光纤束夹具7、拉锥设备左侧夹具13、胶水固化系统8、加热源9、切割垫板10、拉锥设备右侧夹具11、端面观测系统12、切割刀14；二氧化碳光纤熔接设备用于加热拉伸保偏光纤转接纤4使其形成模式匹配段3并与作为信号输入通道的保偏光纤1进行模式匹配，保偏光纤夹具5夹持匹配后的保偏光纤1，光纤束夹具7夹持由保偏光纤1与泵浦光纤2组成的光纤束6一端，拉锥设备右侧夹具11夹持保偏光纤转接纤4与泵浦光纤2组成的光纤束6的另一端；光纤束夹具7固定于由高精度导轨与支架组成的拉锥设备左侧夹具13上，通过移动拉锥设备左侧夹具13将保偏光纤泵浦合束器拉紧，端面观测系统12用于观察光纤束端面情况，加热源9、切割垫板10、切割刀14放置于光纤合束器周边，用于加热和切割光纤合束器，胶水固化系统8用于注入和固化胶水。所述生产保偏光纤泵浦合束器的装置，其特征在于：所述光纤束夹具7为薄壁金属管、陶瓷套管。所述生产保偏光纤泵浦合束器的装置，其特征在于：所述加热源9为二氧化碳激光器、石墨丝。所述生产保偏光纤泵浦合束器的装置，其特征在于：所述端面观测系统12的放大倍数为十倍以上。所述生产保偏光纤泵浦合束器的装置，其特征在于：所述固化胶水为紫外固化胶水、低流动性热固化胶水。本技术的有益效果在于：本技术相较于现有技术由于采用了拉锥的结构可以有效的保护保偏光纤的应力孔不被破坏，并省去了石英管及抽真空系统便于加工，不需要使用氢氟酸等强腐蚀化学品，使得工艺更环保。产品的保偏光纤尺寸可以覆盖400μm及更粗的尺寸，使其可以承载更高的泵浦功率。附图说明下面结合附图对本技术作进一步详细的说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本技术，并不用于限定本技术。图1.整体结构图；图2.保偏光纤转接及模式匹配；图3.工装夹具对轴；图4.光纤束端面细节；图5.微熔融加热；图6.熔锥切割；图中：1、保偏光纤，2、泵浦光纤；3、模式匹配段，4、保偏光纤转接纤，5、保偏光纤夹具，6、光纤束，7、光纤束夹具，8、胶水固化系统，9、加热源，10、切割垫板，11、拉锥设备右侧夹具，12、端面观测系统，13、拉锥设备左侧夹具，14、切割刀。具体实施方式本技术为解决现有技术无法实现大尺寸保偏光纤泵浦合束器，应力孔容易损坏，加工时污染环境的问题，提出了一种新型的保偏泵浦合束器及其生产设备。本技术所述的一种高功率保偏泵浦光纤合束器，其结构如图2所示，包括了作为信号输入通道的保偏光纤1、泵浦光纤2、模式匹配段3、保偏光纤转接纤4，所述保偏光纤转接纤4的纤芯直径略大于作为信号输入通道的保偏光纤1的纤芯直径，模式匹配段3为对保偏光纤转接纤4的一段纤芯加热扩散及辅助拉伸后产生的锥形部分，模式匹配段3与作为信号输入通道的保偏光纤1连接的部分的纤芯直径与作为信号输入通道的保偏光纤1的纤芯直径相同，模式匹配段3与作为信号输入通道的保偏光纤1模式匹配，数根泵浦光纤2在熔接后的保偏光纤外部均匀布置。泵浦光纤2的数量可以根据需要的功率及保偏光纤与泵浦光纤直径的不同，选择不同的数量，如三根、四根、六根、八根等。为了制作上述保偏光纤泵浦合束器，本技术还提出了一套相应的设备，该设备总体结构如图1所示，包括了二氧化碳光纤熔接设备、保偏光纤夹具5、光纤束夹具7、拉锥设备左侧夹具13、胶水固化系统8、加热源9、切割垫板10、拉锥设备右侧夹具11、端面观测系统12、切割刀14组成。二氧化碳光纤熔接设备放置于系统外部用于加热拉伸保偏光纤转接纤4形成模式匹配段3并与作为信号输入通道的保偏光纤1模式匹配。保偏光纤夹具5夹持匹配后的作为信号输入通道的保偏光纤1，拉锥设备右侧夹具11夹持保偏光纤转接纤4与泵浦光纤2组成的光纤束6，光纤束夹具7夹持作为信号输入通道的保偏光纤1与泵浦光纤2组成的光纤束，并安装于由高精度导轨与支架组成的拉锥设备左侧夹具13上，通过拉锥设备左侧夹具13将光纤合束器拉紧。光纤束夹具7可使用例如薄壁金属套管、陶瓷套管等结构制作。端面观测系统12放置于拉锥设备右侧夹具11端的外侧，用于观察光纤束6端面的情况，端面观测系统12的放大倍数应大于10倍。二氧化碳激光器或石墨丝做成的加热源9、切割垫板10、切割刀14放置于光纤合束器周边，用于加热和切割光纤合束器，胶水固化系统8用于注入和固化胶水，固化胶水可为紫外固化胶水或流动性较低的热固化胶水。使用本技术所述的生产装置可以通过下述步骤生产所述保偏光纤泵浦合束器，其包括了保偏光纤转接及模式匹配、工装夹具对轴、微熔融加热、熔锥切割本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保偏光纤泵浦合束器，包括了作为信号输入通道的保偏光纤(1)、泵浦光纤(2)、输出光纤，其特征在于：还包括保偏光纤转接纤(4)，所述保偏光纤转接纤(4)设置在作为信号输入通道的保偏光纤(1)与输出光纤之间，保偏光纤转接纤(4)通过其模式匹配段(3)与作为信号输入通道的保偏光纤(1)进行模式匹配，所述模式匹配段(3)为保偏光纤转接纤(4)端部的锥形体，所述锥形体与信号输入通道的保偏光纤(1)的连接端的直径与作为信号输入通道的保偏光纤(1)纤芯的直径相同，多根的泵浦光纤(2)在模式匹配后的保偏光纤(1)、模式匹配段(3)及保偏光纤转接纤(4)外部均匀布置。/n

【技术特征摘要】
1.一种保偏光纤泵浦合束器，包括了作为信号输入通道的保偏光纤(1)、泵浦光纤(2)、输出光纤，其特征在于：还包括保偏光纤转接纤(4)，所述保偏光纤转接纤(4)设置在作为信号输入通道的保偏光纤(1)与输出光纤之间，保偏光纤转接纤(4)通过其模式匹配段(3)与作为信号输入通道的保偏光纤(1)进行模式匹配，所述模式匹配段(3)为保偏光纤转接纤(4)端部的锥形体，所述锥形体与信号输入通道的保偏光纤(1)的连接端的直径与作为信号输入通道的保偏光纤(1)纤芯的直径相同，多根的泵浦光纤(2)在模式匹配后的保偏光纤(1)、模式匹配段(3)及保偏光纤转接纤(4)外部均匀布置。


2.根据权利要求1所述的保偏光纤泵浦合束器，其特征在于：所述泵浦光纤(2)的数量为六根。


3.一种用于制作权利要求1或2所述的保偏光纤泵浦合束器的装置，其特征在于：包括了二氧化碳光纤熔接设备、保偏光纤夹具(5)、光纤束夹具(7)、胶水固化系统(8)、加热源(9)、切割垫板(10)、拉锥设备右侧夹具(11)、端面观测系统(12)、拉锥设备左侧夹具(13)、切割刀(14)；二氧化碳光纤熔接设备用于加热拉伸保偏光纤转接纤(4)使其形成模式匹配段(3)并与作为信号输入通道的保...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐呈霖，马云亮，司旭，
申请(专利权)人：上海传输线研究所中国电子科技集团公司第二十三研究所，
类型：新型
国别省市：上海;31