具有毛细管的光纤组合器制造技术

光纤组合器包括毛细管和设置在毛细管内的多个输入光纤。毛细管的第一部分沿着光纤组合器的输出端的第一部分具有第一非零斜率曲线。毛细管的第二部分沿着光纤组合器的输出端的第二部分具有第二非零斜率曲线。第二非零斜率曲线不同于第一非零斜率曲线。率曲线不同于第一非零斜率曲线。率曲线不同于第一非零斜率曲线。

【技术实现步骤摘要】
具有毛细管的光纤组合器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求享有于2022年5月5日提交的题为“用蚀刻毛细管制造的高亮度组合器”的美国专利申请No.63/364,241的优先权。本在先申请的公开内容被认为是本专利申请的一部分，并通过引用并入本专利申请。


[0003]本公开整体涉及光纤组合器和具有毛细管的光纤组合器。

技术介绍

[0004]光纤组合器是高功率光纤激光器的关键部件。光纤组合器组合输入光纤的光以增加由光纤激光器发射的光的总功率。

技术实现思路

[0005]在一些实施方式中，光纤组合器包括：毛细管；以及多个输入光纤，其中：所述多个输入光纤的第一部分沿着所述光纤组合器的输出端的第一部分设置在所述毛细管的第一部分内；所述毛细管的所述第一部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的所述第一部分具有零斜率曲线；所述多个输入光纤的第二部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的第二部分设置在所述毛细管的第二部分内；所述毛细管的所述第二部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的所述第二部分具有第一非零斜率曲线；所述多个输入光纤的第三部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的第三部分设置在所述毛细管的第三部分内；所述毛细管的所述第三部分具有沿着所述光纤组合器的所述输出端的所述第三部分的第二非零斜率曲线，其中所述第二非零斜率曲线不同于所述第一非零斜率曲线；所述多个输入光纤的第四部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的第四部分存在；并且沿着所述光纤组合器的所述输出端的所述第四部分不存在所述毛细管的任何部分。
[0006]在一些实施方式中，光纤组合器包括：毛细管；以及设置在毛细管内的多个输入光纤，其中：毛细管的第一部分沿着光纤组合器的输出端的第一部分具有第一非零斜率曲线；并且毛细管的第二部分具有沿着光纤组合器的输出端的第二部分的第二非零斜率曲线，其中第二非零斜率曲线不同于第一非零斜率曲线。
[0007]在一些实施方式中，一种用于形成光纤组合器的方法包括：将多个输入光纤插入毛细管中；使毛细管的第一部分具有第一非零斜率曲线；以及使毛细管的第二部分具有第二非零斜率曲线。
附图说明
[0008]图1A
‑
1F是本文描述的示例实施方式的图。图1A
‑
1F的全部或部分可能未按比例绘制。
[0009]图2A
‑
2I是用于形成本文所述的光纤组合器的过程的示例性实施方式的图。图2A
‑
2I的全部或部分可能未按比例绘制。
[0010]图3A
‑
3B是与本文所述的毛细管的一部分相关联的示例性实施方式的图。图3A
‑
3B的全部或部分可能未按比例绘制。
[0011]图4是与用于形成本文所述的光纤组合器的过程相关联的示例性实施方式的图。图4的全部或部分可能未按比例绘制。
[0012]图5是与形成具有毛细管的光纤组合器相关联的示例过程的流程图。
具体实施方式
[0013]示例说明书的以下详细实施例参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
[0014]组合器是高功率光纤激光器的关键部件。在许多情况下，组合器将输入光纤布置成束配置，其拼接到输出光纤。在一些情况下，输入光纤以扭转束配置布置，这限制了扭转束配置的锥形长度(例如，以拼接到输出光纤)，从而降低了传输到输出光纤的光的亮度。这种扭转束构造通常也需要复杂的工具。
[0015]在一些情况下，组合器包括未蚀刻的毛细管，其被配置为保持输入光纤束。因为毛细管未被蚀刻，所以光从输入光纤泄漏到毛细管，这降低了传输到输出光纤的光的亮度。毛细管越厚，得到的光亮度越低。作为示例，对于包括未蚀刻、未掺杂的熔融二氧化硅毛细管的常规组合器，常规组合器的输入光纤中的光的数值孔径(NA)是NA
in
；锥度比是TR(例如，毛细管的原始外径与通过使毛细管逐渐变细而形成的毛细管的腰部的外径的比率)；设置在毛细管内的输入光纤束的外径为d；毛细管的外径为D；当光从输入光纤束逸出到毛细管时，亮度劣化为D/D
‑
1。此外，常规组合器的输出光纤中的光的NA(例如，在锥形化之后)是NA
out
＝NA
in
×
TR
×
D/d。因此，毛细管越厚，NA
out
越高，因此亮度劣化越高。
[0016]本文描述的一些实施方式提供了一种光纤组合器(例如，泵浦组合器或泵浦信号组合器)，其改善从光纤组合器发射的组合光束的亮度。在一些实施方式中，光纤组合器包括毛细管和设置在毛细管内的多个输入光纤。毛细管的一部分沿着光纤组合器的输出端的一部分具有第一非零斜率曲线，并且在一些实施方式中，毛细管的另一部分沿着光纤组合器的输出端的另一部分具有第二非零斜率曲线(例如，其不同于第一非零斜率曲线)。在一些实施方式中，沿着光纤组合器的输出端的附加部分存在输入光纤的附加部分，但是不存在毛细管的部分(例如，因为毛细管的该部分被移除，例如由于毛细管的蚀刻)。
[0017]在一些实施方式中，第一非零斜率曲线和/或第二非零斜率曲线是绝热斜率曲线，因此组合光束在传播通过毛细管的对应部分时的泄漏被最小化。此外，多个输入光纤可以沿着光纤组合器的输出端以“直”布置而不是“扭曲”或“缠绕”布置来布置(例如，因为毛细管将多个输入光纤保持在直布置中)。这使得多个输入光纤的锥形长度更长，这增加了从输出光纤发射的组合光束的亮度。这也简化了光纤组合器的形成(例如，因为不需要执行多个输入光纤的扭转和/或缠绕)。
[0018]另外，毛细管的一部分从光纤组合器的输出端移除，从而保留仅具有多个输入光纤的光纤组合器的输出端的一部分。这进一步使组合光束在传播通过光纤组合器的输出端的部分时的泄漏最小化(例如，因为通过毛细管的亮度劣化减小到零)。因此，组合光束在其从光纤组合器发射时的NA被最小化，并且因此组合光束具有比否则将由常规组合器发射的
组合光束的亮度更高的亮度。
[0019]图1A
‑
1F是本文描述的示例实施方式100的图。如图1A
‑
1F所示，示例性实施方式100可以包括光纤组合器102。光纤组合器102可以包括多个输入光纤104和毛细管106。
[0020]多个输入光纤104中的每一个可以包括光纤包层和/或光纤芯。例如，输入光纤104可以包括由光纤包层周向围绕的光纤芯。多个输入光纤104可以被配置为传播(例如，经由多个输入光纤104的相应光纤芯)输入光，使得输入光组合以形成组合光束(例如，在光纤组合器102内)。例如，输入光的部分可以分别由多个光源(例如，多个激光光源，未示出)发射，并且可以分别经由多个输入光纤104传播以组合以形成组合光束。因此，组合光束的功率(例如，光功率)可以大于由多个输入光纤104中的特定输入光纤104传播的输入光的单个部分的功率。
[0021]在一些实施方式中，组合光束可以从光纤组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤组合器，包括：毛细管；以及多个输入光纤，其中：所述多个输入光纤的第一部分沿着所述光纤组合器的输出端的第一部分设置在所述毛细管的第一部分内；所述毛细管的所述第一部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的所述第一部分具有零斜率曲线；所述多个输入光纤的第二部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的第二部分设置在所述毛细管的第二部分内；所述毛细管的所述第二部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的所述第二部分具有第一非零斜率曲线；所述多个输入光纤的第三部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的第三部分设置在所述毛细管的第三部分内；所述毛细管的所述第三部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的所述第三部分具有第二非零斜率曲线，其中所述第二非零斜率曲线不同于所述第一非零斜率曲线；所述多个输入光纤的第四部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的第四部分存在；以及沿着光纤组合器的所述输出端的所述第四部分不存在所述毛细管的任何部分。2.根据权利要求1所述的光纤组合器，其中，所述多个输入光纤的所述第三部分和所述多个输入光纤的所述第四部分各自以融合束配置布置。3.根据权利要求1所述的光纤组合器，其中，所述第二非零斜率曲线是绝热斜率曲线。4.根据权利要求1所述的光纤组合器，其中，所述光纤组合器是泵浦组合器，并且所述多个输入光纤是泵浦光纤。5.根据权利要求1所述的光纤组合器，其中，所述光纤组合器是泵浦信号组合器，并且所述多个输入光纤中的至少一个是信号光纤。6.根据权利要求1所述的光纤组合器，其中，所述多个输入光纤的所述第四部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的所述第四部分具有另一零斜率曲线。7.根据权利要求1所述的光纤组合器，其中，所述多个输入光纤的所述第四部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的所述第四部分具有第三非零斜率曲线。8.根据权利要求1所述的光纤组合器，其中，所述多个输入光纤的所述第四部分连接到输出部件的输出光纤。9.一种光纤组合器，包括：毛细管；以及设置在所述毛细管内的多个输入光纤，其中：所述毛细管的第一部分具有沿着所述光纤组合器的输出端的第一部分的第一非零斜率曲线；以及所述毛细管的第二部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的第二部分具有第二非零斜率曲线，
其中所述第二非零斜率曲线不同于所述第一非零斜率曲线。10.根据权利要求9所述的光纤组合器，其中，沿着所述光纤组合器的所述输出端的第三部分不存在所述毛细管的任何部分。11.根据权利要求9所述的光纤组合器，其中：所述多个输入光纤的第一部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的所述第一部分设置在所述毛细管的所述第一部分内；所述多个输入光纤的第二部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的所述第二部分设置在所述毛细管的所述第二部分内；所述多个输入光纤的第三部分沿着所述光纤组合器的所述输出端的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱功文，孙冠，彭翔，
申请(专利权)人：朗美通经营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：