本发明专利技术公开了一种带有包层的多模光纤耦合装置，包括具有包层的多模光纤以及待耦合光纤，所述多模光纤的包层与所述待耦合光纤在耦合区处并排紧密贴合设置，其中所述多模光纤位于耦合区的部分包括由端部向内逐渐变宽的锥形部分、以及与锥形部分的锥形底部平滑相连的一段直光纤部分，所述多模光纤锥形部分的包层由锥形底部向锥形顶部逐渐变薄设置；其中，所述待耦合光纤与多模光纤包层紧密贴合部分的折射率与所述多模光纤纤芯的折射率相近或相等并都大于所述多模光纤包层的折射率，形成折射率沟槽。本发明专利技术泵浦光纤中的光波经过耦合区的三个耦合部分高效的传播进入到待耦合光纤中，实现了从泵浦光纤到待耦合光纤的高效率耦合。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光
，尤其涉及一种带有包层的多模光纤耦合装置。
技术介绍
光纤激光器由于其高功率、高效率和高亮度等优点，在工业、医学等领域有着广泛的应用。更高的功率输出是光纤激光器的一个发展方向。然而，决定光纤激光器输出功率水平的一个重要因素是进入增益光纤的泵浦功率水平。泵浦耦合的方法有端面泵浦耦合和侧面泵浦耦合。对于端面泵浦耦合通常需要对待耦合光纤进行截断处理，可以实现泵浦光高效耦合，但是直接影响信号光的耦合效率。对于侧面泵浦耦合，现在较为成熟的技术有SPI公司的GT-Wave技术(美国专利US7，660，034 B2)，以及与之类似的中国专利:《双包层激光光纤及其激光稱合方法》(申请号:201010585503.1)和《放大器或光纤激光器的光纤率禹合器》(申请号=200980152731.5)。均将去除包层的泵浦光纤与待耦合紧密接触，利用倏逝波，将泵浦光从泵浦光纤耦合进入待耦合光纤，但是方法需要将泵浦光纤包层去除。此外，光纤熔锥侧面耦合方式(熔锥型侧面泵浦耦合器的研究，应用光学，Vol 32 N0.3)，将泵浦光纤和待耦合光纤紧密接触并高温熔锥，通过锥区实现耦合，但是此方法需要对待耦合光纤拉锥，将会破坏待耦合光纤纤芯。中国专利《一种双包层光纤激光器的泵浦耦合结构》(申请号:200810072098.6)，《双包层光纤侧面泵浦合束器》(申请号=200920132578.7)，《一种高功率侧面泵浦光纤耦合器》(申请号=201110093796.6)以及《一种大功率光纤激光器的侧面耦合器及制作方法》(申请号=201010537142.3)，在耦合器制作过程中，均需要对泵浦的多模光纤端面进行角度磨抛处理，在耦合部分多模光纤纤芯直接与待耦合光纤接触，无保护层，导致双包层光纤的纤芯中产生的小角度激光容易反向耦合进入泵浦光纤，可能造成与泵浦光纤连接的激光二极管泵浦源毁坏。并且这些耦合器，制作过程较为复杂。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是:提供一种带有包层的多模光纤耦合装置。( 二 )技术方案为解决上述问题，本专利技术提供了一种带有包层的多模光纤耦合装置，包括具有包层的多模光纤以及待耦合光纤，所述多模光纤的包层与所述待耦合光纤在耦合区处并排紧密贴合设置，其中所述多模光纤位于耦合区的部分包括由端部向内逐渐变宽的锥形部分、以及与锥形部分的锥形底部平滑相连的一段直光纤部分，所述多模光纤锥形部分的包层由锥形底部向锥形顶部逐渐变薄设置；其中，所述待耦合光纤与多模光纤包层紧密贴合部分的折射率与所述多模光纤纤芯的折射率相近或相等并都大于所述多模光纤包层的折射率，形成折射率沟槽。优选地，所述待耦合光纤具有包层或没有包层。优选地，所述待耦合光纤具有纤芯或没有纤芯。优选地，所述待耦合光纤具有纤芯，所述待耦合光纤为可以产生激光的光纤，所述待耦合光纤的纤芯为掺有产生激光离子的纤芯。优选地，所述待耦合光纤具有纤芯，所述待耦合光纤的纤芯掺有不产生激光的高折射率材料物质。优选地，所述待稱合光纤为具有微结构的光子晶体光纤。优选地，所述待耦合光纤为保偏光纤或非保偏光纤。优选地，所述多模光纤的包层与待耦合光纤紧密贴合的方式包括胶粘、激光焊接、超声熔接、热熔接、或直接施加压力。(三)有益效果本专利技术采用带包层的多模光纤作为耦合光纤实现光波耦合的方法，通过三个耦合部分实现光波的高效耦合，无需对待耦合光纤进行处理，不破坏待耦合光纤结构，可以应用于大模场光纤、保偏光纤和光子晶体光纤。此外，在耦合区有折射率沟槽可以防止待耦合光纤中传输的低价模式反向耦合进入多模光纤。另外，带包层的多模光纤在非耦合区有包层保护，使采用此方法制作的耦合器具有很高的可靠性和稳定性。附图说明图1a和Ib分别为本专利技术实施例一多模光纤和耦合装置的结构原理图；图2为本专利技术光纤角度与穿透深度之间的关系曲线图；图3为本专利技术多模光纤与待耦合光纤之间形成的折射率沟槽示意图；图4a和4b为本专利技术不同的折射率沟槽深度对传输的影响示意图；图5a和5b分别为本专利技术实施例二多模光纤和耦合装置的结构原理图；图6a为本专利技术采用保偏光纤作为待耦合光纤的实施例三的结构图；图6b为图6a中A-A处的剖视图；图7a为本专利技术采用多根多模光纤耦合的实施例四的结构图；图7b为图7a中B-B处的剖视图；其中，1:包层；2:多模光纤,3:光波,4:锥形部分；5:待稱合光纤；6:稱合区；7:第一段耦合区；8:第二段耦合区；9:第三段耦合区；14:应力结构。具体实施例方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明如下。实施例一:如图1a和Ib所示，一种带有包层的多模光纤耦合装置，包括具有包层I的多模光纤2以及待耦合光纤5，所述多模光纤2的包层I与所述待耦合光纤5在耦合区6处并排紧密贴合设置，其中所述多模光纤2位于耦合区6的部分包括由端部向内逐渐变宽的锥形部分4、以及与锥形部分4的锥形底部平滑相连的一段直光纤部分，所述多模光纤2锥形部分4的包层I由锥形底部向锥形顶部逐渐变薄设置；其中，所述待耦合光纤5与多模光纤2包层I紧密贴合部分的折射率与所述多模光纤2纤芯的折射率相近或相等并都大于所述多模光纤2包层I的折射率，形成折射率沟槽。由于折射率沟槽的存在，使待耦合光纤中传输的小角度激光无法反向耦合进入泵浦光纤，对泵浦LD起到保护作用。由于多模光纤2和待耦合光纤5中存在一个折射率沟槽，因此本实施例耦合装置的特性是光波穿透折射率沟槽，由作为泵浦光纤的多模光纤2耦合进入待耦合光纤5，其本质基于倏逝波穿透效应。其中，倏逝波波动方程为:权利要求1.一种带有包层的多模光纤耦合装置，包括具有包层(I)的多模光纤(2)以及待耦合光纤(5),其特征在于,所述多模光纤(2)的包层(I)与所述待稱合光纤(5)在稱合区(6)处并排紧密贴合设置，其中所述多模光纤(2)位于耦合区(6)的部分包括由端部向内逐渐变宽的锥形部分(4)、以及与锥形部分(4)的锥形底部平滑相连的一段直光纤部分，所述多模光纤(2)锥形部分(4)的包层(I)由锥形底部向锥形顶部逐渐变薄设置；其中，所述待耦合光纤(5)与多模光纤(2)包层(I)紧密贴合部分的折射率与所述多模光纤(2)纤芯的折射率相近或相等并都大于所述多模光纤(2)包层(I)的折射率，形成折射率沟槽。2.如权利要求1所述的带有包层的多模光纤耦合装置，其特征在于，所述待耦合光纤(5)具有包层或没有包层。3.如权利要求1所述的带有包层的多模光纤耦合装置，其特征在于，所述待耦合光纤(5)具有纤芯或没有纤芯。4.如权利要求1所述的带有包层的多模光纤耦合装置，其特征在于，所述待耦合光纤(5)具有纤芯，所述待耦合光纤(5)为可以产生激光的光纤，所述待耦合光纤(5)的纤芯为掺有产生激光离子的纤芯。5.如权利要求1所述的带有包层的多模光纤耦合装置，其特征在于，所述待耦合光纤(5)具有纤芯，所述待耦合光纤(5)的纤芯掺有不产生激光的高折射率材料物质。6.如权利要求1所述的带有包层的多模光纤耦合装置，其特征在于，所述待耦合光纤(5)为具有微结构的光子晶体光纤。7.如权利要求1所述的带有包层的多模光纤耦合装置，其特征在于，所述待耦合光纤(5)为保偏光纤或非保偏光纤。8.如权利要求1所述的带有包层的多模光纤耦合装置，其特本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带有包层的多模光纤耦合装置，包括具有包层(1)的多模光纤(2)以及待耦合光纤(5)，其特征在于，所述多模光纤(2)的包层(1)与所述待耦合光纤(5)在耦合区(6)处并排紧密贴合设置，其中所述多模光纤(2)位于耦合区(6)的部分包括由端部向内逐渐变宽的锥形部分(4)、以及与锥形部分(4)的锥形底部平滑相连的一段直光纤部分，所述多模光纤(2)锥形部分(4)的包层(1)由锥形底部向锥形顶部逐渐变薄设置；其中，所述待耦合光纤(5)与多模光纤(2)包层(1)紧密贴合部分的折射率与所述多模光纤(2)纤芯的折射率相近或相等并都大于所述多模光纤(2)包层(1)的折射率，形成折射率沟槽。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：巩马理，肖起榕，闫平，张海涛，柳强，黄磊，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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