侧泵浦光纤、侧泵浦光纤制造方法和使用其的光学装置制造方法及图纸

提供了一种侧泵浦光纤和一种制造侧泵浦光纤的方法。多个泵浦光纤可以在不同位置连接至信号光纤侧。该方法包括在泵浦（或侧泵浦）光纤中形成纵向、锥状、凹形的口袋切口，将信号光纤插入口袋切口，接着将侧泵浦光纤在口袋切口处耦合至中心光纤。作为实例，可使用上述方法和侧泵浦光纤制造光学放大器和激光器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】侧泵浦光纤、侧泵浦光纤制造方法和使用其的光学装置相关申请的交叉参考本申请基于35USC119（e）要求2011年2月3日提交的美国临时专利申请61/439,124、名称为SIDEPUMPFIBER,METHODOFMAKINGSAME,ANDOPTICALDEVICESUSINGSAME的优先权，其全部通过引用结合于此。
本专利技术的概念涉及光纤领域，以及更具体地涉及包层泵浦光纤领域。
技术介绍
典型的包层泵浦光纤装置包括单模纤芯和多个包层。包围纤芯的内包层通常是具有大横截面积（相对于纤芯）和高数值孔径（NA）的石英包层。其通常是非圆形的（例如，是矩形或星形），以确保内包层模将良好地与纤芯重叠。外包层通常由低折射率聚合物构成。纤芯的折射率大于内包层的折射率，内包层的折射率大于外包层的折射率。包层泵浦光纤的主要优势在于其能够在单模光纤中将来自低亮度光源的光转换成高亮度的光。由于其大横截面积和高NA，来自低亮度光源（诸如二极管阵列）的光可以被耦合进内包层。在包层泵浦激光器或放大器中，纤芯掺杂有诸如Er的稀土。包层中的光与纤芯交互，并被稀土掺杂物吸收。如果光信号通过泵浦纤芯，其将被放大。或者，如果提供光反馈（例如通过提供光栅的光学谐振腔），包层泵浦光纤将以反馈波长起到激光振荡器的作用。授予DiGiovanni等人的美国专利No.5,864,644教导了光从多个半导体发射器经由熔接至包层泵浦光纤的锥状光纤束耦合至包层泵浦光纤。各个半导体板带发射器可以被耦合进各个多模光纤。各个光纤可以紧密堆积成形的方式束在一起，加热至熔融温度，拉伸成锥状，并接着熔接至包层泵浦光纤。该锥状物接着被涂覆诸如低折射率聚合物的包层材料。另外，包含单模芯的光纤可被包含在光纤束中。单模芯可被用来将光耦合进或耦合出包层泵浦光纤的单模芯。图1至图5示出用来制造侧泵浦光纤的现有方法，其与美国专利No.5,864,644一致。在该实例中，9个外光纤A与中心信号光纤组合。更特别地，图1示出了9个200/220μm(0.22NA)泵浦光纤A围绕420μm芯棒B（其用作间隔物）设置。使用现有的抛光机器C对9个光纤A的端部进行抛光，以产生平面—或者是具有相同长度的光纤，见图2。在图3中，9个光纤A的经过抛光端部被连结至熔融石英细管D。细管是中空的，且具有405μm的内径和900μm的外径。在图4中，细管通过氢氟酸进行锥化，直到内径和外径大致相同。在该步骤之前，可将塞子插入中空细管D的中心，以使椎体从外径到内径在塞子E处。细管D因此可被用作合成器。在图5中，塞子E被去除，且400μm的信号光纤F被插入穿过细管D的中空中心，并穿过9个外部光纤A。结果，9个外光纤A围绕中心信号光纤F。来自外光纤A的泵浦激光被侧泵入细管（或合成器）D内的信号光纤F。光学上，其能够很好地工作。然后，对于每个泵浦光纤A，在合成器D处存在两个（2）连接点，泵浦光纤A至合成器D和合成器D到信号光纤F。每个连接点均经历一些光损失，并产生热量。由于来自9个不同源光纤A的光被泵入在合成器D处的单个光纤F，在合成器D中有多个连接点，全部产生热量。这样将在合成器D中形成热点。另外，这一方法是不可特别扩展的，因此，仅仅固定数目的泵浦光纤A可与这样的合成器D一起使用。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种制造侧泵浦光纤设备的方法。该方法包括：在泵浦光纤中制造一纵向、锥状、凹形的口袋切口（pocketcut），将信号光纤插入该口袋切口，并将该泵浦光纤的口袋切口耦合至信号光纤，例如，信号光纤的包层。在不同实施例中，该方法可进一步包括通过对多个泵浦光纤中的每个泵浦光纤重复上述方法步骤，将多个泵浦光纤耦合至信号光纤。在不同实施例中，该方法可进一步包括将多个泵浦光纤中的至少两个泵浦光纤沿信号光纤的长度方向在不同位置耦合至信号光纤。在不同实施例中，耦合可以包括将泵浦光纤在口袋切口处熔接至信号光纤的包层。在不同实施例中，信号光纤可以是单模光纤。在不同实施例中，该方法可进一步包括在与泵浦光纤耦合时保持信号光纤的直径恒定。在不同实施例中，该方法可以包括以大于0度但不大于约10度的口袋切口角度制作口袋切口。在不同实施例中，该方法可进一步包括以约2度的口袋切口角度制作口袋切口。在不同实施例中，该方法可进一步包括将口袋切口制作成轻微偏轴的凹形切口。在不同实施例中，该方法可进一步包括制作长度大于0mm并不大于约10mm的长度的口袋切口。在不同实施例中，该方法可进一步包括通过使用CO2激光器切割泵浦光纤来制作口袋切口。在不同实施例中，该方法可进一步包括通过使用金刚石绳锯切割泵浦光纤来制作口袋切口。根据本专利技术的另一方面，提供了一种制造侧泵浦光纤设备的方法。该方法包括：在多个泵浦光纤中制造纵向、锥状、凹形口袋切口，用于每个泵浦光纤，将中心光纤插入口袋切口，并将每个泵浦光纤的口袋切口耦合进中心光纤的一侧，包括将多个泵浦光纤中的至少两个泵浦光纤沿中心光纤的长度方向在不同位置与中心光纤连结。根据本专利技术的另一方面，提供了一种侧泵浦光纤装置。该装置包括信号光纤和在其中形成纵向、锥状、凹形口袋切口的泵浦光纤，其中，该泵浦光纤被耦合至信号光纤的包层。在不同实施例中，该装置可进一步包括多个其中形成有口袋切口的泵浦光纤，多个泵浦光纤中的每个泵浦光纤均耦合至信号光纤，其中，多个泵浦光纤中的至少两个泵浦光纤沿信号光纤的长度方向在不同位置耦合至信号光纤。在不同实施例中，泵浦光纤可以在口袋切口处熔接至信号光纤的包层。在不同实施例中，信号光纤可以是单模光纤。在不同实施例中，口袋切口可以大于0度但不大于约10度的角度切开。在不同实施例中，口袋切口角度可以是约2度。在不同实施例中，口袋切口可以是轻微偏轴的凹形切口。在不同实施例中，口袋切口的长度大于0mm并不大于约10mm。在不同实施例中，信号光纤可以掺杂有稀土元素，包括以下至少之一：铒、镱、钕、镝、镨和铥。在不同实施例中，侧泵浦光纤可以形成掺杂光纤放大器。在不同实施例中，侧泵浦光纤可以形成光纤激光器。根据本说明书的一个方面，提供了一种制造侧泵浦光纤的方法和使用该侧泵浦光纤的光学装置，例如，光学放大器和激光器。相应地，多个光纤可以在不同位置连接至中心光纤的一侧。该方法包括在泵浦光纤中制造纵向、锥状、凹形的口袋切口，将中心光纤插入口袋切口，并接着将泵浦光纤在口袋切口处熔接至中心光纤。在不同实施例中，多个光纤可被熔接至中心光纤的包层。根据该方法，中心光纤的直径是不改变的。在不同实施例中，中心光纤可以是信号光纤。在不同实施例中，锥状口袋切口的角度可以是约1°-10°，优选为约2°。其它角度也是可能的。在不同实施例中，泵浦光纤和中心光纤之间角度因此可以同样是约2°。在不同实施例中，该方法可包括将多个泵浦光纤结合进中心光纤，其中，泵浦光纤在中心光纤纵向分隔开。在不同实施例中，多个泵浦光纤中的每个泵浦光纤可以被熔合至中心光纤的最内包层。在不同实施例中，口袋切口可以是轻微偏轴的凹形切口。在不同实施例中，口袋直径可以如下：外径最大至220μm，内径最大至200μm。在不同实施例中，口袋切口的长度可以约为数毫米，例如，约2mm-10mm。在某些情况下，口袋切口的长度优选在约4mm-6mm的范围内。其它长度也是可能的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.02.03 US 61/439,1241.一种制作侧泵浦光纤装置的方法，包括：在至少一个泵浦光纤中制作纵向、锥状、凹形的口袋切口；将信号光纤插入所述口袋切口；以及通过熔接将所述至少一个泵浦光纤的所述口袋切口耦合至所述信号光纤。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：通过重复制作侧泵浦光纤装置的方法步骤，将多个泵浦光纤耦合至所述信号光纤。3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：将所述多个泵浦光纤中的至少两个泵浦光纤沿所述信号光纤的长度方向在不同位置耦合至所述信号光纤。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述耦合包括：在所述口袋切口处，将所述泵浦光纤熔接至所述信号光纤的包层。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述信号光纤是单模光纤。6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，进一步包括：在与所述泵浦光纤的耦合处，将所述信号光纤的直径维持恒定。7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：以大于0度和不大于10度的口袋切口角度制作所述口袋切口。8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：将所述口袋切口角度制作为约2度。9.根据权利要求1、7或8所述的方法，进一步包括：将所述口袋切口制作为轻微偏轴的凹形切口。10.根据权利要求1、7或8所述的方法，进一步包括：制作所述口袋切口，使其长度大于0mm并且不大于10mm。11.根据权利要求1、7或8所述的方法，进一步包括：通过使用CO2激光器切割所述泵浦光纤来制作所述口袋切口。12.根据权利要求1、7或8所述的方法，进一步包括：通过使用金刚石绳锯来切割所述泵浦光纤来制作所述口袋切口。13.一种制作侧泵浦...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·G·威利，
申请(专利权)人：三SAE科技公司，
类型：
国别省市：