一种分步式制备光纤合束器的方法技术

本发明专利技术公开了一种分步式制备光纤合束器的方法,该方法通过用设计好的模具，将多根光纤按规则排列，然后用热缩管将光纤牢牢的固定在一起，然后用光纤拉锥机将裸露的光纤熔融拉锥，最后采用常规切割刀将光纤切割并完成其与输出光纤的熔接。采用本发明专利技术方法固定后的输入光纤束可直接采用市面上的V形槽夹具所固定，从而方便的实现了对拉锥后的输入光纤束的切割和熔接，省去了对造价昂贵的光纤合束器制备一体机的需求，极大的降低了成本，节省了人力物力。利用本发明专利技术的方法固定的输入光纤束在拉锥过程中无须对裸光纤段扭转，从而可减少泵浦光的耦合损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光纤耦合
，具体涉及。
技术介绍
在光纤激光器系统中，由于光纤合束器式耦合方式具有使用方便、耦合效率高、集成度高等优点，已成为光纤激光器中应用广泛的泵浦耦合方式，因此，光纤合束器亦成为了光纤激光器中的核心器件。光纤合束器包含两种类型，一种是NX I型光纤合束器，它的输入光纤由N根泵浦光纤构成，常用于光纤激光振荡器中。另一种是(N+ 1)X1型光纤合束器，它的输入光纤由N根泵浦光纤围绕一根信号光纤构成，常用于光纤激光放大器中。目前,光纤合束器的制备方法大体上分为以下三步:1)对输入光纤(N根泵浦光纤或N根泵浦光纤和I根信号光纤)合束并拉锥；2)在合束拉锥后的锥区目标直径处进行切割；3)将切割后的锥区端面与信号光纤端面熔接。目前市面上能将上述三个步骤集成为一体的合束器制备设备数量极少且造价极其昂贵。另一种途径是分步式制备合束器，可分别利用氢氧焰型光纤拉锥机、光纤切割刀、光纤熔接机实现光纤的合束拉锥、切割和熔接，从而制成光纤合束器。但是，由于目前市面上销售的切割刀、熔接机等设备基本上只针对单根光纤的应用，在利用分布式方法制备合束器时，对多根输入光纤的固定成为必须解决的问题。由于光纤直径只有百微米量级，且一般情况下泵浦光纤数量较多(NS 3)、其排列又须紧凑规则，这导致对输入光纤的规则排列和固定成为难点，往往需要设计出技术含量很高的夹具才能实现其功能，且此类夹具与市面上只满足单根光纤需求的光纤切割刀、熔接机的集成也是较难解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一套分步式制备光纤合束器的方法；该方法解决了对多根输入光纤规则排列与固定的难题，且可直接利用市面上销售广泛的针对单根光纤应用需求的切割刀、熔接机等设备完成光纤合束器的制备。本专利技术采用的技术方案为:，所述方法包括以下步骤: 步骤一:将准备好的不少于三根、长度适宜的泵浦光纤，用光纤涂敷层剥离器将各泵浦光纤中的一小段长度基本相等的涂敷层剥除，使其成为一段裸光纤段，并用无水酒精将其擦拭干净； 步骤二:将准备好的泵浦光纤依次穿过模具上对应的通孔，直到大部分裸光纤段露出在模具的通孔外，然后再次用无水酒精对裸光纤段进行清洁； 步骤三:将穿过模具的所有泵浦光纤套上一段热缩管，将热缩管加热使其迅速缩小并牢牢固定住已通过模具排列规则的裸光纤段；然后再在泵浦光纤上套上一段热缩管，将其加热使其迅速缩小并包裹住排列规则的裸光纤段的另一端，两段热缩管的初始间距为lmnT4mm，然后移动热缩管并最终使其固定在裸光纤段的两端，最后再次对热缩管进行加热使其位置固定； 步骤四:沿着泵浦光纤移动模具，将模具从光纤束上取下来，用两段极细的金属丝分别对裸光纤段的两端含涂敷层的光纤束进行缠绕捆绑，从而形成外形上类似一整根光纤的形态； 步骤五:将固定好的光纤束置于氢氧焰型光纤拉锥机的V型槽上固定，并保证裸光纤段位于氢氧焰火头的中心位置，用氢氧火焰对裸光纤段来回扫描以使得各裸光纤段彼此稍稍熔接，然后利用氢氧焰型光纤拉锥机的功能完成对光纤束的拉锥； 步骤六:将完成拉锥的光纤束从拉锥机上取下，置于光纤切割刀的V型槽夹具上并固定，并保证切割位置处于锥区的目标直径处，然后利用光纤切割刀完成对光纤锥区目标直径的切割； 步骤七:将热缩管从裸光纤段上向锥区的方向移动并取下，将带有锥区的输入光纤束与输出光纤分别置于光纤熔接机的相应V型槽夹具内，并利用光纤熔接机的功能完成其熔接。在上述技术方案中，在步骤一中所述光纤涂敷层剥离器中剥离工具可以为化学试齐U，所述化学试剂为二氯甲烷。在上述技术方案中，裸光纤段为3cm?5cm,所述模具的通孔深度约2cm?4cm。在上述技术方案中，在步骤二中所述Imm?2mm的裸光纤段处于模具的通孔中。在上述技术方案中，所述步骤三中的热缩管为铁氟龙热缩管，所述铁氟龙热缩管为聚四氟乙烯材质，铁氟龙热缩管收缩比一般为2?4,长度为1.5mm?3mm。在上述技术方案中，所述步骤三中一侧热缩管的最终固定位置与裸光纤段在这一侧的端点的距离为2mnT4mm ； 在上述技术方案中，所述步骤五中的氢氧火焰的扫描时间不低于200s,扫描速度不大于 lmm/sο在本方案中，泵浦光纤为N根或N+1根,其中N+1根为N根泵浦光纤加一根信号光纤，N是大于3，每根光纤的长度基本保持相等，将每根光纤中的一段长度相等的光纤涂敷层剥除，使其成为一段裸光纤段，裸光纤段的长度宜为3cm?5cm，且裸光纤段距离每根光纤的端部约为5cm?7cm。在本方案中，需要采用聚束用的模具，模具为金属的，可以为黄铜、不锈钢等。模具为圆柱形，长度约2cm?4cm,直径宜为3mm?5mm,模具表面上沿中心位置均勻分布着通孔，通孔的排列方式与待制的光纤合束器中输入光纤的排列方式一致，通孔的尺寸稍大于相应输入光纤的外径(含涂敷层)。将光纤按照排列方式依次穿过模具上的通孔，并使裸光纤段的大部分处于模具通孔外，保留lmnT2_的裸光纤段仍处于金属模具的通孔中的目的是为了在之后进行加热热缩管的操作时避免对光纤涂敷层的加热而致使其老化。在本方案中，需要采用铁氟龙热缩管，铁氟龙热缩管是一种聚四氟乙烯材质的热缩管，它具有耐高温、收缩比较大、易移除等优点，可用于裸光纤段的紧缚和固定。将铁氟龙热缩管套在光纤上的靠近模具的位置端，用热风枪对热缩管加热使其收缩，收缩后的热缩管将裸光纤段紧密排列成预期的结构。再取同样一段铁氟龙热缩管套在光纤上，位置距离之前的热缩管大约Imm?4mm，用热风枪对第二段热缩管加热，使其迅速缩小并包裹住输入光纤的裸光纤段。用无尘棉纸隔离手指与热缩管，分别将两段热缩管在裸光纤段上移动并最终使其固定在裸光纤段的两端，可对热缩管进行多次往返移动以保证输入光纤束的裸光纤段在两段热缩管之间排列均匀一致，没有错位和扭曲的现象。然后再次用热风枪分别对两段热缩管加热，使其位置更加固定。在本方案中，为了将取下模具后的光纤聚束，采用极细的金属丝分别对裸光纤段的两端含涂敷层的光纤束进行缠绕捆绑，从而形成外形上类似一整根光纤的形态，金属丝的直径为20 μ m?50 μ m，在缠绕过程中，裸光纤段保持不变、不被缠绕，被金属丝缠绕的光纤束长度为4cm?6cm即可。将金属丝尽量致密的缠绕在光纤束上，且可来回进行多次缠绕，但注意缠绕时不可力量过大以致金属丝断裂，金属丝缠绕的方式和次数应一致，防止在后续操作中光纤束两端的高度不一致。在本方案中，用于固定并拉锥的V型槽夹具采用通用的结构，需要V型槽的尺寸与用金属丝捆绑后的光纤束的直径匹配，从而起到有效固定的作用。在本方案中，用光纤拉锥机上的氢氧火焰对裸光纤段来回扫描以使得各裸光纤段彼此稍稍熔接，这样可保证拉锥时各输入光纤的裸光纤段不会因为拉锥而分离，从而有利于形成一个完整且牢固的锥区。将完成拉锥的输入光纤束从拉锥机上取下，置于光纤切割刀的V型槽夹具上并固定，并保证切割位置处于锥区的目标直径处，然后利用光纤切割刀完成对光纤锥区目标直径的切割；将切割后得到的带有锥区的输入光纤束与输出光纤分别置于光纤熔接机的相应V型槽内，并利用光纤熔接机的功能完成其熔接。本专利技术的优点在于:本专利技术提供了一套分步式制备光纤合束器的方法，从而省去了对数量极少且价格高昂的光纤合束器制备一体机的需求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分步式制备光纤合束器的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：步骤一：将准备好的不少于三根、长度适宜的泵浦光纤，用光纤涂敷层剥离器将各泵浦光纤中的一小段长度基本相等的涂敷层剥除，使其成为一段裸光纤段，并用无水酒精将其擦拭干净；步骤二：将准备好的泵浦光纤依次穿过模具上对应的通孔，直到大部分裸光纤段露出在模具的通孔外，然后再次用无水酒精对裸光纤段进行清洁；步骤三：将穿过模具的所有泵浦光纤套上一段热缩管，将热缩管加热使其迅速缩小并牢牢固定住已利用模具排列规则的裸光纤段；然后再在泵浦光纤上套上一段热缩管，将其加热使其迅速缩小并包裹住排列规则的裸光纤段的另一端，两段热缩管的初始间距为1mm~4mm，然后移动热缩管并最终使其固定在裸光纤段的两端，最后再次对热缩管进行加热使其位置固定；步骤四：沿着泵浦光纤移动模具，将模具从光纤束上取下来，用两段极细的金属丝分别对裸光纤段的两端含涂敷层的光纤束进行缠绕捆绑，从而形成外形上类似一整根光纤的形态；步骤五：将固定好的光纤束置于氢氧焰型光纤拉锥机的V型槽上固定，并保证裸光纤段位于氢氧焰火头的中心位置，用氢氧火焰对裸光纤段来回扫描以使得各裸光纤段彼此稍稍熔接，然后利用氢氧焰型光纤拉锥机的功能完成对光纤束的拉锥；步骤六：将完成拉锥的光纤束从拉锥机上取下，置于光纤切割刀的V型槽夹具上并固定，并保证切割位置处于锥区的目标直径处，然后利用光纤切割刀完成对光纤锥区目标直径的切割；步骤七：将热缩管从裸光纤段上向锥区的方向移动并取下，将带有锥区的输入光纤束与输出光纤分别置于光纤熔接机的相应V型槽夹具内，并利用光纤熔接机的功能完成其熔接。...

【技术特征摘要】
1.一种分步式制备光纤合束器的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤: 步骤一:将准备好的不少于三根、长度适宜的泵浦光纤，用光纤涂敷层剥离器将各泵浦光纤中的一小段长度基本相等的涂敷层剥除，使其成为一段裸光纤段，并用无水酒精将其擦拭干净； 步骤二:将准备好的泵浦光纤依次穿过模具上对应的通孔，直到大部分裸光纤段露出在模具的通孔外，然后再次用无水酒精对裸光纤段进行清洁； 步骤三:将穿过模具的所有泵浦光纤套上一段热缩管，将热缩管加热使其迅速缩小并牢牢固定住已利用模具排列规则的裸光纤段；然后再在泵浦光纤上套上一段热缩管，将其加热使其迅速缩小并包裹住排列规则的裸光纤段的另一端，两段热缩管的初始间距为lmnT4mm，然后移动热缩管并最终使其固定在裸光纤段的两端，最后再次对热缩管进行加热使其位置固定； 步骤四:沿着泵浦光纤移动模具，将模具从光纤束上取下来，用两段极细的金属丝分别对裸光纤段的两端含涂敷层的光纤束进行缠绕捆绑，从而形成外形上类似一整根光纤的形态； 步骤五:将固定好的光纤束置于氢氧焰型光纤拉锥机的V型槽上固定，并保证裸光纤段位于氢氧焰火头的中心位置，用氢氧火焰对裸光纤段来回扫描以使得各裸光纤段彼此稍稍熔接，然后利用氢氧焰型光纤拉锥机的功能完成对光纤束的拉锥； 步骤六:将完成拉锥的光纤束从拉锥机上取下，置于光纤切...

【专利技术属性】
技术研发人员：范国滨，吴娟，马毅，张凯，孙殷宏，李腾龙，王岩山，张卫，关有光，冯煜骏，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：发明
国别省市：