本實(shí)用新型涉及一種光纖合束器,尤其是一種基于激光刻蝕的光纖合束器,屬于光纖、光通訊及激光技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
在過去的十幾年里,光纖激光器在性能和指標(biāo)方面得到長(zhǎng)足發(fā)展,同時(shí)激光器應(yīng)用市場(chǎng)也不斷得到拓展,尤其在工業(yè)加工領(lǐng)域,光纖激光器憑借高功率、高能量、高光束質(zhì)量以及易維護(hù)等特點(diǎn),正在逐步取代傳統(tǒng)的固體激光器以及二氧化碳激光器成為第三代最先進(jìn)的工業(yè)加工激光器。伴隨著工業(yè)加工的需求,市場(chǎng)需要更高功率、更高能量的光纖激光器。
高功率光纖激光器一般采用主振蕩功率放大技術(shù),然而收到增益光纖、泵浦光源等因素的影響,單模塊光纖激光器較難實(shí)現(xiàn)很大功率的輸出,為了制作高功率光纖激光器,光纖合束器成為可以將多個(gè)光纖激光器模塊的整合,實(shí)現(xiàn)高功率激光的輸出。
目前,國(guó)內(nèi)制造大功率合束器有兩種方法:1、如參考文獻(xiàn)1(專利CN103048788)所述,在粗光纖上開設(shè)多個(gè)用于放置細(xì)光纖的錐形空腔,然后將細(xì)光纖的一端腐蝕成錐形并插入錐形空腔;2、如參考文獻(xiàn)2(專利CN103984059)所述的,使用氫氟酸腐蝕光纖,通過拉錐的方式制作光纖束,將光纖束與輸出光纖通過端面連接。
從目前大多數(shù)制造光纖合束器的工藝中可以看出,為了使輸出光纖達(dá)到合適的直徑,一般將輸出光纖浸泡在腐蝕液體中。該腐蝕液體一般為氫氟酸,易揮發(fā),且對(duì)人體有劇毒。因此,無法精確控制腐蝕程度,同時(shí),存在生產(chǎn)安全隱患。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
:
本實(shí)用新型的目的是提供一種制作工藝穩(wěn)定、生產(chǎn)安全的基于激光刻蝕的光纖合束器。
本實(shí)用新型可以通過以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)。
一種基于激光刻蝕的光纖合束器,包括若干輸入光纖、輸出光纖,其特征在于:若干輸入光纖末端分別通過激光刻蝕包層至對(duì)應(yīng)的包層直徑,并結(jié)合成光纖束,將光纖束根據(jù)對(duì)應(yīng)的比例進(jìn)行拉錐,在光纖束拉錐區(qū)徑向切平并與輸出光纖通過端面連接,并封裝。
所述激光刻蝕為二氧化碳激光器刻蝕。
所述輸入光纖末端通過激光刻蝕后的包層直徑大于纖芯直徑。
所述輸入光纖為單包層光纖或雙包層光纖。
一種基于激光刻蝕的光纖合束器的制備方法,其特征在于按以下步驟進(jìn)行:
(1)、將一根輸入光纖末端放置在二氧化碳激光器加工平臺(tái)上,使二氧化碳激光器輸出激光焦點(diǎn)控制在需要加工的輸入光纖表面,旋轉(zhuǎn)輸入光纖并均勻刻蝕,通過相機(jī)查看加工輸入光纖的包層直徑,達(dá)到要求后停止刻蝕;
(2)所有合束的輸入光纖按步驟(1)分別刻蝕好,將刻蝕好的所有輸入光纖排列成光纖束,將光纖束根據(jù)對(duì)應(yīng)的比例進(jìn)行拉錐,在光纖束拉錐區(qū)徑向切平并與輸出光纖通過端面連接,并封裝。
本實(shí)用新型所具有的有益效果為:可以精確控制刻蝕精度,可進(jìn)行安全生產(chǎn)。
附圖說明:
圖1為本實(shí)用新型激光刻蝕光纖平臺(tái)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本實(shí)用新型的3x1光纖合束器的橫截面示意圖。
圖4為本實(shí)用新型的7x1光纖合束器的橫截面示意圖。
具體實(shí)施方式:
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
圖1為激光刻蝕光纖平臺(tái)示意圖,待加工輸入光纖1‐3被夾持在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1‐4上,CO2激光器1‐1為主要加工設(shè)備,其特點(diǎn)在于該設(shè)備出射激光1‐2的焦點(diǎn)位于輸入光纖1‐3表面,已達(dá)到最好的加工效果。旋轉(zhuǎn)輸入光纖 1‐3,激光不斷剝離輸入光纖表面的石英材料,使用相機(jī)1‐5監(jiān)控輸入光纖直徑,實(shí)時(shí)反饋加工情況,當(dāng)輸入光纖的包層直徑被刻蝕到指定直徑后便停止加工。
為制作如圖2所示的一種基于激光刻蝕的光纖合束器,輸入光纖2-1的纖芯直徑為20um,包層直徑為400um;輸出光纖2-2的纖芯直徑為50um,包層直徑為400um。使用圖1所示的激光刻蝕光纖平臺(tái)加工輸入光纖,輸入光纖經(jīng)過激光刻蝕后,其包層直徑3‐2為30um,纖芯直徑3‐1為20um。按照?qǐng)D3所示的方式排列為光纖束,將3根光纖束拉錐至直徑為75um,在錐區(qū)徑向切平,與纖芯直徑為50um的輸出光纖熔接。最后經(jīng)過封裝,即可完成3x1光纖合束器的制作。
按照上述方式,同樣可以制作如圖4所示的7x1光纖合束器,或者19x1等各種類型的光纖合束器。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)靈活,輸入光纖未引入任何形變,同時(shí)可以保證制作合束器性能的穩(wěn)定,也可以保證在生產(chǎn)過程的安全。