專利名稱：疊層ld光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體泵浦光纖激光器，特別是一種疊層LD光纖光導(dǎo)椎 泵浦光纖激光器的制作方法。
背景技術(shù)：
泵浦耦合技術(shù)作為高功率光纖激光器和光纖放大器的核心技術(shù)之一， 目的是要把幾十瓦甚至數(shù)百瓦的LD泵浦光功率耦合入直徑只有數(shù)百微米 的雙包層光纖內(nèi)包層，以獲得高的泵浦功率。在高功率光纖激光器的發(fā)展 過程中，端面泵浦耦合技術(shù)是較為簡(jiǎn)單的方式。該方式通常是先將LD發(fā) 出的泵浦光耦合進(jìn)入多模光纖，或直接用微透鏡對(duì)LD的較大發(fā)散角泵浦 光進(jìn)行準(zhǔn)直，然后再通過透鏡系統(tǒng)將泵浦光聚焦由光纖端面耦合入雙包層 光纖。光纖端面被用來進(jìn)行端面泵浦耦合，因此，無法與其它光纖融接以 用于光纖放大器。此外，該方式需采用高精度的多維光纖調(diào)節(jié)系統(tǒng)，也帶 來了因調(diào)節(jié)系統(tǒng)的漂移引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。有鑒于此，光纖側(cè)面泵浦 耦合技術(shù)用于將泵浦光耦合進(jìn)入雙包層光纖內(nèi)包層的研究也逐漸展開。針 對(duì)于雙包層光纖的特點(diǎn)先后發(fā)展了多種側(cè)面泵浦耦合技術(shù)，包括v型槽 側(cè)面耦合器側(cè)面耦合技術(shù)，熔錐側(cè)面泵浦耦合技術(shù)，光纖角度磨拋側(cè)面耦 合技術(shù)，內(nèi)嵌棱鏡的側(cè)面耦合技術(shù)，利用金屬光柵進(jìn)行側(cè)面泵浦耦合技術(shù)， 利用錐型平板波導(dǎo)進(jìn)行側(cè)面泵浦耦合技術(shù)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種疊層LD光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器的制 作方法，以解決目前無法采用疊層LD直接高效泵浦雙包層光纖激光器的 問題，為研究和設(shè)計(jì)雙包層光纖激光器及放大器的側(cè)面泵浦方式提供一種新的制作方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種疊層LD光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟
步驟1:采用光學(xué)微加工工藝在石英或特種玻璃材料上加工制作光導(dǎo)椎，該光導(dǎo)椎為條狀的六面體，其縱向一端的斷面為斜向，且制作有光纖
凹槽，縱向另一端的斷面為ba:r條面；
步驟2:在光導(dǎo)椎的光纖凹槽上依次并排固接有多個(gè)包層光纖；步驟3:在最外側(cè)的包層光纖的外側(cè)粘接一銅片；步驟4:在銅片上鍍高反射率金膜；
步驟5:將條狀六面體的光導(dǎo)椎除光纖凹槽和bar條面外，其余四面
全部鍍高反射率金膜。
其中條狀六面體的光導(dǎo)椎的bar條面為梯形，梯形的bar條面底邊的
一面為條狀六面體的長(zhǎng)側(cè)邊，該底邊的平面為梯形，與平面相對(duì)的另一面
也為梯形，且兩平面平行。
其中光導(dǎo)椎的凹槽長(zhǎng)6cm，其曲率半徑為200um，與包層光纖相匹配。其中光導(dǎo)椎的bar條面的短邊的邊長(zhǎng)為lcm，斜邊的邊長(zhǎng)為3cm。其中光導(dǎo)椎的兩個(gè)平行的平面與光纖凹槽軸向的夾角為10度，該兩
個(gè)平行的平面的長(zhǎng)側(cè)邊的邊長(zhǎng)分別為6cm和15cm。
其中銅片長(zhǎng)寬高的尺寸分別為150mmX5mmX0. lram。


以下通過結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，進(jìn)一步說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，其中
圖1為本發(fā)明的三維立體示意圖。
具體實(shí)施方式
。
本發(fā)明疊層LD光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器技術(shù)，采用化學(xué)腐蝕、精密機(jī)械微加工、精密光學(xué)微加工、光學(xué)折射率匹配膠粘和等多種工藝，在超靜環(huán)境下完成。
請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種疊層LD光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器的制作方法，包括如下步驟
步驟1:采用光學(xué)微加工工藝在石英或特種玻璃材料上加工制作光導(dǎo)椎2，該光導(dǎo)椎2為條狀的六面體，其縱向一端的斷面為斜向，且制作有光纖凹槽3 ，目的是使雙包層光纖內(nèi)包層可以匹配地與光導(dǎo)椎接合在一起。
縱向另一端的斷面為bar條面4;該bar條面4為梯形，梯形的bar條面4底邊的一面為條狀六面體的長(zhǎng)側(cè)邊，該底邊的一平面5為梯形，與平面5相對(duì)的另一面也為梯形，且兩平面5平行，主要用于將疊層LD慢軸方向的發(fā)散光束反射，使之在滿足布魯斯特角的情況下可以進(jìn)入雙包層光纖內(nèi)包層中；
步驟2:在光導(dǎo)椎2的光纖凹槽3上依次并排固接有多個(gè)雙包層光纖1;該光導(dǎo)椎2的凹槽長(zhǎng)6cm，其曲率半徑為200um，與包層光纖1相匹配；該光導(dǎo)椎2的bar條面4的短邊6的邊長(zhǎng)為lcm，斜邊7的邊長(zhǎng)為3cm，這樣的尺寸參數(shù)可以使lcm長(zhǎng)的bar條沿斜邊7平行排布，形成疊層結(jié)構(gòu)，按照bar條間距1.8腿計(jì)算，可以使16疊層的LD泵浦光進(jìn)入光導(dǎo)椎；光導(dǎo)椎2的兩個(gè)平行的平面5與光纖凹槽3軸向的夾角為10度，該角度可以根據(jù)內(nèi)外包層的布魯斯特角的大小做略微調(diào)整，但必須使得該角度小于內(nèi)外包層的布魯斯特角。兩個(gè)平行的平面5的邊長(zhǎng)分別為6cm和15cm;
步驟3:在最外側(cè)的包層光纖1的外側(cè)粘接一銅片8，該銅片8長(zhǎng)寬高的尺寸分別為150腿X5腿X0. l腿；
步驟4:在銅片8上鍍高反射率金膜或者10度角對(duì)泵浦光的高反射光學(xué)薄膜，目的是將從內(nèi)包層透射出的泵浦光再次反射回其中；
步驟5:將條狀六面體的光導(dǎo)椎2除光纖凹槽3和bar條面4外，其余四面全部鍍高反射率金膜，目的是將泵浦光全部限制在光導(dǎo)椎中，使泵浦光不會(huì)在進(jìn)入雙包層光纖內(nèi)包層之前就透射出去。
實(shí)施例
請(qǐng)?jiān)賲㈤唸Dl，首先，把一段很長(zhǎng)的雙包層光纖1精密平行地纏繞在圓筒上，取出圓筒，取一段5cm長(zhǎng)的平行雙包層光纖l部分，如圖1所示，通過化學(xué)腐蝕手段將這一部分各根雙包層光纖1的涂敷層和外包層各除去5cm，露出內(nèi)包層。然后，通過光學(xué)軟件設(shè)計(jì)出如圖所示光導(dǎo)椎2，光纖凹槽3的曲率與400um雙包層光纖1內(nèi)包層相同，深度為200um。光纖凹槽3軸向與兩個(gè)平行平面5的夾角為10度。Bar條面4與兩個(gè)平行平面5垂直，最窄的一條邊長(zhǎng)lcm，最長(zhǎng)的兩條邊長(zhǎng)3cm。兩個(gè)平行平面5的短邊為6cm，長(zhǎng)邊為15cm。采用精密光學(xué)微加工工藝在高透過率的石英玻璃材料上加工出該光導(dǎo)椎2。該光導(dǎo)椎2共六面，除光纖凹槽4和bar條面外，其余四面全部
鍍高反射率金膜。疊層半導(dǎo)體激光器列陣經(jīng)過光束整形(快軸壓縮)后緊貼光導(dǎo)椎2的bar條面4放置，并使bar條方向與lcm邊6方向平行。
最后，用光學(xué)折射率匹配膠9平行的把處理好的除去外包層的雙包層光纖1平行緊密粘和起來，外部感官使得光學(xué)折射率匹配膠9在各接觸處接縫平整，融為一體，用紫外燈加固折射率匹配膠9三十秒以上，使其固化。剝除外包層的雙包層光纖1用光學(xué)折射率匹配膠9粘和成光纖排后，將最外側(cè)的光纖置入光導(dǎo)椎2的光纖凹槽3內(nèi)。通過精密機(jī)械加工工藝加工出長(zhǎng)寬高分別為150mm*5mm*0. lmm的銅片8，并鍍高反射率金膜，置于光纖排的另一側(cè)。點(diǎn)亮疊層激光器，激光束經(jīng)導(dǎo)光錐2內(nèi)側(cè)高反射率金膜的多次反射最終進(jìn)入雙包層光纖1，進(jìn)行側(cè)面面泵浦，從雙包層光纖排中漏出的光經(jīng)過鍍金膜的銅片8反射回雙包層光纖排，再次進(jìn)行泵浦。
權(quán)利要求
1、一種疊層LD光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1采用光學(xué)微加工工藝在石英或特種玻璃材料上加工制作光導(dǎo)椎，該光導(dǎo)椎為條狀的六面體，其縱向一端的斷面為斜向，且制作有光纖凹槽，縱向另一端的斷面為bar條面；步驟2在光導(dǎo)椎的光纖凹槽上依次并排固接有多個(gè)包層光纖；步驟3在最外側(cè)的包層光纖的外側(cè)粘接一銅片；步驟4在銅片上鍍高反射率金膜；步驟5將條狀六面體的光導(dǎo)椎除光纖凹槽和bar條面外，其余四面全部鍍高反射率金膜。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層LD光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器的制作 方法，其特征在于，其中條狀六面體的光導(dǎo)椎的bar條面為梯形，梯形的 bar條面底邊的一面為條狀六面體的長(zhǎng)側(cè)邊，該底邊的平面為梯形，與平 面相對(duì)的另一面也為梯形，且兩平面平行。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層LD光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器的制作 方法，其特征在于，其中光導(dǎo)椎的凹槽長(zhǎng)6cm，其曲率半徑為200um，與 包層光纖相匹配。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層LD光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器的制作 方法，其特征在于，其中光導(dǎo)椎的bar條面的短邊的邊長(zhǎng)為lcm，斜邊的 邊長(zhǎng)為3cm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層LD光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器的制作 方法，其特征在于，其中光導(dǎo)椎的兩個(gè)平行的平面與光纖凹槽軸向的夾角 為10度，該兩個(gè)平行的平面的長(zhǎng)側(cè)邊的邊長(zhǎng)分別為6cm和15cm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層LD光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器的制作 方法，其特征在于，其中銅片長(zhǎng)寬高的尺寸分別為150腿X5腿X0. lmm。
全文摘要
一種疊層LD光纖光導(dǎo)椎泵浦光纖激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步驟步驟1采用光學(xué)微加工工藝在石英或特種玻璃材料上加工制作光導(dǎo)椎，該光導(dǎo)椎為條狀的六面體，其縱向一端的斷面為斜向，且制作有光纖凹槽，縱向另一端的斷面為bar條面；步驟2在光導(dǎo)椎的光纖凹槽上依次并排固接有多個(gè)包層光纖；步驟3在最外側(cè)的包層光纖的外側(cè)粘接一銅片；步驟4在銅片上鍍高反射率金膜；步驟5將條狀六面體的光導(dǎo)椎除光纖凹槽和bar條面外，其余四面全部鍍高反射率金膜。
文檔編號(hào)H01S3/0941GK101635430SQ20081011707
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者馮小明, 劉素平, 王勇剛, 王大拯, 驍 馬 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所