一種用于光纖激光器的泵浦光剝離器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于光纖激光器的泵浦光剝離器，包括光纖芯、光纖內(nèi)包層、涂覆層，涂覆層材料的折射率比光纖內(nèi)包層材料的折射率高，涂覆層由尺寸相同的圓環(huán)形剝離點(diǎn)排列而成，剝離點(diǎn)之間距離沿泵浦光傳輸方向依次減??；或者涂覆層由間距相等的圓環(huán)形剝離點(diǎn)排列而成，剝離點(diǎn)寬度沿泵浦光傳輸方向依次增加。本發(fā)明用于光纖激光器的泵浦光剝離器，通過將涂覆層設(shè)為尺寸相同、間距依次減小的剝離點(diǎn)或者設(shè)為間距相同、寬度依次增加的剝離點(diǎn)，使得各剝離點(diǎn)所剝離的泵浦光功率相近，有利于剝離器溫度的分布均勻。
【專利說明】一種用于光纖激光器的泵浦光剝離器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體光電子領(lǐng)域，具體涉及一種用于光纖激光器的泵浦光剝離器?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]光纖激光器由于具有能量裝換效率高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、光束質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于激光焊接、切割、打孔、表面處理以及打標(biāo)等工業(yè)領(lǐng)域，其主要性能參數(shù)有:輸出功率、光束質(zhì)量、整體系統(tǒng)光電轉(zhuǎn)換效率、光纖中殘留的泵浦光的多少等。光纖激光器的有源介質(zhì)通常為摻有稀土元素鐿的石英玻璃光纖，其對應(yīng)的吸收譜大約為910-977納米，發(fā)射譜大約為1032-1064納米，其有兩種典型結(jié)構(gòu):一種為光纖諧振腔結(jié)構(gòu)，即在光纖中制作一對DBR光柵，DBR光柵的反射率由設(shè)計(jì)而定，這樣在兩個(gè)DBR光柵之間，就會形成特定波長的光諧振；另一種結(jié)構(gòu)為主震蕩-光放大器結(jié)構(gòu)，即光纖激光器的激光由半導(dǎo)體種子光源提供，而光纖有源介質(zhì)對來自于種子光源的激光加以放大。
[0003]當(dāng)今普遍使用的有源光纖采用雙包層結(jié)構(gòu)，由內(nèi)芯、內(nèi)包層和外包層組成，其中內(nèi)芯直徑為10微米左右，內(nèi)包層是厚度為130微米左右的石英玻璃，外包層是厚度為250微米甚至更大的涂覆層。光纖的內(nèi)芯僅支持單模傳輸，所以光束質(zhì)量高，用來傳輸與放大信號激光；而內(nèi)包層用來耦合與傳輸泵浦光，這樣的設(shè)計(jì)既保證了光纖激光的光束質(zhì)量，同時(shí)又增加了泵浦光與有源介質(zhì)之間的耦合系數(shù)，提高了系統(tǒng)整體的能量轉(zhuǎn)換效率。
[0004]由于在有源光纖中泵浦光在傳播過程中，以指數(shù)形式衰減，這樣在經(jīng)過有限長度的有源光纖后，還有部分殘留光留在光纖內(nèi)。如果這些殘留光不去除的話，會對系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及性能造成很大影響，為此在系統(tǒng)中需要光剝離器消除殘留泵浦光。
[0005]光剝離器，可以通過去除有源光纖的涂覆層材料，然后覆以折射率比內(nèi)包層材料的折射率更高的材料來實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)如圖3所示，其工作機(jī)理是當(dāng)新的涂覆層材料的折射率比光纖內(nèi)包層的折射率高時(shí)，光將不再被限制在光纖的內(nèi)包層中，而是逃逸出來?，F(xiàn)有的光剝離器在制作過程中，新的涂覆材料會被均勻地涂覆上去，其問題是由于各處光的剝離量與該位置處的剩余光功率成正比，造成了第一個(gè)剝離點(diǎn)所剝離的光功率最多，然后依次按照幾何級數(shù)關(guān)系下降，直至最后一個(gè)剝離點(diǎn)所剝離的功率遠(yuǎn)小于第一個(gè)剝離點(diǎn)所剝離的功率。這一結(jié)果造成了剝離器中的溫度分布非常不均勻，第一個(gè)剝離點(diǎn)溫度要比最后一個(gè)剝離點(diǎn)溫度高出很多，溫度分布的不均勻性有可能通過與器件材料的熱膨脹系數(shù)的耦合從而對器件的運(yùn)行可靠性產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種剝離點(diǎn)所剝離功率相同的用于光纖激光器的泵浦光剝離器。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于光纖激光器的泵浦光剝離器，包括光纖芯、包覆于光纖芯外的光纖內(nèi)包層、包覆于光纖內(nèi)包層外的涂覆層，所述涂覆層材料的折射率比光纖內(nèi)包層材料的折射率高，所述涂覆層由尺寸相同的圓環(huán)形剝離點(diǎn)排列而成，所述剝離點(diǎn)之間距離沿泵浦光傳輸方向依次減小，所述剝離點(diǎn)之間的距離滿足公式(I):
【權(quán)利要求】
1.一種用于光纖激光器的泵浦光剝離器，包括光纖芯、包覆于光纖芯外的光纖內(nèi)包層、包覆于光纖內(nèi)包層外的涂覆層，所述涂覆層材料的折射率比光纖內(nèi)包層材料的折射率高，其特征在于:所述涂覆層由尺寸相同的圓環(huán)形剝離點(diǎn)排列而成，所述剝離點(diǎn)之間距離沿泵浦光傳輸方向依次減小，所述剝離點(diǎn)之間的距離滿足公式(I):1
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光纖激光器的泵浦光剝離器，其特征在于:所述泵浦光剝離器的剝離點(diǎn)寬度和剝離點(diǎn)數(shù)根據(jù)涂覆層的材料性質(zhì)和對泵浦光的總剝離度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于光纖激光器的泵浦光剝離器，其特征在于:所述剝離點(diǎn)數(shù)隨涂覆層材料剝離率增加而減少。
4.一種用于光纖激光器的泵浦光剝離器，包括光纖芯、包覆于光纖芯外的光纖內(nèi)包層、包覆于光纖內(nèi)包層外的涂覆層，所述涂覆層材料的折射率比光纖內(nèi)包層材料的折射率高，其特征在于:所述涂覆層由間距相等的圓環(huán)形剝離點(diǎn)排列而成，所述剝離點(diǎn)寬度沿泵浦光傳輸方向依次增加，所述剝離點(diǎn)的寬度滿足公式(2):
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于光纖激光器的泵浦光剝離器，其特征在于:所述泵浦光剝離器的剝離點(diǎn)間的間距和剝離點(diǎn)數(shù)根據(jù)涂覆層的材料性質(zhì)和對泵浦光的總剝離度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
【文檔編號】H01S3/067GK103618200SQ201310629278
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】仇伯倉, 趙青春, 杜毅嵩 申請人:廣東高聚激光有限公司, 蘇州華必大激光有限公司