本發(fā)明屬于激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖包層光濾除結(jié)構(gòu)及光纖激光器。

背景技術(shù)：

近年來，由于高功率光纖激光器的優(yōu)異特性，使其在工業(yè)加工、國防軍事和激光醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用逐步擴大，市場上對高功率激光輸出的需求日益增大且對功率輸出的要求越來越高。雙包層光纖是研制高功率光纖激光器的核心器件，基本原理是通過在包層中傳輸?shù)母吖β实土炼缺闷止獠粩啾焕w芯中摻雜的稀土離子吸收，最終轉(zhuǎn)化為在纖芯中傳輸?shù)母吡炼裙饫w激光輸出。但在激光系統(tǒng)中，放大的自發(fā)輻射光(ase)、增益光纖末端殘留的未被吸收的泵浦光及各熔接點處泄漏或被輸出端端面反射進入光纖包層中的信號光都會進入雙包層光纖的包層中。這部分包層殘余光在激光系統(tǒng)中沿著光纖傳輸，增加系統(tǒng)高功率運行的負擔(dān)，降低輸出激光的光束質(zhì)量。另外，殘余的包層光在彎曲光纖的情況下可能會泄露進入涂覆層中被吸收，使光纖表面溫度急劇上升，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，嚴重情況下將導(dǎo)致光纖斷裂和燃燒，限制了系統(tǒng)光功率的增加。

目前工業(yè)上解決泵浦殘余光問題的方法主要是通過破壞光纖表面全反射的方法來實現(xiàn)，具體實施包括直接在裸露光纖的內(nèi)包層上涂高折射率光學(xué)膠，或者通過腐蝕或激光微加工破壞光纖表層結(jié)構(gòu)等方法，以上方法往往在剝除器有效區(qū)域的前端剝離絕大部分包層光，這部分包層光轉(zhuǎn)化成熱量后將導(dǎo)致光纖局部高溫，在高功率激光系統(tǒng)中，嚴重情況下將燒毀光纖，更甚者可能會產(chǎn)生自聚焦效應(yīng)燒毀整個激光系統(tǒng)。因此，光纖中殘余泵浦光的剝除問題成為業(yè)內(nèi)亟 待解決的一個技術(shù)問題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種光纖包層殘余光濾除結(jié)構(gòu)，旨在改善現(xiàn)有方法性能和可靠性差的問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種光纖包層殘余光濾除結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括信號光纖以及連接于所述信號光纖的包層的外表面的多根實芯石英棒，所述實芯石英棒與所述信號光纖軸向平行，所述實芯石英棒的折射率不小于所述包層的折射率，所述包層中的殘余光耦合進入所述實芯石英棒并最終耗散至空氣中。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種光纖激光器，包括所述的光纖包層殘余光濾除結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明在信號光纖的包層上連接多根小直徑的實芯石英棒，將信號光纖包層中的殘余光耦合進入實芯石英棒中傳輸，最終耗散至空氣中，進而避免殘余光導(dǎo)致的局部高溫甚至燒毀光纖的問題，提高了光纖激光系統(tǒng)的可靠性；該結(jié)構(gòu)可以同時實現(xiàn)正向傳輸包層光和反射包層光的雙向功率剝除功能，并且具有插入損耗低的優(yōu)點，可提高激光系統(tǒng)的可靠性，尤其適合用于高功率光纖激光裝置中。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的光纖包層殘余光濾除結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中的一種a-a向剖視圖；

圖3是圖1中的另一種a-a向剖視圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者可能同時存在居中元件。當(dāng)一個元件被稱為是“連接于”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。

還需要說明的是，本實施例中的左、右、上、下等方位用語，僅是互為相對概念或是以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應(yīng)該認為是具有限制性的。

請參考圖1，本發(fā)明實施例提供一種光纖包層殘余光濾除結(jié)構(gòu)，包括信號光纖01以及連接于該信號光纖01的包層的外表面的多根實芯石英棒02，信號光纖01包括纖芯011、包層012和涂敷層013，三者由內(nèi)向外套設(shè)，泵浦光在包層012中傳輸，信號光在纖芯011中傳輸。該實芯石英棒02的形狀為柱狀體，其長度遠小于信號光纖01的長度，通常是將信號光纖01的涂敷層013剝除一段，將小段實芯石英棒02多級連接在剝除涂敷層013的包層012上，實芯石英棒02的直徑也小于信號光纖01包層012的直徑，多根小直徑的實芯石英棒02沿著信號光纖01包層012的表面規(guī)則或不規(guī)則的分散設(shè)置，并且，實芯石英棒02與信號光纖01軸向平行，實芯石英棒02的折射率不小于包層012的折射率。由于在包層012的外表面連接了軸向平行的實芯石英棒02，且其折射率等于或者大于包層012的折射率，在貼合區(qū)域，信號光纖01包層012中傳輸?shù)陌鼘庸夤β矢鶕?jù)面積比例進行重新分配，部分包層光耦合進入小直徑的實芯石英棒02中傳輸，實芯石英棒02對泵浦光和信號光的吸收較低，最終通過表面折射將光能耗散至空氣中，降低剝除區(qū)域光纖表面的溫度。

本發(fā)明實施例在信號光纖01的包層012上連接多根小直徑的實芯石英棒02，將信號光纖包層012中的殘余光耦合進入實芯石英棒02中傳輸，最終耗散至空氣中，進而避免殘余光導(dǎo)致的局部高溫甚至燒毀光纖的問題，提高了光纖激光系統(tǒng)的可靠性；該結(jié)構(gòu)可以同時實現(xiàn)正向傳輸包層光和反射包層光的雙向功率剝除功能，并且具有插入損耗低的優(yōu)點，可提高激光系統(tǒng)的可靠性，尤其 適合用于高功率光纖激光裝置中。

優(yōu)選地，多根小直徑的實芯石英棒02的直徑和光學(xué)折射率相同，進一步地，實芯石英棒02與信號光纖01的包層012的光學(xué)折射率相同。在其他實施例中，實芯石英棒02的折射率也可以大于包層012的折射率。

進一步地，實芯石英棒02可以通過熔融的方式與包層012的外表面熔接并且相切，同時各實芯石英棒02的共同外切同一圓周。如圖2和圖3，多根實芯石英棒02環(huán)繞信號光纖01包層012的徑向(圓周方向)分布，同時沿著信號光纖01的軸向多級分布，如圖1，并在在信號光纖01的徑向和軸向均勻分布，以使得包層012各處的光均勻的耦合進入實芯石英棒02。進一步如圖2，實芯石英棒在信號光纖包層的徑向分布可以是相互對稱的兩組；如圖3，也可以是依次相切排布的多組，本實施例不局限于上述數(shù)量，也可以為三組、四組、五組等。

進一步地，本實施例中的信號光纖01可以是雙包層012光纖，其包括內(nèi)包層和外包層，涂敷層013和外包層被剝除一段，實芯石英棒02連接在內(nèi)包層表面，其折射率不小于內(nèi)包層的折射率。當(dāng)然，在其他實施例中，實芯石英棒02也可以連接在外包層表面，其折射率不小于外包層的折射率。

本發(fā)明提供的光纖包層殘余光濾除結(jié)構(gòu)在信號光纖包層012上連接多根實芯石英棒02，逐步將信號光纖01中包層光耦合至實芯石英棒02中，最終耗散至空氣中，降低了剝除區(qū)域光纖表面的溫度，該結(jié)構(gòu)可以同時實現(xiàn)正向傳輸包層光和反射包層光的雙向剝除功能，并且具有插入損耗低等優(yōu)點，提高了激光系統(tǒng)的安全性，適合用于高功率的激光器，因此本發(fā)明還提供一種光纖激光器，包括上述的光纖包層殘余光濾除結(jié)構(gòu)，采用了上述濾除結(jié)構(gòu)后，有效提高了激光器的安全性和可靠性。

以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換或改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于激光技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種光纖包層殘余光濾除結(jié)構(gòu)，包括信號光纖以及連接于信號光纖的包層的外表面的多根實芯石英棒，實芯石英棒與信號光纖軸向平行，實芯石英棒的折射率不小于包層的折射率，包層中的殘余光耦合進入所述實芯石英棒并最終耗散至空氣中。本發(fā)明在信號光纖的包層上連接多根小直徑的實芯石英棒，將信號光纖包層中的殘余光耦合進入實芯石英棒中傳輸，最終耗散至空氣中，進而避免殘余光導(dǎo)致的局部高溫甚至燒毀光纖的問題，提高了光纖激光系統(tǒng)的可靠性；該結(jié)構(gòu)可以同時實現(xiàn)正向傳輸包層光和反射包層光的雙向功率剝除功能，并且具有插入損耗低的優(yōu)點，可提高激光系統(tǒng)的可靠性，尤其適合用于高功率光纖激光裝置中。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭家容;董杰;葉銘森
受保護的技術(shù)使用者：深圳朗光科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.02.29
技術(shù)公布日：2017.09.05