本申請屬于光纖激光器，具體地，涉及一種用于光纖激光器的光纖盤。

背景技術：

1、保偏光纖被廣泛應用于綠光、紫外光等光纖激光器，隨著技術的不斷成熟，光纖激光器的功率越來越高，同時在高精度技術制造的需求下，對光纖激光器的光束質(zhì)量、穩(wěn)定性的要求也越來越高。保偏光纖由于其特有的偏振態(tài)傳輸特性，在應用過程中容易出現(xiàn)由盤纖應力或光纖溫度變化等因素導致的偏振不穩(wěn)定，尤其是光纖內(nèi)應力導致的雙折射改變偏振，從而導致最終輸出的光束質(zhì)量、消光比、像散及功率等參數(shù)產(chǎn)生較大抖動。

2、目前國內(nèi)已有多個研究單位及激光制造公司嘗試改變光纖固有參數(shù)來優(yōu)化輸出，但仍沒有報道可穩(wěn)定量產(chǎn)的保偏特種光纖。現(xiàn)有技術中?；诂F(xiàn)有保偏光纖設計盤纖曲線或光纖盤等進行優(yōu)化，但是最終輸出的結(jié)果仍然不能滿足部分超高指標加工要求。

3、比如現(xiàn)有技術中通過改變應力區(qū)的幾何形狀，如設計成領結(jié)、橢圓形等，精確控制摻雜濃度調(diào)控雙折射區(qū)域變化，但是這種保偏特種光纖無法實現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)；再比如采用八字形等盤繞方式或光纖內(nèi)嵌環(huán)等方式，可在一定程度上減小光纖部分段的應力，但是光纖的高功率放大應力仍然十分明顯。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N用于光纖激光器的光纖盤，從應力致偏振、熱致偏振等抖動來源進行分析，通過優(yōu)化閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)以最大程度減小光纖功率放大過程中的應力變化，達到優(yōu)化輸出偏振消光比、光束質(zhì)量、像散、穩(wěn)定性等參數(shù)。

2、一種用于光纖激光器的光纖盤，包括多圈閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)，每一圈所述閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)均包括第一圓弧部、第二圓弧部、第一盤纖部和第二盤纖部，所述第一圓弧部、所述第一盤纖部、所述第二圓弧部和所述第二盤纖部的首尾端依次連接組成一個所述閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)；其中，

3、所述第一圓弧部和所述第二圓弧部均向所述閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)的外側(cè)凹陷；

4、所述第一圓弧部和所述第二圓弧部處的光纖直徑均小于所述第一盤纖部和所述第二盤纖部處的光纖直徑。

5、優(yōu)選地，所述第一圓弧部、所述第二圓弧部、所述第一盤纖部和所述第二盤纖部處的光纖均包括纖芯和包層，所述包層包覆在所述纖芯的外側(cè)，所述第一盤纖部和所述第二盤纖部處的光纖還包括涂覆層，所述涂覆層包覆在所述第一盤纖部和所述第二盤纖部處的光纖的包層的外側(cè)。

6、優(yōu)選地，所述第一圓弧部和所述第二圓弧部處的光纖還包括散熱層，所述散熱層包覆在所述第一圓弧部和所述第二圓弧部處的光纖的包層的外側(cè)；

7、所述散熱層的厚度小于所述涂覆層的厚度。

8、優(yōu)選地，所述第一圓弧部和所述第二圓弧部的直徑大小相同，所述第一盤纖部和所述第二盤纖部的直徑大小相同；和/或，

9、所述第一圓弧部和所述第二圓弧部的曲率半徑相同。

10、在本申請的其中一種方案中，所述第一盤纖部和所述第二盤纖部均為直線盤纖部。

11、在本申請的另一種方案中，所述第一盤纖部包括依次連接在一起的第一彎曲部、第二彎曲部和第三彎曲部，所述第一彎曲部遠離所述第二彎曲部的一端與所述第一圓弧部的一端連接，所述第三彎曲部遠離所述第二彎曲部的一端與所述第二圓弧部的一端連接；

12、所述第二盤纖部包括依次連接在一起的第四彎曲部、第五彎曲部和第六彎曲部，所述第四彎曲部遠離所述第五彎曲部的一端與所述第一圓弧部的另一端連接，所述第六彎曲部遠離所述第五彎曲部的一端與所述第二圓弧部的另一端連接。

13、優(yōu)選地，所述第一彎曲部、所述第三彎曲部、所述第四彎曲部和所述第六彎曲部均向所述閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)凹陷，所述第二彎曲部和所述第五彎曲部均向所述閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)的外側(cè)凹陷。

14、優(yōu)選地，所述第二彎曲部和所述第五彎曲部的曲率半徑相等。

15、優(yōu)選地，所述第一彎曲部、所述第三彎曲部、所述第四彎曲部和所述第六彎曲部的曲率半徑相等。

16、優(yōu)選地，所述第一圓弧部和所述第二圓弧部的曲率半徑均小于所述第二彎曲部和所述第五彎曲部的曲率半徑。

17、本申請的有益效果是：

18、1、第一圓弧部和第二圓弧部受內(nèi)應力的影響最大，將第一圓弧部和第二圓弧部的直徑設計成小于第一盤纖部和第二盤纖部的直徑，可以有效減小第一圓弧部和第二圓弧部處光纖向外擴張的內(nèi)應力；

19、2、第一圓弧部和第二圓弧部處的光纖的包層的外側(cè)包覆散熱層，可以有效提高光纖的散熱能力，更優(yōu)的光纖散熱可以減小功率放大過程中光纖升溫產(chǎn)生的熱致偏振不穩(wěn)定；

20、3、第二彎曲部和第五彎曲部均向閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)的外側(cè)凹陷，第一彎曲部、第三彎曲部、第四彎曲部和第六彎曲部均向閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)凹陷，使第一盤纖部和第二盤纖部均具有一定的彎曲弧度，從而減小模式泄露產(chǎn)生的發(fā)熱；以包覆有涂覆層的微彎曲的第一盤纖部和第二盤纖部作為盤纖操作區(qū)，可以避免盤纖過程中光纖損傷。

技術特征：

1.一種用于光纖激光器的光纖盤，其特征在于，包括多圈閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)，每一圈所述閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)均包括第一圓弧部(1)、第二圓弧部(2)、第一盤纖部(3)和第二盤纖部(4)，所述第一圓弧部(1)、所述第一盤纖部(3)、所述第二圓弧部(2)和所述第二盤纖部(4)的首尾端依次連接組成一個所述閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)；其中，

2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于光纖激光器的光纖盤，其特征在于，所述第一圓弧部(1)、所述第二圓弧部(2)、所述第一盤纖部(3)和所述第二盤纖部(4)處的光纖均包括纖芯和包層，所述包層包覆在所述纖芯的外側(cè)，所述第一盤纖部(3)和所述第二盤纖部(4)處的光纖還包括涂覆層，所述涂覆層包覆在所述第一盤纖部(3)和所述第二盤纖部(4)處的光纖的包層的外側(cè)。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種用于光纖激光器的光纖盤，其特征在于，所述第一圓弧部(1)和所述第二圓弧部(2)處的光纖還包括散熱層，所述散熱層包覆在所述第一圓弧部(1)和所述第二圓弧部(2)處的光纖的包層的外側(cè)；

4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于光纖激光器的光纖盤，其特征在于，所述第一圓弧部(1)和所述第二圓弧部(2)的直徑大小相同，所述第一盤纖部(3)和所述第二盤纖部(4)的直徑大小相同；和/或，

5.根據(jù)權利要求1-4任一所述的一種用于光纖激光器的光纖盤，其特征在于，所述第一盤纖部(3)和所述第二盤纖部(4)均為直線盤纖部。

6.根據(jù)權利要求1-4任一所述的一種用于光纖激光器的光纖盤，其特征在于，所述第一盤纖部(3)包括依次連接在一起的第一彎曲部(31)、第二彎曲部(32)和第三彎曲部(33)，所述第一彎曲部(31)遠離所述第二彎曲部(32)的一端與所述第一圓弧部(1)的一端連接，所述第三彎曲部(33)遠離所述第二彎曲部(32)的一端與所述第二圓弧部(2)的一端連接；

7.根據(jù)權利要求6所述的一種用于光纖激光器的光纖盤，其特征在于，所述第一彎曲部(31)、所述第三彎曲部(33)、所述第四彎曲部(41)和所述第六彎曲部(43)均向所述閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)凹陷，所述第二彎曲部(32)和所述第五彎曲部(42)均向所述閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)的外側(cè)凹陷。

8.根據(jù)權利要求7所述的一種用于光纖激光器的光纖盤，其特征在于，所述第二彎曲部(32)和所述第五彎曲部(42)的曲率半徑相等。

9.根據(jù)權利要求7所述的一種用于光纖激光器的光纖盤，其特征在于，所述第一彎曲部(31)、所述第三彎曲部(33)、所述第四彎曲部(41)和所述第六彎曲部(43)的曲率半徑相等。

10.根據(jù)權利要求7所述的一種用于光纖激光器的光纖盤，其特征在于，所述第一圓弧部(1)和所述第二圓弧部(2)的曲率半徑均小于所述第二彎曲部(32)和所述第五彎曲部(42)的曲率半徑。

技術總結(jié)
本申請?zhí)岢鲆环N用于光纖激光器的光纖盤，包括多圈閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)，每一圈閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)均包括第一圓弧部、第二圓弧部、第一盤纖部和第二盤纖部，第一圓弧部、第一盤纖部、第二圓弧部和第二盤纖部的首尾端依次連接組成一個所述閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)；第一圓弧部和第二圓弧部均向閉環(huán)盤繞結(jié)構(gòu)的外側(cè)凹陷；第一圓弧部和第二圓弧部處的光纖直徑均小于第一盤纖部和第二盤纖部處的光纖直徑。本申請可有效減小第一圓弧部和第二圓弧部處光纖向外擴張的內(nèi)應力，并且本申請在第一圓弧部和第二圓弧部處用散熱層替代原有的涂覆層，可以有效提高光纖的散熱能力。

技術研發(fā)人員：李雨塵,梁喬春,歐陽書展,劉偉,王程飛
受保護的技術使用者：武漢帝爾激光科技股份有限公司
技術研發(fā)日：20231221
技術公布日：2024/12/23