一種多芯光纖激光器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬涉及一種光纖激光器，特別是一種多芯光纖激光器。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖激光器因具有光束質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)換效率高、系統(tǒng)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)已成為各個領(lǐng)域的應(yīng)用研究熱點(diǎn)。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，市場對光纖激光器的輸出功率及光束質(zhì)量提出了更高的要求。
[0003]盡管在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)實(shí)現(xiàn)單個光纖輸出超過lkW的單模激光，而且實(shí)現(xiàn)這種激光需要嚴(yán)格的條件，難以工程應(yīng)用;但是隨著激光技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，以及材料加工、空間通信、激光雷達(dá)、光電對抗、激光武器等的發(fā)展，需要高功率、高質(zhì)量、高強(qiáng)度和超亮度的激光，要求單模輸出功率達(dá)到MW甚至GW量級。僅僅采用單模有源纖芯的雙包層摻稀土光纖激光器，由于單模有源纖芯芯徑小于20μπι，受到非線性、結(jié)構(gòu)因素和衍射極限的限制，承受的光功率密度有限，其光學(xué)損壞危險成為實(shí)現(xiàn)大功率單模光纖激光器的一大挑戰(zhàn)。除了光學(xué)損壞外，由于大功率光產(chǎn)生的熱也會損壞光纖，甚至?xí)罱K融化纖芯。
[0004]采用多芯光纖的光纖激光器實(shí)現(xiàn)單模輸出，已經(jīng)得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)。文獻(xiàn)中采用的多芯光纖有效模場面積達(dá)到465μπι2，比普通單模光纖模場面積大得多，因此這種采用多芯光纖的激光器能輸出比采用單模光纖的激光器更高的功率。
[0005]然而這種單模激光器采用的多芯光纖，對光纖纖芯的芯徑以及相鄰纖芯之間的距離得精確的設(shè)計，對光纖纖芯的芯徑一致性要求高，對光纖纖芯的芯徑以及相鄰纖芯之間的距離的容許誤差小，批量生產(chǎn)成品率低。一旦多芯光纖設(shè)計完成了，光纖纖芯之間的耦合將無法改變與控制，若各光纖纖芯的芯徑以及相鄰纖芯之間的距離超過容許誤差，這種多芯光纖不滿足輸出單模激光的條件。
[0006]并且目前的多芯光纖激光器大多采用單芯光纖激光器作為種子源、只有放大器部分使用多芯光纖的ΜΟΡΑ結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)(參見專利201410221420.2《一種高功率多芯光纖激光器》)。該專利的結(jié)構(gòu)中，種子源部分為單芯光纖震蕩，種子源的輸出通過多芯光纖耦合器耦合進(jìn)入多芯有源光纖進(jìn)行功率放大并輸出。這種ΜΟΡΑ結(jié)構(gòu)需要制作帶有單芯到多芯過渡功能的多芯光纖耦合器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作難度高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型要解決的問題是為了克服傳統(tǒng)多芯光纖激光器的上述缺陷，提供一種能夠提高光纖激光器的輸出功率、簡化多芯率光纖激光器的生產(chǎn)制造流程、提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性的多芯光纖激光器。
[0008]為了解決上述問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0009]—種多芯光纖激光器，包括多芯NX 1光纖栗浦親合器，所述多芯NX 1光纖栗浦親合器的輸出端按照栗浦光的輸出方向依次恪接有多芯高反光纖光柵、多芯有源光纖和多芯低反光纖光柵，由NX 1光纖栗浦親合器1親合進(jìn)入多芯光纖中的栗浦光經(jīng)多芯高反光纖光柵注入多芯有源光纖中，在多芯高反光纖光柵和多芯低反光纖光柵的作用下在每個纖芯中形成激光激射，最終透過多芯低反光纖光柵輸出。
[0010]以下是本實(shí)用新型對上述方案的進(jìn)一步優(yōu)化:
[0011 ]多芯NX 1光纖栗浦親合器包括其端面恪接為一體的輸入光纖束和輸出多芯光纖。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)化:輸入光纖束包括至少兩根輸入栗浦光纖，該輸入光纖束的直徑拉錐后形成輸入光纖束包層和輸入光纖纖芯。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)化:輸出多芯光纖由輸出多芯光纖包層和輸出多芯光纖纖芯組成。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)化:所述多芯有源光纖為雙包層多芯光纖。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)化:輸入栗浦光纖為單包層單芯栗浦光纖，輸出多芯光纖為雙包層多芯光纖。
[0016]進(jìn)一步優(yōu)化::輸入光纖束與輸出多芯光纖熔接時，輸入光纖纖芯的端面與輸出多芯光纖纖芯的端面之間為非對準(zhǔn)或非完全對準(zhǔn)。
[0017]進(jìn)一步優(yōu)化:多芯高反光纖光柵和多芯低反光纖光柵的輸入光纖與輸出光纖一致，為雙包層多芯光纖且每根纖芯上均刻有光柵。
[0018]進(jìn)一步優(yōu)化:多芯高反光纖光柵的纖芯、多芯低反光纖光柵的纖芯與多芯有源光纖的纖芯分別熔接時，完全對準(zhǔn)。
[0019]進(jìn)一步優(yōu)化:多芯高反光纖光柵的纖芯與輸出多芯光纖的纖芯分別熔接時，非對準(zhǔn)或非完全對準(zhǔn)。
[0020]本實(shí)用新型采用上述方案，只在多芯高反光纖光柵和多芯低反光纖光柵分別與多芯有源光纖熔接時需要纖芯完全對準(zhǔn)，多芯NX 1光纖栗浦耦合器與多芯高反光纖光柵熔接時無需纖芯對準(zhǔn)，降低了多芯光纖激光器的制作難度，提高了多芯光纖激光器系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)高功率單纖激光輸出，有效降低或避免非線性效應(yīng)，結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)換效率高、穩(wěn)定可靠。
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
【附圖說明】
[0022]附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的多芯光纖激光器示意圖；
[0023]附圖2a是以3X1為例的多芯NX1光纖栗浦耦合器示意圖；
[0024]附圖2b是以3X 1為例的多芯NX 1光纖栗浦耦合器輸入光纖截面示意圖；
[0025]附圖2c是以3X 1為例的多芯NX 1光纖栗浦耦合器輸入栗浦光纖熔錐區(qū)截面示意圖；
[0026]附圖2d是以3X1為例的多芯NX1光纖栗浦耦合器輸出多芯光纖截面示意圖；
[0027]附圖2e是以3XI為例的多芯NX 1光纖栗浦耦合器輸入栗浦光纖與輸出多芯光纖熔接點(diǎn)截面示意圖；
[0028]圖中:1-多芯NX 1光纖栗浦耦合器;2-多芯高反光纖光柵;3-多芯有源光纖;4_多芯低反光纖光柵;5、6、7_輸入栗浦光纖;8-輸出多芯光纖;9-恪接點(diǎn)；10-輸入光纖纖芯；11-輸入光纖束包層；12-輸出多芯光纖纖芯；13-輸出多芯光纖包層。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。
[0030]如圖1所示，一種多芯光纖激光器，包括多芯NX 1光纖栗浦耦合器1，