專利名稱：一種光纖側(cè)泵功率合成器及激光加工系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于功率合成器件領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖側(cè)泵功率合成器及激光加工系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光纖側(cè)泵功率合成器主要功能在于，把傳輸光纖內(nèi)的能量盡可能多地傳輸至合成光纖內(nèi)，并且要求盡可能少地破壞合成光纖原有的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。鑒定一個(gè)功率合成器的優(yōu)劣有如下幾個(gè)主要因素1、傳輸光纖內(nèi)的能量進(jìn)入合成光纖的效率即稱合效率；2、合成光纖保持原有特性的程度，包括纖芯、包層等的特性；3、器件的反向隔離度，即反向的各種光回到合成光纖以及傳輸光纖內(nèi)的程度；4、器件承受功率的程度，應(yīng)使得泄漏的光盡可能少影 響器件質(zhì)量；5、器件長期可靠性、穩(wěn)定性。而現(xiàn)有光纖側(cè)泵功率合成器會破壞合成光纖的纖芯結(jié)構(gòu)，工藝復(fù)雜，不利于將傳輸光纖內(nèi)的光傳輸至合成光纖內(nèi)，反向隔離度差，容易帶入雜質(zhì)，難以承受大功率的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種光纖側(cè)泵功率合成器，旨在解決現(xiàn)有光纖側(cè)泵功率合成器容易破壞合成光纖的纖芯結(jié)構(gòu)，工藝復(fù)雜，容易帶入雜質(zhì)，不利于將傳輸光纖內(nèi)的光傳輸至合成光纖內(nèi)，反向隔離度差，難以承受大功率的問題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種光纖側(cè)泵功率合成器，包括合成光纖和接入所述合成光纖的傳輸光纖，所述合成光纖和傳輸光纖均具有去除表層的結(jié)合部，所述傳輸光纖的結(jié)合部具有一與所述合成光纖的結(jié)合部相配合的內(nèi)凹區(qū)，所述傳輸光纖的結(jié)合部通過其內(nèi)凹區(qū)熔接于所述合成光纖的結(jié)合部。本發(fā)明實(shí)施例的另一目的在于提供一種激光加工系統(tǒng)，所述激光加工系統(tǒng)包括上述光纖側(cè)泵功率合成器。本發(fā)明實(shí)施例中傳輸光纖的結(jié)合部具有一與合成光纖的結(jié)合部相配合的內(nèi)凹區(qū)，而后使傳輸光纖的結(jié)合部通過其內(nèi)凹區(qū)熔接于合成光纖的結(jié)合部，這樣無需改變合成光纖的纖芯結(jié)構(gòu)，工藝簡單，不易帶入雜質(zhì)，使傳輸光纖內(nèi)的光更多地傳輸至合成光纖內(nèi)，反向隔離度高，且可承受較大功率。如此使得本光纖側(cè)泵功率合成器適用于各種激光加工系統(tǒng)。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖側(cè)泵功率合成器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是傳輸光纖的結(jié)合部緊靠在合成光纖的結(jié)合部的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是傳輸光纖的結(jié)合部立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是傳輸光纖的結(jié)合部的正視圖；圖5是傳輸光纖的結(jié)合部熔接于合成光纖的示意圖；圖6是三根傳輸光纖的結(jié)合部熔接于合成光纖同一結(jié)合部的結(jié)構(gòu)示意圖7是六根傳輸光纖的結(jié)合部熔接于合成光纖同一結(jié)合部的結(jié)構(gòu)不意圖；圖8是圖7的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例中傳輸光纖的結(jié)合部具有一與合成光纖的結(jié)合部相配合的內(nèi)凹區(qū)，而后使傳輸光纖的結(jié)合部通過其內(nèi)凹區(qū)熔接于合成光纖的結(jié)合部，這樣無需改變合成光纖的纖芯結(jié)構(gòu)，工藝簡單，不易帶入雜質(zhì)，使傳輸光纖內(nèi)的光更多地傳輸至合成光纖內(nèi)，反向隔離度高，且可承受較大功率。本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖側(cè)泵功率合成器包括合成光纖和接入所述合成光纖的 傳輸光纖，所述合成光纖和傳輸光纖均具有去除表層的結(jié)合部，所述傳輸光纖的結(jié)合部具有一與所述合成光纖的結(jié)合部相配合的內(nèi)凹區(qū)，所述傳輸光纖的結(jié)合部通過其內(nèi)凹區(qū)熔接于所述合成光纖的結(jié)合部。本發(fā)明實(shí)施例提供的激光加工系統(tǒng)包括上述光纖側(cè)泵功率合成器。以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖I和圖2所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖側(cè)泵功率合成器包括合成光纖10和接入該合成光纖10的傳輸光纖11。該合成光纖10和傳輸光纖11均具有去除表層的結(jié)合部，其中傳輸光纖11的結(jié)合部110具有一與合成光纖10的結(jié)合部100相配合的內(nèi)凹區(qū)111。制作時(shí)使傳輸光纖的結(jié)合部110通過其內(nèi)凹區(qū)111熔接于合成光纖的結(jié)合部100，這樣無需改變合成光纖10的纖芯結(jié)構(gòu)，工藝簡單，不易帶入雜質(zhì)，使傳輸光纖11內(nèi)的光更多地傳輸至合成光纖10內(nèi)，反向隔離度高，且可承受較大功率。本發(fā)明實(shí)施例中合成光纖10和傳輸光纖11為單模光纖、多模光纖、多包層光纖、光子晶體光纖等各種能夠傳輸能量的光纖。上述內(nèi)凹區(qū)111具有一楔面112及弧形開口113，以更好地與合成光纖的結(jié)合部100配合，如圖3和圖4所示。作為優(yōu)選，上述楔面112的傾角為3 45°，如此將使更多的光從傳輸光纖11進(jìn)入合成光纖10，利于提升耦合效率。另外，弧形開口 113的弦長L為其直徑 直徑的五分之三，此直徑即傳輸光纖的結(jié)合部的直徑，有助于內(nèi)凹區(qū)111緊靠合成光纖的結(jié)合部100后燒結(jié)在一起，提高良率。制作時(shí)，先移除合成光纖10中間部分表層(如樹脂涂層)形成結(jié)合部100 ;接著移除傳輸光纖11 一端表層(如樹脂涂層)，以形成結(jié)合部110。然后磨拋該傳輸光纖11的結(jié)合部110，以形成楔面112 ;接著通過腐蝕或激光加工形成具有弧形開口 113的內(nèi)凹區(qū)111。而后將傳輸光纖11的內(nèi)凹區(qū)111緊靠在合成光纖的結(jié)合部100形成熔接處12。最后由火焰16燒結(jié)、電弧放電、激光加熱等對熔接處12直接或間接加熱，如圖5所示；從而使傳輸光纖11的結(jié)合部110平滑熔接于合成光纖10的結(jié)合部100，這樣傳輸光纖11內(nèi)的光將傳輸至合成光纖10內(nèi)，損耗極少。根據(jù)公式Aini2 sin2 Θ j = A0n02 sin2 Θ ^，其中A為光纖斷面面積，η為折射率，θ為端面最大發(fā)散角，由于sin θ 二嫩^從二屯^匕所以^ = ·^其中，屯為上述光纖楔區(qū)輸入端的直徑，NAin為該輸入端的數(shù)值孔徑；d。為上述光纖楔區(qū)輸出端的直徑，NAout
為該輸出端的數(shù)值孔徑。當(dāng)NAm<NA t·^時(shí)，將使傳輸光纖11內(nèi)的光更多地傳輸至合成
di
光纖10內(nèi)。進(jìn)一步地，于熔接處12涂覆低折射率膠17，從熔接處12泄漏的光經(jīng)全反射后進(jìn)入合成光纖10，亦有助于提升耦合效率。如圖6 8所不,為提升合成器的功率，由多根傳輸光纖11均布于合成光纖10的同一結(jié)合部100。此外，沿合成光纖10軸向設(shè)多個(gè)結(jié)合部，各結(jié)合部均熔接有多根傳輸光纖11，以進(jìn)一步提升合成器的功率。 本發(fā)明實(shí)施例中傳輸光纖的結(jié)合部具有一與合成光纖的結(jié)合部相配合的內(nèi)凹區(qū)，而后使傳輸光纖的結(jié)合部通過其內(nèi)凹區(qū)熔接于合成光纖的結(jié)合部，這樣無需改變合成光纖的纖芯結(jié)構(gòu)，工藝簡單，不易帶入雜質(zhì)，使傳輸光纖內(nèi)的光更多地傳輸至合成光纖內(nèi)，反向隔離度高，且可承受較大功率。同時(shí)，磨拋、腐蝕內(nèi)凹區(qū)使其具有一楔面及弧形開口，以更好地與合成光纖的結(jié)合部配合。此外，可于合成光纖軸向設(shè)多個(gè)結(jié)合部，各結(jié)合部熔接多根傳輸光纖，以進(jìn)一步提升合成器的功率。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)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、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光纖側(cè)泵功率合成器，包括合成光纖和接入所述合成光纖的傳輸光纖，其特征在于，所述合成光纖和傳輸光纖均具有去除表層的結(jié)合部，所述傳輸光纖的結(jié)合部具有一與所述合成光纖的結(jié)合部相配合的內(nèi)凹區(qū)，所述傳輸光纖的結(jié)合部通過其內(nèi)凹區(qū)熔接于所述合成光纖的結(jié)合部。
2.如權(quán)利要求I所述的光纖側(cè)泵功率合成器，其特征在于，所述內(nèi)凹區(qū)具有一楔面及弧形開口。
3.如權(quán)利要求2所述的光纖側(cè)泵功率合成器，其特征在于，所述楔面的傾角為3 45。。
4.如權(quán)利要求2或3所述的光纖側(cè)泵功率合成器，其特征在于，所述弧形開口的弦長L為其直徑 直徑的五分之三。
5.如權(quán)利要求4所述的光纖側(cè)泵功率合成器，其特征在于，所述傳輸光纖的結(jié)合部經(jīng)磨拋、腐蝕加工使其具有一內(nèi)凹區(qū)。
6.如權(quán)利要求5所述的光纖側(cè)泵功率合成器,其特征在于，所述傳輸光纖與合成光纖的熔接處涂覆有低折射率膠。
7.如權(quán)利要求I、2、3、5或6所述的光纖側(cè)泵功率合成器,其特征在于,多根傳輸光纖均布于所述合成光纖的結(jié)合部。
8.如權(quán)利要求1、2、3、5或6所述的光纖側(cè)泵功率合成器，其特征在于，沿所述合成光纖的軸向設(shè)有多個(gè)結(jié)合部。
9.如權(quán)利要求8所述的光纖側(cè)泵功率合成器，其特征在于，各結(jié)合部均熔接有多根傳輸光纖。
10.一種激光加工系統(tǒng)，其特征在于，所述激光加工系統(tǒng)包括權(quán)利要求I 9中任一項(xiàng)所述的光纖側(cè)泵功率合成器。
全文摘要
本發(fā)明適用于功率合成器件領(lǐng)域，提供了一種光纖側(cè)泵功率合成器及激光加工系統(tǒng)，所述光纖側(cè)泵功率合成器包括合成光纖和接入所述合成光纖的傳輸光纖，所述合成光纖和傳輸光纖均具有去除表層的結(jié)合部，所述傳輸光纖的結(jié)合部具有一與所述合成光纖的結(jié)合部相配合的內(nèi)凹區(qū)，所述傳輸光纖的結(jié)合部通過其內(nèi)凹區(qū)熔接于所述合成光纖的結(jié)合部。這樣無需改變合成光纖的纖芯結(jié)構(gòu)，工藝簡單，不易帶入雜質(zhì)，使傳輸光纖內(nèi)的光更多地傳輸至合成光纖內(nèi)，反向隔離度高，且可承受較大功率。如此使得本光纖側(cè)泵功率合成器適用于各種激光加工系統(tǒng)。
文檔編號G02B6/255GK102879860SQ20111019569
公開日2013年1月16日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者施建宏, 張翔, 茅仲明 申請人:萊特爾科技(深圳)有限公司