一種光纖合束器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種光纖合束器，上蓋通過(guò)螺絲固定在底殼體上部；光波導(dǎo)錐體安裝在底殼體內(nèi)的V型槽上；光波導(dǎo)錐體由石英毛細(xì)管和光纖組束組成；光纖組束包括組束一、組束二和組束三；組束一由兩根泵浦光纖、一根雙包層無(wú)源信號(hào)輸入光纖組成；在泵浦光纖和無(wú)源信號(hào)輸入光纖的光纖涂覆層上點(diǎn)有膠水固定；組束一內(nèi)的泵浦光纖，無(wú)源信號(hào)輸入光纖，組束二內(nèi)的泵浦光纖和組束三內(nèi)的泵浦光纖前部去除光纖涂覆層將裸光纖插在石英毛細(xì)管內(nèi)部。對(duì)合束器裝置進(jìn)行涂覆、點(diǎn)膠固定、封裝，制成的合束器可以應(yīng)用于輸出峰值功率在50kW的超短脈沖光纖激光器系統(tǒng)當(dāng)中。光纖合束器性能穩(wěn)定，光傳輸效率高，適用于高峰值功率的光纖激光器和放大器中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種光纖合束器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及信號(hào)傳輸裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖合束器。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖合束器是一種將多根光纖之間或光源與光纖之間實(shí)現(xiàn)光功率定向傳輸?shù)臒o(wú)源器件。在高功率的全纖化激光器中扮演著重要的角色，和傳統(tǒng)的耦合方式相比，它有著耦合效率高，適合在大功率下工作等優(yōu)點(diǎn)，由于是光纖器件，很容易和其它光纖器件無(wú)縫連接、構(gòu)成全光纖結(jié)構(gòu)。
[0003]光纖合束器可以分成兩類(lèi)，一種為NX I型的光纖合束器。NX I光纖合束器將N根多模栗浦輸入光纖制成捆狀光纖束，并進(jìn)行拉錐、切割、并于一根多模光纖或者雙包層無(wú)源信號(hào)輸出光纖熔接。另一種為(N+l) X I型光纖合束器。由N根多模栗浦光纖和一根雙包層無(wú)源信號(hào)輸入光纖組成捆狀光纖束，并進(jìn)行拉錐、切割與一根雙包層無(wú)源信號(hào)輸出光纖熔接。和NX I光纖合束器不同的是，(N+l) X I型光纖合束器N根多模光纖要均勻的分布在輸入信號(hào)光纖的周?chē)?br>[0004]光纖激光器具有光束質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、易散熱、工作穩(wěn)定性好等眾多優(yōu)點(diǎn)。特別是超短脈沖激光器，基于鎖模方式實(shí)現(xiàn)的超短脈沖激光，在時(shí)域上具有極短的脈沖持續(xù)時(shí)間，同時(shí)在較低的平均功率下就可以產(chǎn)生極高的峰值功率。這種窄脈寬，高峰值功率的特性，使得超短脈沖在很多領(lǐng)域具有無(wú)可替代的作用。但是高峰值功率、高能量的光無(wú)源器件的發(fā)展限制了超短脈沖激光器。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對(duì)上述問(wèn)題中存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種光纖合束器。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種光纖合束器，包括:
[0007]壓模，所述壓模包括底殼體，上蓋通過(guò)螺絲固定在所述底殼體上部；
[0008]光波導(dǎo)錐體安裝在所述底殼體內(nèi)的V型槽上；
[0009]所述光波導(dǎo)錐體由石英毛細(xì)管和光纖組束組成，所述光波導(dǎo)錐前端熔接有無(wú)源信號(hào)輸出光纖；
[0010]所述光纖組包括組束一、組束二和組束三；
[0011 ]所述組束一由兩根栗浦光纖和一根無(wú)源信號(hào)輸入光纖組成；
[0012]在所述栗浦光纖和所述無(wú)源信號(hào)輸入光纖的光纖涂覆層上點(diǎn)有膠水固定；
[0013]所述組束二由兩根栗浦光纖組成，在所述栗浦光纖的光纖涂覆層上點(diǎn)有膠水固定；
[0014]所述組束三由兩根栗浦光纖組成，在所述栗浦光纖的光纖涂覆層上點(diǎn)有膠水固定；
[0015]所述組束一內(nèi)的所述栗浦光纖、所述無(wú)源信號(hào)輸入光纖、所述組束二內(nèi)的所述栗浦光纖、所述組束三內(nèi)的所述栗浦光纖前部去除所述光纖涂覆層并將裸光纖插在所述石英毛細(xì)管內(nèi)部。
[0016]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，去除所述光纖涂覆層的裸光纖部分長(zhǎng)度大于所述石英毛細(xì)管的長(zhǎng)度。
[0017]作為本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)，所述組束一直徑為125 X 2+130 = 380微米。
[0018]作為本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述無(wú)源信號(hào)輸出光纖為10\130或25\250或20\400的雙包層光纖。
[0019]作為本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述無(wú)源信號(hào)輸入光纖為10\130或25\250或20\400的雙包層光纖。
[0020]作為本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述栗浦光纖為105\125的光纖。
[0021 ]作為本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述石英毛細(xì)管長(zhǎng)度為10-20cm。
[0022]作為本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述石英毛細(xì)管長(zhǎng)度為15cm。
[0023]作為本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述石英毛細(xì)管內(nèi)徑為400微米、外徑500微米。
[0024]本實(shí)用新型的有益效果為:通過(guò)將多根多模光纖或多根多模光纖與一根無(wú)源信號(hào)輸入光纖制成由毛細(xì)管組成的捆狀光纖束，在拉錐機(jī)上進(jìn)行熔融拉錐，并在與無(wú)源信號(hào)輸出光纖直徑相匹配的位置，對(duì)拉錐錐體進(jìn)行切割，之后與雙包層的無(wú)源信號(hào)輸出光纖進(jìn)行熔接。最后對(duì)合束器裝置進(jìn)行涂覆、點(diǎn)膠固定，封裝，制成的合束器可以應(yīng)用于輸出峰值功率在50kW的超短脈沖光纖激光器系統(tǒng)當(dāng)中。光纖合束器性能穩(wěn)定，光傳輸效率高，適用于高峰值功率的光纖激光器和放大器中。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型一種光纖合束器的主視圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型一種光纖合束器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本實(shí)用新型一種光纖合束器的光波導(dǎo)錐體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本實(shí)用新型一種光纖合束器的光波導(dǎo)錐體與無(wú)源信號(hào)輸出光纖熔接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本實(shí)用新型一種光纖合束器的組束一、組束二和組束三組裝的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為本實(shí)用新型一種光纖合束器組束一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖7為本實(shí)用新型一種光纖合束器的光波導(dǎo)錐體截面圖；
[0032]圖8為本實(shí)用新型一種光纖合束器的石英毛細(xì)管主視圖。
[0033]圖中:1、上蓋;2、底殼體;3、光波導(dǎo)錐體;4、組束一;5、組束二;6、組束三;7、栗浦光纖;8、無(wú)源信號(hào)輸入光纖;9、無(wú)源信號(hào)輸出光纖；10、石英毛細(xì)管；11、V型槽；12、膠A; 13、導(dǎo)熱硅膠;14、熔點(diǎn)；15、光波導(dǎo)過(guò)渡區(qū)；16、光波導(dǎo)錐腰區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0034]如圖1-8不，本實(shí)用新型實(shí)施例的一種光纖合束器，包括:壓模，壓模包括底殼體2，上蓋I通過(guò)螺絲固定在底殼體2上部;光波導(dǎo)錐體3安裝在底殼體2內(nèi)的V型槽11上;光波導(dǎo)錐體3由石英毛細(xì)管10和光纖組束組成。光纖組束包括組束一 4、組束二 5和組束三6 ；組束一由兩根栗浦光纖7和一根無(wú)源信號(hào)輸入光纖8組成。在栗浦光纖7和無(wú)源信號(hào)輸入光纖8光纖涂覆層上點(diǎn)有膠水固定。組束二由兩根栗浦光纖組成，在栗浦光纖的光纖涂覆層上點(diǎn)有膠水固定。組束三由兩根栗浦光纖組成，在栗浦光纖的光纖涂覆層上點(diǎn)有膠水固定。組束一內(nèi)的栗浦光纖7、無(wú)源信號(hào)輸入光纖8、組束二內(nèi)部的栗浦光纖、組束三內(nèi)部的栗浦光纖前部去除光纖涂覆層的裸光纖插在石英毛細(xì)管10內(nèi)部。去除光纖涂覆層的裸光纖部分長(zhǎng)度大于石英毛細(xì)管10的長(zhǎng)度。組束一寬度為125 X 2+130 = 380微米。無(wú)源信號(hào)輸出光纖9與光波導(dǎo)錐體3進(jìn)行熔接。無(wú)源信號(hào)輸出光纖9為10\130或25\250或20\400的雙包層光纖。無(wú)源信號(hào)輸入光纖8為10\130或25\250或20\400的雙包層光纖。栗浦光纖為105\125的光纖。石英毛細(xì)管10長(zhǎng)度為10-20cm，石英毛細(xì)管10長(zhǎng)度為15cm，石英毛細(xì)管10內(nèi)徑為400微米。
[0035]首先準(zhǔn)備一根15cm左右長(zhǎng)的石英毛細(xì)管(由于所用拉錐機(jī)的限制，因此準(zhǔn)備的最小石英毛細(xì)管的長(zhǎng)度為15cm左右)，根據(jù)光纖類(lèi)型確定毛細(xì)管內(nèi)徑、外徑，利用可調(diào)節(jié)光纖剝除器將光纖剝除涂覆層，剝除長(zhǎng)度大于石英毛細(xì)套管的長(zhǎng)度，這樣方便于觀察光纖在石英毛細(xì)管中所在位置，確定光纖的排布狀況。以(6+l)xl光纖合束器為例，需要六根多模栗浦光纖以及一根10/130無(wú)源信號(hào)輸入光纖，一根25/250雙包層無(wú)源信號(hào)輸出光纖。將兩根105/125栗浦光纖與一根10/130雙包層無(wú)源信號(hào)輸入光纖組成并排的組束，其中10/130雙包層無(wú)源信號(hào)輸入光纖處于兩根栗浦光纖之間，在光纖涂覆層處用膠B17將這一光纖組束一固定好。
[0036]其余四根栗浦光纖組成兩束并按照上述方法固定好，形成組束二、三。分別保證三組光纖組束去涂覆層處平齊。
[0037]使用準(zhǔn)備好的15cm左右長(zhǎng)的石英毛細(xì)管，將組束一穿進(jìn)石英毛細(xì)管內(nèi)，組束一的寬度為125 X 2+130 = 380微米，確定石英毛細(xì)管的內(nèi)徑為400微米，有20微米的空間，較為合理。再將組束二、三分別穿進(jìn)石英毛細(xì)管中。
[0038]將捆狀光纖束進(jìn)行利用三電極環(huán)火拉錐機(jī)進(jìn)行合束拉錐，三電極環(huán)火結(jié)構(gòu)的火頭與其它火頭相比較使得光纖束的受熱更加均勻，這樣有利于錐體結(jié)構(gòu)的均勻性。獲得光波導(dǎo)錐體，其中光波導(dǎo)錐體包括光纖組束，光波導(dǎo)錐體上設(shè)有光波導(dǎo)過(guò)渡區(qū)15與光波導(dǎo)錐腰區(qū)16，并且需要保證光波導(dǎo)過(guò)渡區(qū)15足夠長(zhǎng)以滿(mǎn)足絕熱拉錐條件，光波導(dǎo)錐腰區(qū)16的直徑需要根據(jù)與其匹配的雙包層無(wú)源信號(hào)輸出光纖來(lái)確定。
[0039]拉錐結(jié)束后，利用拉錐機(jī)掃描軟件選定相應(yīng)與雙包層無(wú)源信號(hào)輸出光纖匹配的直徑處進(jìn)行切割。對(duì)獲得的光波導(dǎo)錐體利用石墨火頭的熔接機(jī)與25/250雙包層無(wú)源信號(hào)輸出光纖進(jìn)行熔接，獲得合束器。
[0040]將其熔點(diǎn)14利用低折射率的紫外固化膠在紫外燈的照射下進(jìn)行涂覆，對(duì)所獲得的涂覆后的合束器進(jìn)行封裝。
[0041]將涂覆完成的合束器裝入合束器夾具V型槽中，首先用膠A12將光波導(dǎo)錐體固定，在利用導(dǎo)熱硅膠13涂滿(mǎn)整個(gè)夾具V型槽內(nèi)。利用鋁制夾具的導(dǎo)熱性，將合束器工作過(guò)程當(dāng)中所積累的熱量帶走。最后進(jìn)行整個(gè)合束器的封裝，光纖合束器性能穩(wěn)定，光傳輸效率高，適用于高峰值功率的光纖激光器和放大器中。
[0042]合束器類(lèi)型可以是(奸1)叉1或他1，即(6+1)叉1、(9+1)叉1、(18+1)叉1、2叉1、3叉1、7叉1、19x1光纖類(lèi)型可以是栗浦光纖或傳輸光纖。栗浦光纖為105/125/250的多模光纖。傳輸光纖位10/130/250、25/250/400、20/400/600的雙包層無(wú)源光纖。對(duì)于(9+1)11、(18+1)11、19叉1型合束器利用相關(guān)夾具完成捆狀光纖束的制備。
[0043]合束器類(lèi)型是(N+l)xl，當(dāng)N= 6時(shí)，輸入信號(hào)光纖為10/130/250;輸出信號(hào)光纖為10/130/250，25/250/400;當(dāng)N=9時(shí)。輸入信號(hào)纖為 10/130/250;輸出信號(hào)纖為25/250/400。當(dāng)N= 18時(shí)。輸入信號(hào)纖為10/130/250;輸出信號(hào)纖為25/250/400。合束器類(lèi)型是Nxl，當(dāng)N =2或3時(shí)，輸出光纖為10/130/250。當(dāng)N=7時(shí)，輸出光纖為10/130/250，25/250/400;當(dāng)N= 19時(shí)，輸出光纖為20/400/600。
[0044]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纖合束器，其特征在于，包括: 壓模，所述壓模包括底殼體(2)，上蓋(I)通過(guò)螺絲固定在所述底殼體(2)上部； 光波導(dǎo)錐體(3)安裝在所述底殼體(2)內(nèi)的V型槽(11)上； 所述光波導(dǎo)錐體(3)由石英毛細(xì)管(10)和光纖組組成，所述光波導(dǎo)錐體(3)前端熔接有無(wú)源信號(hào)輸出光纖(9); 所述光纖組包括組束一 (4)、組束二 (5)和組束三(6); 所述組束一由兩根栗浦光纖(7)、一根無(wú)源信號(hào)輸入光纖(8)組成； 在所述栗浦光纖(7)和所述無(wú)源信號(hào)輸入光纖(8)的涂覆層上點(diǎn)有膠水固定； 所述組束二由兩根栗浦光纖組成，在所述栗浦光纖的光纖涂覆層上點(diǎn)有膠水固定； 所述組束三由兩根栗浦光纖組成，在所述栗浦光纖的光纖涂覆層上點(diǎn)有膠水固定； 所述組束一內(nèi)的所述栗浦光纖(7)、所述無(wú)源信號(hào)輸入光纖(8)、所述組束二內(nèi)部的所述栗浦光纖、所述組束三內(nèi)部的所述栗浦光纖前部去除所述光纖涂覆層將裸光纖插在所述石英毛細(xì)管(10)內(nèi)部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖合束器，其特征在于:去除所述光纖涂覆層的裸光纖部分長(zhǎng)度大于所述石英毛細(xì)管(10)的長(zhǎng)度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖合束器，其特征在于:所述組束一的直徑為125X2+130=380微米。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖合束器，其特征在于:所述無(wú)源信號(hào)輸出光纖(9)為10\130或25\250或20\400的雙包層光纖。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖合束器，其特征在于:所述無(wú)源信號(hào)輸入光纖(8)為10\130或25\250或20\400的雙包層光纖。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖合束器，其特征在于:所述栗浦光纖為105\125的光纖。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖合束器，其特征在于:所述石英毛細(xì)管(10)長(zhǎng)度為10-20cm。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖合束器，其特征在于:所述石英毛細(xì)管長(zhǎng)度為15cm。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光纖合束器，其特征在于:所述石英毛細(xì)管內(nèi)徑為400微米，外徑500微米。
【文檔編號(hào)】G02B6/255GK205665430SQ201620541277
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】李平雪, 邵月
【申請(qǐng)人】北京工業(yè)大學(xué)