專利名稱：一種光纖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，尤其涉及一種光纖功率合成器及激光加工系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光纖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)。鑒定一個功率合成器的優(yōu)劣有如下幾個主要指標(biāo)1、傳輸光纖內(nèi)的能量進(jìn)入合成光纖的效率即耦合效率；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功率合成器，旨在解決現(xiàn)有光纖功率合成器需將傳輸光纖熔接于合成光纖，易于破壞傳輸光纖和合成光纖的纖芯結(jié)構(gòu)，致使光纖功率合成器的性能變差的問題。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種光纖功率合成器，包括多根傳輸光纖和至少一根合成光纖，用于穿設(shè)所述傳輸光纖的第一插芯，用于穿設(shè)所述合成光纖的第二插芯以及用于套接所述第一插芯與第二插芯、且使經(jīng)所述傳輸光纖輸出的光耦合進(jìn)入所述合成光纖的套筒。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)包括如權(quán)利要求上述光纖功率合成器。本發(fā)明實(shí)施例將多根傳輸光纖穿設(shè)于一插芯中，將至少一根合成光纖穿設(shè)于另一插芯中，由套筒套接此兩插芯，使經(jīng)傳輸光纖輸出的光耦合進(jìn)入合成光纖，該光纖功率合成器無需將傳輸光纖熔接于合成光纖，使傳輸光纖和合成光纖的纖芯結(jié)構(gòu)保持完好，器件可靠、穩(wěn)定，性能佳。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖功率合成器的主視圖；圖2是圖IA-A剖面示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖功率合成器的立體圖；圖4是圖3C放大圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖功率合成器另一結(jié)構(gòu)的立體圖。
具體實(shí)施方式
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)施例將多根傳輸光纖穿設(shè)于一插芯 中，將至少一根合成光纖穿設(shè)于另一插芯中，由套筒套接此兩插芯，使經(jīng)傳輸光纖輸出的光耦合進(jìn)入合成光纖，該光纖功率合成器無需將傳輸光纖熔接于合成光纖，使傳輸光纖和合成光纖的纖芯結(jié)構(gòu)保持完好，器件可靠、穩(wěn)定，性能佳。本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖功率合成器包括多根傳輸光纖和至少一根合成光纖，用于穿設(shè)所述傳輸光纖的第一插芯，用于穿設(shè)所述合成光纖的第二插芯以及用于套接所述第一插芯與第二插芯、且使經(jīng)所述傳輸光纖輸出的光耦合進(jìn)入所述合成光纖的套筒。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 4所不,本發(fā)明實(shí)施例提供的光纖功率合成器包括多根傳輸光纖11和至少一根合成光纖21，用于穿設(shè)該傳輸光纖11的第一插芯1，用于穿設(shè)該合成光纖21的第二插芯2以及用于套接該第一插芯I與第二插芯2、且使經(jīng)該傳輸光纖11輸出的光I禹合進(jìn)入該合成光纖21的套筒10。該光纖功率合成器無需將傳輸光纖11熔接于合成光纖21,使傳輸光纖11和合成光纖21的纖芯結(jié)構(gòu)保持完好,器件可靠、穩(wěn)定,性能佳。通常，傳輸光纖11和合成光纖21均為單模光纖、多模光纖、光子晶體光纖、保偏光纖中的一種或這些光纖的組合。例如，第一插芯I內(nèi)穿設(shè)有7根傳輸光纖11，第二插芯2內(nèi)穿設(shè)有I根合成光纖21，每根傳輸光纖11的包層直徑為125um，合成光纖21的包層直徑為400um。其中位于第一插芯I軸心處的傳輸光纖為單模Hi 1060光纖,設(shè)于該單模Hi 1060光纖周向的6根光纖為105/125um光纖，因而本光纖功率合成器可用于多種激光功率的合成。再如,第一插芯I內(nèi)穿設(shè)有19根傳輸光纖11，第二插芯2內(nèi)穿設(shè)有7根合成光纖21,每根傳輸光纖11的包層直徑為125um,合成光纖21的包層直徑為400um。為使傳輸至合成光纖21的激光更加均勻，于第一插芯I與第二插芯2之間還設(shè)具有繞模光纖16的第三插芯3，這樣即可制成均勻的19x7單向雙向器件，如圖5所示。由此可知，本發(fā)明實(shí)施例還可制成NxM單向雙向器件。此外，第一插芯I、第二插芯2和第三插芯3與套筒10均為緊配合，該套筒10的側(cè)壁具有一寬度為500um的開口 15，利于插芯裝配于套筒10。本發(fā)明實(shí)施例中各插芯及套筒均可由陶瓷、玻璃、石英、金屬或高分子材料等制成，便于加工以保證精度，亦有助于散熱。為使多根傳輸光纖11和至少一根合成光纖21更加容易地穿設(shè)于相應(yīng)的插芯中，該傳輸光纖11或合成光纖21可以為經(jīng)過拉錐、腐蝕、磨拋處理后的光纖或光纖體，多根傳輸光纖11或合成光纖21融拉成一個整體后穿設(shè)于相應(yīng)插芯中，該相應(yīng)插芯內(nèi)涂布有低折射率膠，以防止激光泄漏。上述傳輸光纖11的端面鍍有用于減小傳輸光纖正向傳輸時菲涅爾反射損耗及提高反向隔離度的膜層，合成光纖21的端面鍍有用于減小正向傳輸光在合成光纖表面的菲涅爾反射損耗的膜層。例如，于105/125光纖的端面鍍對915nm的激光高透、對1064nm的激光高反的膜層，于單模Hil060光纖的端面鍍對1064nm的激光高透的膜層，以減小各傳輸光纖正向傳輸時的菲涅爾反射損耗，同時提高1064nm激光反向進(jìn)入105/125光纖反向隔離度；于合成光纖的端面鍍增透膜層，以減小正向傳輸光在合成光纖表面的菲涅爾反射損耗。此外，傳輸光纖11的輸出端和合成光纖21的輸入端可涂覆有膠水或低溫玻璃，以利于激光輸出和輸入。本發(fā)明實(shí)施例將第一插芯I和第二插芯2套接于上述套筒10時，于傳輸光纖11的輸出端與合成光纖21的輸入端之間留一空隙14。為使經(jīng)傳輸光纖11輸出的光更易耦合進(jìn)入合成光纖21，于該空隙14內(nèi)填充低溫玻璃或低折射率膠。當(dāng)然，將第一插芯I和第二插芯2套接于上述套筒10時，傳輸光纖11的輸出端可與合成光纖21的輸入端形成面接觸。同時，于傳輸光纖11的輸出端與合成光纖21的輸入端的接觸處周圍涂覆低折射率膠或低溫玻璃。
本發(fā)明實(shí)施例將多根傳輸光纖穿設(shè)于一插芯中，將至少一根合成光纖穿設(shè)于另一插芯中，由套筒套接此兩插芯，使經(jīng)傳輸光纖輸出的光耦合進(jìn)入合成光纖，該光纖功率合成器無需將傳輸光纖熔接于合成光纖，使傳輸光纖和合成光纖的纖芯結(jié)構(gòu)保持完好，器件可靠、穩(wěn)定，性能佳。同時，于兩插芯之間設(shè)具有繞模光纖的另一插芯，使合成的光束均勻。此夕卜，于傳輸光纖的端面鍍有用于減小激光正向傳輸時的菲涅爾反射損耗及提高反向隔離度的膜層，合成光纖的端面鍍有用于減小菲涅爾反射損耗的增透膜層，利于激光傳輸及合成。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
1.一種光纖功率合成器，其特征在于，所述光纖功率合成器包括多根傳輸光纖和至少一根合成光纖，用于穿設(shè)所述傳輸光纖的第一插芯，用于穿設(shè)所述合成光纖的第二插芯以及用于套接所述第一插芯與第二插芯、且使經(jīng)所述傳輸光纖輸出的光耦合進(jìn)入所述合成光纖的套筒。
2.如權(quán)利要求I所述的光纖功率合成器，其特征在于，所述傳輸光纖或合成光纖為經(jīng)過拉錐、腐蝕、磨拋處理后的光纖或光纖體，多根傳輸光纖或合成光纖融拉成一個整體后穿設(shè)于相應(yīng)插芯中。
3.如權(quán)利要求I或2所述的光纖功率合成器,其特征在于,所述傳輸光纖的端面鍍有用于減小菲涅爾反射損耗及提高反向隔離度的膜層，所述合成光纖的端面鍍有用于減小菲涅爾反射損耗的增透膜層。
4.如權(quán)利要求3所述的光纖功率合成器,其特征在于,所述傳輸光纖的輸出端與合成光纖的輸入端面接觸。
5.如權(quán)利要求4所述的光纖功率合成器,其特征在于，所述傳輸光纖的輸出端與合成光纖的輸入端的接觸處涂覆有低折射率膠或低溫玻璃。
6.如權(quán)利要求3所述的光纖功率合成器,其特征在于，所述傳輸光纖的輸出端與合成光纖的輸入端之間留一空隙。
7.如權(quán)利要求6所述的光纖功率合成器，其特征在于，所述空隙填充有低折射率膠或低溫玻璃。
8.如權(quán)利要求I或2所述的光纖功率合成器,其特征在于,所述傳輸光纖為7根,所述合成光纖為I根，所述傳輸光纖的包層直徑為125um，所述合成光纖的包層直徑為400um。
9.如權(quán)利要求I或2所述的光纖功率合成器,其特征在于，所述傳輸光纖為19根,所述合成光纖為7根，所述第一插芯與第二插芯之間還設(shè)有第三插芯，所述第三插芯內(nèi)穿設(shè)有繞模光纖。
10.一種激光加工系統(tǒng)，其特征在于，所述激光加工系統(tǒng)包括如權(quán)利要求I 9中任一項(xiàng)所述的光纖功率合成器。
全文摘要
本發(fā)明適用于功率合成器件領(lǐng)域，提供了一種光纖功率合成器及激光加工系統(tǒng)，所述光纖功率合成器包括多根傳輸光纖和至少一根合成光纖，用于穿設(shè)所述傳輸光纖的第一插芯，用于穿設(shè)所述合成光纖的第二插芯以及用于套接所述第一插芯與第二插芯、且使經(jīng)所述傳輸光纖輸出的光耦合進(jìn)入所述合成光纖的套筒。本發(fā)明將多根傳輸光纖穿設(shè)于一插芯中，將至少一根合成光纖穿設(shè)于另一插芯中，由套筒套接此兩插芯，使經(jīng)傳輸光纖輸出的光耦合進(jìn)入合成光纖，該光纖功率合成器無需將傳輸光纖熔接于合成光纖，使傳輸光纖和合成光纖的纖芯結(jié)構(gòu)保持完好，器件可靠、穩(wěn)定，性能佳。
文檔編號B23K26/00GK102636840SQ20111003682
公開日2012年8月15日 申請日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者張翔, 施建宏 申請人:萊特爾科技(深圳)有限公司