專利名稱：疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面泵浦方法
疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面泵浦方法
方法領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體泵浦光纖激光器，特別是雙包層光纖激光器及放大 器的側(cè)面泵浦方法。
背景方法
泵浦耦合方法作為高功率光纖激光器和光纖放大器的核心方法之一，
目的是要把幾十瓦甚至數(shù)百瓦的LD泵浦光功率耦合入直徑只有數(shù)百微米 的雙包層光纖內(nèi)包層，以獲得高的泵浦功率。在高功率光纖激光器的發(fā)展 過程中，端面泵浦耦合方法是較為簡單的方式。該方式通常是先將LD發(fā) 出的泵浦光耦合進(jìn)入多模光纖，或直接用微透鏡對LD的較大發(fā)散角泵浦 光進(jìn)行準(zhǔn)直，然后再通過透鏡系統(tǒng)將泵浦光聚焦由光纖端面耦合入雙包層 光纖。光纖端面被用來進(jìn)行端面泵浦耦合，因此，無法與其它光纖融接以 用于光纖放大器。此外，該方式需采用高精度的多維光纖調(diào)節(jié)系統(tǒng)，也帶 來了因調(diào)節(jié)系統(tǒng)的漂移引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性問題。有鑒于此，光纖側(cè)面泵浦 耦合方法用于將泵浦光耦合進(jìn)入雙包層光纖內(nèi)包層的研究也逐漸展開。針 對于雙包層光纖的特點先后發(fā)展了多種側(cè)面泵浦耦合方法，包括v型槽 側(cè)面耦合器側(cè)面耦合方法，熔錐側(cè)面泵浦耦合方法，光纖角度磨拋側(cè)面耦 合方法，內(nèi)嵌棱鏡的側(cè)面耦合方法，利用金屬光柵進(jìn)行側(cè)面泵浦耦合方法， 利用錐型平板波導(dǎo)進(jìn)行側(cè)面泵浦耦合方法等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種摻Y(jié)b雙包層光纖激光器的側(cè)面泵浦方法， 以解決目前無法采用疊層LD直接泵浦雙包層光纖激光器的問題，為研究 和設(shè)計雙包層光纖激光器及放大器的側(cè)面泵浦方式提供一種新的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面 泵浦方法，其特征在于，包括如下
步驟1:制作一矩形銅質(zhì)的半導(dǎo)體激光器疊層熱沉，在疊層熱沉的一 面上采用精密微加工方法，沿疊層熱沉的橫向加工制得多組V型槽；
步驟2:沿疊層熱沉的縱向，在具有多組V型槽的一面的下方的兩側(cè)
制作兩片鍍金銅片；
步驟3:在兩片鍍金銅片之間、疊層熱沉具有多組V型槽一面的下方
粘接多組雙包層光纖。
其中疊層熱沉的長寬高分別為50mmX10mmX3mm。 其中疊層熱沉的表面蒸鍍金膜。 其中疊層熱沉的多組V型槽的角度為8_12度。 其中V型槽下方粘接多組雙包層光纖是采用與雙包層光纖具有相同折 射率的光學(xué)折射率匹配膠粘接的。
其中疊層熱沉上多組V型槽的數(shù)量是25組。。


以下通過結(jié)合附圖對具體實施例的詳細(xì)描述，進(jìn)一步說明本發(fā)明的結(jié) 構(gòu)、特點，其中
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)三維立體示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明一種疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面泵浦方法采用化學(xué)腐 蝕、精密機(jī)械微加工、光學(xué)折射率匹配膠粘和等多種工藝，在超靜環(huán)境下 完成。
請參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面
泵浦的方法，包括如下步驟
步驟l:把一段很長的雙包層光纖l精密平行地纏繞在圓筒上，這樣 做的目的是使形成我們需要的光纖排。取出圓筒，取一段5cm長的平行雙
包層光纖1部分，如圖1所示，通過化學(xué)腐蝕手段將這一部分各根雙包層
光纖1的涂敷層和外包層各除去5cm，露出內(nèi)包層，使其排列的間隔周期與半導(dǎo)體激光器bar條發(fā)光單元(激光二極管)相同，這樣做的目的是可
以使雙包層光纖內(nèi)包層可以與每一個發(fā)光單元一一對應(yīng)，使泵浦光損耗較 小。
步驟2:在一塊50nraiX 10mmX3ram的紫銅上精密機(jī)械微加工工藝制作 了 25組長寬高分別為lOmmXlmmXO. 5腿的IO度傾角V型槽3，并蒸鍍金 膜，制成疊層熱沉2， V型槽3成直角斜槽狀，V型槽3的兩個平面與疊層 熱沉2大面的夾角分別為10度和80度，這樣做的目的是使半導(dǎo)體激光器 bar條的激光出射方向的角度可以小于雙包層光纖中內(nèi)外包層界面的布魯 斯特角，使光不會泄露，實際中可以根據(jù)內(nèi)外包層的具體參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。 分別在每條V型槽3中安裝bar條，共25組，對每一根bar條進(jìn)行光束 整形(快慢軸壓縮)并引出電極。將此疊層熱沉2背部涂抹導(dǎo)熱性良好的 硅膠并安裝到通水熱沉上，硅膠具有良好的導(dǎo)熱性，可以將半導(dǎo)體激光器 疊層產(chǎn)生的熱量通過疊層熱沉2和通水熱沉快速散去。通水熱沉通過水管 連接水冷設(shè)備。再用兩塊50mmX lOmmXO. lmm的銅片4，蒸鍍金膜或者10 度角對泵浦光的高反射光學(xué)薄膜，目的是將從內(nèi)包層透射出的泵浦光再次 反射回其中。
步驟3:用光學(xué)折射率匹配膠5平行的把處理好的除去外包層的雙包 層光纖1平行緊密粘和起來，外部感官使得光學(xué)折射率匹配膠5在各接觸 處接縫平整，融為一體，用紫外燈加固折射率匹配膠5三十秒以上，使其 固化。
步驟4:把疊層熱沉2沿粘和好的雙包層光纖1平行放置，再把兩片 鍍金銅片4鍍金反射面相對，緊靠光纖排外側(cè)安置，這樣做可以使側(cè)向泄 露的泵浦光全部限制在鍍金銅片4之間，通過鍍金銅片4表面的反射再次 進(jìn)入雙包層光纖中。
使用時，打開水冷設(shè)備，開啟激光電源，bar條的激光沿10度角進(jìn)入 雙包層光纖l，進(jìn)行泵浦，側(cè)面的泄漏光被銅片4的金膜反射，繼續(xù)參與 泵浦。此光線排可用光學(xué)折射率匹配膠5粘和，也可以直接并排，可以設(shè) 計成多組，層層排列，效果更好。
實施例首先，把一段很長的雙包層光纖l精密平行地纏繞在圓筒上。取出圓
筒，取一段5cm長的平行雙包層光纖l部分，如圖1所示，通過化學(xué)腐蝕手段將這一部分各根雙包層光纖1的涂敷層和外包層各除去5cm，露出內(nèi)包層。
然后，在一塊50腦X 10mmX3腿的紫銅上精密機(jī)械微加工工藝制作了25組長寬高分別為10mmX lmmX 0. 5mm的10度傾角V型槽3，并蒸鍍金膜，制成疊層熱沉2。分別在每條V型槽3中安裝bar條，共25組，對每一根bar條進(jìn)行光束整形(快慢軸壓縮)并引出電極。將此疊層熱沉2背部涂抹導(dǎo)熱性良好的硅膠并安裝到通水熱沉上，通水熱沉通過水管連接水冷設(shè)備。再用兩塊50誦X10腿X0. l腿的銅片4，蒸鍍金膜或者IO度角對泵浦光的高反射光學(xué)薄膜。
接著，用光學(xué)折射率匹配膠5平行的把處理好的除去外包層的雙包層光纖1平行緊密粘和起來，外部感官使得光學(xué)折射率匹配膠5在各接觸處接縫平整，融為一體，用紫外燈加固折射率匹配膠5三十秒以上，使其固化。
最后，把疊層熱沉2沿粘和好的雙包層光纖1平行放置，再把兩片鍍金銅片4鍍金反射面相對，緊靠光纖排外側(cè)安置。
使用時，打開水冷設(shè)備，開啟激光電源，bar條的激光沿10度角進(jìn)入雙包層光纖l，進(jìn)行泵浦，側(cè)面的泄漏光被銅片4的金膜反射，繼續(xù)參與泵浦。此光線排可用光學(xué)折射率匹配膠5粘和，也可以直接并排，可以設(shè)計成多組，層層排列，效果更好。
權(quán)利要求
1、一種疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面泵浦方法，其特征在于，包括如下步驟1制作一矩形銅質(zhì)的半導(dǎo)體激光器疊層熱沉，在疊層熱沉的一面上采用精密微加工方法，沿疊層熱沉的橫向加工制得多組V型槽；步驟2沿疊層熱沉的縱向，在具有多組V型槽的一面的下方的兩側(cè)制作兩片鍍金銅片；步驟3在兩片鍍金銅片之間、疊層熱沉具有多組V型槽一面的下方粘接多組雙包層光纖。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面泵浦方法， 其特征在于，其中疊層熱沉的長寬高分別為50mmX10mmX3mm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面泵浦 方法，其特征在于，其中疊層熱沉的表面蒸鍍金膜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面泵浦方法， 其特征在于，其中疊層熱沉的多組V型槽的角度為8 —12度。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面泵浦方法， 其特征在于，其中V型槽下方粘接多組雙包層光纖是采用與雙包層光纖具 有相同折射率的光學(xué)折射率匹配膠粘接的。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面泵浦 方法，其特征在于，其中疊層熱沉上多組V型槽的數(shù)量是25組。
全文摘要
本發(fā)明一種疊層半導(dǎo)體激光器光纖排/束側(cè)面泵浦方法，其特征在于，包括如下步驟1制作一矩形銅質(zhì)的半導(dǎo)體激光器疊層熱沉，在疊層熱沉的一面上采用精密微加工方法，沿疊層熱沉的橫向加工制得多組V型槽；步驟2沿疊層熱沉的縱向，在具有多組V型槽的一面的下方的兩側(cè)制作兩片鍍金銅片；步驟3在兩片鍍金銅片之間、疊層熱沉具有多組V型槽一面的下方粘接多組雙包層光纖。
文檔編號H01S3/0941GK101640368SQ20081011749
公開日2010年2月3日 申請日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者馮小明, 劉素平, 王勇剛, 王大拯, 驍 馬 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所