激光合束器的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種激光合束器。
【背景技術】
[0002]光纖激光器作為新一代激光器，由于其節能環保、體積小壽命長、維護便捷、光束質量佳等等優點，已逐漸代替傳統激光器應用于各種領域。
[0003]當前，光纖激光器的應用已經擴展到眾多特殊領域，對其輸出功率提出了更高的要求，例如萬瓦以上的光纖激光器應用于厚金屬的切割、國防武器等領域。但是，受制于光纖自身的特性，以及現有的技術條件限制，這種超高功率的光纖激光器的研制難度極大。
[0004]作為一種特殊手段，我們通過合成光纖的方式，將光纖激光器輸出功率成倍提高，主要分為相干合成、非相干合成兩種方式實現功率倍增，但相干合成結構復雜、難度太大，非相干合成目前主要采用的是光柵法，穩定性差。
[0005]因此，有必要提供一種新的激光合束器來克服上述問題。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種提高輸出激光功率的激光合束器。
[0007]本實用新型的目的是采用以下技術方案來實現的:一種激光合束器，其包括多根輸入光纖、與所述輸入光纖熔融對接的過渡光纖、與所述過渡光纖熔融對接的輸出光纖，所述輸入光纖、過渡光纖、輸出光纖分別包括位于其中心的纖芯、包裹所述纖芯的包層及位于最外層的涂覆層，所述輸入光纖的包層與光纖分別熔接所述過渡光纖的包層與光纖，所述輸入光纖與過渡光纖具有一第一熔接點，將多根過渡光纖按照要求緊密排列，再將多根所述過渡光纖強熔至一根，其中多根所述過渡光纖的包層匯聚成一個大包層，將所有過渡光纖纖芯包裹在內，所述過渡光纖纖芯和包層經熔融拉錐后從中間切割，并與輸出光纖熔接于第二熔接點，所述第二熔接點處過渡光纖的纖芯邊緣均在所述輸出光纖的纖芯范圍內。
[0008]作為一種改進，所述過渡光纖的纖芯呈正多邊形對稱排列。
[0009]具體的，所述過渡光纖的纖芯呈品字形對稱排列。
[0010]作為一種改進，所述過渡光纖包括多個設置于外圍的過渡光纖及一個位于中心的過渡光纖。
[0011]進一步，所述過渡光纖的纖芯的直徑大于所述輸入光纖的纖芯直徑。
[0012]相較于現有技術，本實用新型提出的激光合束器具有如下有益效果:多根輸入光纖、過渡光纖可以按照規格排列、熔融、切割后與輸出光纖熔接，輸入光纖可以是同種光纖，也可以是不同種光纖，因此可以制作多種規格的激光合束器，耦合效率極高、使用功率極大是其獨有特征，特別適用于多個光纖激光器的功率合成。
[0013]上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本實用新型的上述和其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細說明如下。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型激光合束器的整體示意圖；
[0015]圖2是圖1所示激光合束器的輸入光纖的截面圖；
[0016]圖3是圖1所示激光合束器的過渡光纖的截面圖；
[0017]圖4是圖1所示激光合束器的輸出光纖的截面圖；
[0018]圖5是本實用新型激光合束器第一實施例的激光合束器的過渡光纖的沿A-A線的截面圖；
[0019]圖6是本實用新型激光合束器第二實施例的激光合束器的過渡光纖的沿A-A線的截面圖。
【具體實施方式】
[0020]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施方式。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本實用新型的公開內容理解的更加透徹全面。
[0021]除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本實用新型的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本實用新型。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。
[0022]請參閱圖1，激光合束器包括多根輸入光纖10、與輸入光纖10熔融對接的過渡光纖20、與多根過渡光纖20熔融對接的輸出光纖30。
[0023]如圖2所示，輸入光纖10包括位于最外層的涂覆層16位于中間層的包層14及位于中心的纖芯12。輸入光纖1的纖芯較細，包層14與涂覆層16較厚，本實施例中，纖芯12的直徑為20um，包層14的直徑為400um，涂覆層16的直徑為550um。
[0024]如圖3所示，過渡光纖20包括位于最外層的涂覆層26位于中間層的包層24及位于中心的纖芯22。本實施例中，纖芯22的直徑為50um，包層24的直徑為125um，涂覆層26的直徑為250um。
[0025]如圖4所示，輸出光纖30包括位于最外層的涂覆層36位于中間層的包層34及位于中心的纖芯32。本實施例中，纖芯32的直徑為50um，包層34的直徑為360um，涂覆層36的直徑為780um。
[0026]如圖1所示，連接時，將輸入光纖10的包層與纖芯分別熔接過渡光纖20的包層與纖芯，輸入光纖10與過渡光纖20具有一第一熔接點18，利用特定夾具將多根過渡光纖20按正多邊緊密排列，再用氫氧焰或者其它熱源多根過渡光纖20強熔至一根，其中多根所述過渡光纖的包層24匯聚成一個大包層，將所有過渡光纖纖芯包裹在內，所述過渡光纖纖芯和包層經熔融拉錐后從中間切割，并與輸出光纖30熔接于第二熔接點28;且由于過渡光纖纖芯經過拉錐，其直徑變小，因此過渡光纖纖芯外邊緣均在輸出光纖的纖芯直徑范圍內，如此即可制作成功一種激光合束器，輸入光纖10的端口數可以根據需要自由設定，各種NX I激光合束器均可制作。
[0027]如圖5所示，第一施例中的激光合束器為3X1激光合束器，過渡光纖20呈品字形對稱排列。如圖6所示，第二施例中的激光合束器為7 X I激光合束器，第二施例中，輸入光纖10:纖芯20um，包層400um，涂覆層550um ；過渡光纖:纖芯50um，包層125um，涂覆層250um ；輸出光纖:纖芯lOOum，包層360um，涂覆層780um。輸入光纖10的包層14與過渡光纖20的包層24熔接后，激光將進入過渡光纖的纖芯22傳輸，過渡光纖20的纖芯22直徑大于輸入光纖10的纖芯12直徑，由于多模過渡光纖20纖芯大、數值孔徑大，雖然經過熔融拉錐，激光仍將無損耗的沿其纖芯傳輸，強恪成一根后從中間切割，與輸出光纖30恪接。過渡光纖20也可以呈六邊形對稱排列，包括設置于外圍的六個過渡光纖及位于中心的一個過渡光纖。具體的，位于外圍的過渡光纖20形成正六邊形結構。七個纖芯22的外邊緣均在輸出光纖30的纖芯32直徑范圍內，因此熔接后，過渡光纖20的纖芯22中的激光將完整的通過輸出光纖30的纖芯32傳輸。其它實施例中，過渡光纖20的纖芯22不局限于3、5、7根。
[0028]本實用新型的激光合束器通過多根輸入光纖10、過渡光纖20按照規格排列、熔融、切割后與輸出光纖30熔接，輸入光纖10與過渡光纖20可以是同種光纖，也可以是不同種光纖，因此可以制作多種規格的激光合束器，耦合效率極高、使用功率極大是其獨有特征，特別適用于多個光纖激光器的功率合成。
[0029]經過測試結果表明:通過該激光合束器耦合效率在99%以上，選用我們的大功率封裝，單臂承受功率可達1000W以上。
[0030]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種激光合束器，其包括多根輸入光纖、與所述輸入光纖熔融對接的過渡光纖、與所述過渡光纖熔融對接的輸出光纖，所述輸入光纖、過渡光纖、輸出光纖分別包括位于其中心的纖芯、包裹所述纖芯的包層及位于最外層的涂覆層，其特征在于，所述輸入光纖的包層與光纖分別熔接所述過渡光纖的包層與光纖，所述輸入光纖與過渡光纖具有一第一熔接點，將多根過渡光纖按照要求緊密排列，再將多根所述過渡光纖強熔至一根，其中多根所述過渡光纖的包層匯聚成一個大包層，將所有過渡光纖纖芯包裹在內，所述過渡光纖纖芯和包層經熔融拉錐后從中間切割，并與輸出光纖熔接于第二熔接點，所述第二熔接點處過渡光纖的纖芯邊緣均在所述輸出光纖的纖芯范圍內。2.如權利要求1所述的激光合束器，其特征在于:所述過渡光纖的纖芯呈正多邊形對稱排列。3.如權利要求1所述的激光合束器，其特征在于，所述過渡光纖的纖芯呈品字形對稱排列。4.如權利要求1所述的激光合束器，其特征在于，所述過渡光纖包括多個設置于外圍的過渡光纖及一個位于中心的過渡光纖。5.如權利要求1所述的激光合束器，其特征在于，所述過渡光纖的纖芯的直徑大于所述輸入光纖的纖芯直徑。
【專利摘要】本實用新型提供一種激光合束器，其包括多根輸入光纖、與所述輸入光纖熔融對接的過渡光纖、與所述過渡光纖熔融對接的輸出光纖，所述輸入光纖、過渡光纖、輸出光纖分別包括位于其中心的纖芯、包裹所述纖芯的包層及位于最外層的涂覆層，多根所述過渡光纖熔融拉錐切割后，與所述輸出光纖熔接于第二熔接點，所述第二熔接點處過渡光纖的纖芯邊緣均在所述輸出光纖的纖芯范圍內。多根輸入光纖、過渡光纖與輸出光纖熔接，耦合效率極高、使用功率極大是其獨有特征，特別適用于多個光纖激光器的功率合成。
【IPC分類】G02B6/02, G02B6/255
【公開號】CN205353401
【申請號】CN201620110340
【發明人】朱學文, 孟祥
【申請人】西安中科匯纖光電科技有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年2月3日