光纤激光器合束器

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光纤合束器是一种光纤连接器，它通过光纤精密熔接技术，使发射光纤输出的光能最大限度地耦合到接收光纤中，最大限度地减少其介入光路对系统造成的影响。光纤合束器是光纤激光器系统中的重要部件，它不仅直接决定了光纤激光器的功率和光束质量，而且保证了激光器的安全稳定运行。


01光纤组合器的分类
根据功能分类，光纤合束器可以分为两类:功率合束器和泵浦合束器。
(1)泵浦光合束器主要用于将多束泵浦光合束到一根光纤中并输出，主要用于提高泵浦功率。
率。
(2)功率合成器将多个单模激光合成一根光纤进行输出，用于提高激光器的输出功率。




根据结构的分类，光纤合束器可分为两类:无信号光纤的N×1光纤合束器和有信号光纤的(N+1)×1光纤合束器。与N×1光纤组合器不同,( N+1)×1光纤组合器中心的一根光纤是信号光纤。在制造过程中，N根光纤必须紧密对称地排列在信号光纤周围，中间的信号光纤用于信号光的输入。N×1合束器既有功率合束器又有泵浦合束器，根据N根输入光纤的类型不同，其功能也不同。如果N根光纤都是单模光纤或大模场光纤，可以直接与N个激光器相连，提高激光器的输出功率，即功率合束器。如果N根光纤是多模光纤，则连接N个泵浦源，提高激光器的泵浦功率，即泵浦合束器。


N×1 光纤合束器N×1光纤合路器
(N+1)×1合束器都是泵浦合束器，主要用于光纤放大系统。合束器中间的单模光纤是传输信号光的信号光纤，周围的N根多模光纤是传输泵浦光的泵浦光纤。这种合束器通常用于MOPA结构。


(N+1)×1 光纤合束器(N+1)×1光纤合路器
02侧面泵浦合束器和端面泵浦合束器
侧面泵浦合束器的中心是一根信号光纤，其纤芯是传输激光的单模或准单模波导，外围六根光纤是传输泵浦光的泵浦光纤。七根光纤依次排列，熔融拉细，与输出的双包层光纤熔接。


端面泵浦合束器光纤合束器端面泵浦光纤合路器
侧泵浦合束器和端泵浦合束器的区别在于，侧泵浦合束器的泵浦光纤是衰减的，然后贴在信号光纤的包层上，而信号光纤不是熔接衰减的。因此，侧面泵浦合束器的信号传输原则上优于端面泵浦合束器。




侧面泵浦光纤合束器侧面泵浦光纤合路器
03光束组合器的制造
功率合成器的基本结构主要包括三部分:输入光纤、熔锥型光纤束和输出光纤。


功率合束器基本结构功率合成器的基本结构
首先，为了使光纤束熔融变细并与输出光纤很好地融合，光纤束的截面必须是圆形的，泵浦光纤要按照一定的几何方式紧密排列，通常光纤紧密排列成正六边形。在制造过程中，首先将输入光纤成束，然后将成束的输入光纤熔融拉锥形成熔融拉锥光纤束，再将熔融拉锥光纤束的拉锥腰部切割并与输出光纤熔融。最后，设计了合适的封装散热结构，保证合束器能够长时间稳定工作。通常情况下，会使用导热性高的金属铜或铝作为封装散热的外壳，必要时会在金属封装上设计水冷结构。光纤焊接实现光纤器件的连接。为了实现更高功率的激光器，高质量的光纤熔接非常重要。在光纤熔接过程中，不可避免地会产生损耗，损耗会在激光器工作过程中积累光和热，从而导致光束质量的恶化或光学器件的损坏。
本文来自:光辉激光