[发明公布] 一种合束器及其制作方法.pdf

10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610272592.1(22)申请日 2016.04.28G02B 6/255(2006.01)(71)申请人 深圳瑞焱通光子技术有限公司地址 518000 广东省深圳市南山区南头街道棉山路香格名苑 D 栋 16B(72)发明人 水巧瑞(74)专利代理机构 深圳市爱迪森知识产权代理事务所 ( 普通合伙 ) 44341代理人 何婷(54) 发明名称一种合束器及其制作方法(57) 摘要本发明涉及一种合束器及其制作方法，其中方法包括如下步骤 ：将 N 根光纤分别剥离涂覆层后排列成一预定形状，其中N为大于或等于2的整数 ；将排列成预定形状的 N 根被剥离涂覆层的光纤插入一第一石英套管内，其中，该第一石英套管的内径被拉锥成与所述 N 根光纤排列成的预定形状的外径相匹配的大小 ；及将插入所述 N 根光纤后的第一石英套管加热收缩紧固后再将第一石英套管外壁腐蚀直到所述第一石英套管外壁的壁厚小于 100μm 得到一个 N×1 单元模块本发明还可以通过将M个上述N×1单元模块进行集成化制成一 M×N×1 的合束器本发明的合束器的制作方法通过化整为零的方式将光纤模块化后再进行集成化实现合束器的制作，制作工艺简单，成本低廉。

51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 105700079 A2016.06.22CN 105700079 A1.一 种 合 束 器 的 制 作 方 法 ， 其 特 征 在 于 ， 所 述 合 束 器 的 制 作 方 法 包 括 如 下 步 骤 ：将 N根 光 纤 分 别 剥 离 涂 覆 层 后 排 列 成 一 预 定 形 状 ， 其 中 N为 大 于 或 等 于 2的 整 数 ；将 所 述 排 列 成 预 定 形 状 的 N根 被 剥 离 涂 覆 层 的 光 纤 插 入 一 第 一 石 英 套 管 内 ， 其 中 ， 该 第一 石 英 套 管 的 内 径 被 拉 锥 成 与 所 述 N根 光 纤 排 列 成 的 预 定 形 状 的 外 径 相 匹 配 的 大 小 ； 及将 插 入 所 述 N根 光 纤 后 的 所 述 第 一 石 英 套 管 加 热 收 缩 紧 固 后 再 将 第 一 石 英 套 管 外 壁 腐蚀 直 到 所 述 第 一 石 英 套 管 外 壁 的 壁 厚 小 于 100μ m2.如 权 利 要 求 1所 述 的 合 束 器 的 制 作 方 法 ， 其 特 征 在 于 ， 所 述 第 一 石 英 套 管 为 一 纯 的 石英 套 管 ， 通 过 上 述 方 法 制 作 出 的 为 一 拉 锥 前 的 N×1合 束 器 ， 再 经 过 拉 锥 、 切 割 端 面 和 续 接 尾纤 就 得 到 一 个 N×1合 束 器 ， 所 述 第 一 石 英 套 管 为 所 述 制 作 出 的 N×1合 束 器 的 机 械 外 包 层 。

3.如 权 利 要 求 1所 述 的 合 束 器 的 制 作 方 法 ， 其 特 征 在 于 ， 所 述 第 一 石 英 套 管 为 一 掺 氟 的石 英 套 管 ， 通 过 上 述 方 法 制 作 出 的 为 一 M×N×1的 合 束 器 的 单 元 模 块 ， 所 述 制 作 方 法 进 一 步包 括 如 下 步 骤 ：将 M个 所 述 单 元 模 块 排 列 成 一 预 定 形 状 ， 其 中 M为 大 于 或 等 于 2的 整 数 ；将 所 述 排 列 成 预 定 形 状 的 M个 单 元 模 块 插 入 一 第 二 石 英 套 管 内 ， 其 中 ， 该 第 二 石 英 套 管为 一 纯 的 石 英 套 管 且 所 述 第 二 石 英 套 管 的 内 径 被 拉 锥 成 与 所 述 M个 单 元 模 块 排 列 成 的 预 定形 状 的 外 径 相 匹 配 的 大 小 ； 及将 插 入 所 述 M个 单 元 模 块 后 的 所 述 第 二 石 英 套 管 加 热 收 缩 紧 固 后 再 将 第 二 石 英 套 管 外壁 腐 蚀 直 到 所 述 第 二 石 英 套 管 外 壁 的 厚 度 小 于 100μ m， 从 而 得 到 一 个 拉 锥 前 的 M×N×1的 合束 器 ， 再 经 过 拉 锥 、 切 割 端 面 和 续 接 尾 纤 就 得 到 一 个 M×N×1合 束 器 ， 所 述 第 二 石 英 套 管 为所 述 制 作 出 的 M×N×1合 束 器 的 机 械 外 包 层 。

4.如 权 利 要 求 1或 2所 述 的 合 束 器 的 制 作 方 法 ， 其 特 征 在 于 ， 所 述 N等 于 3、 7或 19， 所 述 预定 形 状 为 一 六 边 形 外 接 圆 形 状 5.如 权 利 要 求 3所 述 的 合 束 器 的 制 作 方 法 ， 其 特 征 在 于 ， 所 述 N等 于 3、 7或 19， M等 于 3、 7或 19， 所 述 预 定 形 状 为 一 六 边 形 外 接 圆 形 状 6.如 权 利 要 求 1～ 3任 一 项 所 述 的 合 束 器 的 制 作 方 法 ， 其 特 征 在 于 ， 采 用 氢 氧 焰 熔 融 拉锥 或 二 氧 化 碳 激 光 拉 锥 方 式 对 所 述 第 一 石 英 套 管 及 第 二 石 英 套 管 进 行 拉 锥 7.如 权 利 要 求 1～ 3任 一 项 所 述 的 合 束 器 的 制 作 方 法 ， 其 特 征 在 于 ， 采 用 具 有 强 腐 蚀 性的 气 体 或 液 体 对 所 述 第 一 石 英 套 管 外 壁 或 第 二 石 英 套 管 外 壁 进 行 腐 蚀 8.如 权 利 要 求 7所 述 的 合 束 器 的 制 作 方 法 ， 其 特 征 在 于 ， 采 用 氢 氟 酸 或 浓 硫 酸 对 所 述 第一 石 英 套 管 外 壁 或 第 二 石 英 套 管 外 壁 进 行 腐 蚀 。

9.一 种 合 束 器 ， 其 特 征 在 于 ， 所 述 合 束 器 由 权 利 要 求 1-8任 一 项 所 述 的 方 法 制 成 权　利　要　求　书 1/1 页2CN 105700079 A一 种 合 束 器 及 其 制 作 方 法【 技 术 领 域 】[0001] 本 发 明 涉 及 光 纤 及 激 光 技 术 领 域 ， 特 别 涉 及 一 种 用 于 千 瓦 级 光 纤 激 光 器 的 光 纤 信号 合 束 器 及 其 制 作 方 法 背 景 技 术 】[0002] 高 功 率 光 纤 激 光 器 在 光 束 质 量 、 体 积 、 重 量 、 效 率 、 散 热 等 方 面 均 具 有 明 显 优 势 ， 现已 广 泛 应 用 于 光 纤 通 讯 、 激 光 空 间 远 距 离 通 讯 、 工 业 造 船 、 汽 车 制 造 、 激 光 切 割 、 金 属 焊 接 、军 事 国 防 安 全 、 生 物 医 疗 、 大 型 基 础 建 设 等 民 用 工 业 和 军 事 领 域 ， 被 称 之 为“第 三 代 激 光器”， 尤 其 是 在 激 光 加 工 和 国 防 安 全 两 个 领 域 ， 受 到 越 来 越 多 的 重 视 和 研 究 。

其 中 ， 高 功 率 光纤 激 光 器 中 最 关 键 的 无 源 器 件 就 是 光 纤 泵 浦 合 束 器 此 外 ， 受 光 纤 非 线 性 效 应 及 光 学 热 损伤 等 机 制 的 限 制 ， 单 根 光 纤 激 光 器 的 输 出 的 最 高 功 率 和 光 束 质 量 均 已 接 近 理 论 极 限 值 ， 为了 获 得 更 高 功 率 的 光 纤 激 光 输 出 ， 对 多 个 中 高 等 功 率 的 光 纤 激 光 进 行 功 率 合 束 是 一 种 有 效提 升 激 光 输 出 功 率 的 手 段 ， 其 中 所 需 的 关 键 无 源 元 件 就 是 光 纤 信 号 合 束 器 [0003] 目 前 的 现 有 技 术 中 ， 制 作 光 纤 合 束 器 时 一 般 都 采 用 将 多 个 光 纤 激 光 器 的 输 出 尾 纤捆 绑 成 一 束 后 ， 外 层 用 石 英 套 管 套 上 进 行 熔 融 拉 锥 的 方 式 以 制 作 7×1泵 浦 合 束 器 为 例 ， 先将 七 根 多 模 光 纤 捆 扎 成 一 个 光 纤 束 ， 然 后 使 用 光 纤 拉 锥 机 将 光 纤 束 的 石 英 套 管 拉 锥 。

拉 锥后 ， 将 光 纤 束 插 入 石 英 管 内 进 行 二 次 拉 锥 ， 最 后 在 锥 区 的 适 当 位 置 切 割 ， 然 后 在 断 面 处 与 多模 光 纤 熔 接 在 一 起 这 样 ， 就 将 七 根 多 模 光 纤 中 传 输 的 泵 浦 光 耦 合 到 输 出 光 纤 的 内 包 层 中传 输 [0004] 然 而 ， 利 用 上 述 技 术 研 制 的 光 线 合 束 器 主 要 的 问 题 就 是 当 输 入 端 尾 纤 增 加 时 ， 制作 工 业 难 度 和 成 本 倍 增 例 如 ， 制 作 19×1泵 浦 合 束 器 就 会 比 制 作 7×1泵 浦 合 束 器 困 难 得多 ， 因 为 光 纤 直 径 只 有 百 微 米 量 级 ， 当 光 纤 数 量 增 加 到 一 定 数 量 后 ， 很 难 将 光 纤 束 有 规 则 ，对 称 性 的 排 列 发 明 内 容 】[0005] 本 发 明 要 解 决 的 技 术 问 题 是 如 何 提 供 一 种 合 束 器 及 其 制 作 方 法 ， 以 解 决 随 着 尾 纤数 量 增 加 ， 造 成 合 束 器 制 作 工 业 大 幅 增 加 ， 制 作 成 本 昂 贵 的 问 题 。

[0006] 为 解 决 上 述 技 术 问 题 ， 本 发 明 提 供 以 下 技 术 方 案 ：[0007] 一 种 合 束 器 的 制 作 方 法 所 述 合 束 器 的 制 作 方 法 包 括 如 下 步 骤 ： 将 N根 光 纤 分 别 剥离 涂 覆 层 后 排 列 成 一 预 定 形 状 ， 其 中 N为 大 于 或 等 于 2的 整 数 ； 将 所 述 排 列 成 预 定 形 状 的 N根被 剥 离 涂 覆 层 的 光 纤 插 入 一 第 一 石 英 套 管 内 ， 其 中 ， 该 第 一 石 英 套 管 的 内 径 被 拉 锥 成 与 所述 N根 光 纤 排 列 成 的 预 定 形 状 的 外 径 相 匹 配 的 大 小 ； 及 将 插 入 所 述 N根 光 纤 后 的 所 述 第 一 石英 套 管 加 热 收 缩 紧 固 后 再 将 第 一 石 英 套 管 外 壁 腐 蚀 直 到 所 述 第 一 石 英 套 管 外 壁 的 壁 厚 小于 100μ m[0008] 优 选 地 ， 所 述 第 一 石 英 套 管 为 一 纯 的 石 英 套 管 ， 通 过 上 述 方 法 制 作 出 的 为 一 拉 锥前 的 N×1合 束 器 ， 再 经 过 拉 锥 、 切 割 端 面 和 续 接 尾 纤 就 得 到 一 个 N×1合 束 器 ， 所 述 第 一 石 英说　明　书 1/5 页3CN 105700079 A套 管 为 所 述 制 作 出 的 N×1合 束 器 的 机 械 外 包 层 。

[0009] 优 选 地 ， 所 述 第 一 石 英 套 管 为 一 掺 氟 的 石 英 套 管 ， 通 过 上 述 方 法 制 作 出 的 为 一 M×N×1的 合 束 器 的 单 元 模 块 ， 所 述 制 作 方 法 进 一 步 包 括 如 下 步 骤 ： 将 M个 所 述 单 元。