一种带状截面的光纤的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及光纤【技术领域】，公开了一种带状截面的光纤，包括纤芯和包层，所述纤芯横截面外轮廓为矩形或跑道形状；所述包层横截面为椭圆形、矩形或跑道形状，其方向与纤芯横截面方向一致；所述纤芯横截面沿其窄方向传输单横模光信号，沿其宽方向传输多横模光信号。通过采用横截面为矩形或跑道形状的纤芯，既可提高多横模半导体激光器的耦合效率，又保持了多横模激光快轴基横模的传输特性，即一个方向为单横模另一个方向为多横模的传播特性；同时采用相应形状的包层，使得该光纤更易于固定在机械设备表面，作为增益光纤时，可具有更好的散热效果。
【专利说明】—种带状截面的光纤
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光纤【技术领域】，尤其涉及一种带状截面的光纤。
【背景技术】
[0002]多横模半导体激光器，尤其是大功率半导体激光器的发光面积为Ium*(50unT200um)，这就使得激光器输出光在窄方向是基模高斯光束，在宽方向上为多模光束输出，两个方向的发散角也存在很大的差异，一般为30度*8度。在应用方面,半导体激光器的光纤耦合来说，圆形波导的单模光纤耦合的耦合效率非常低下，一般只有10%左右；圆形波导的多模光纤稱合效率较高，但是光斑模式多为麻点状光强分布，破坏了半导体激光器窄发光方向为单横模输出特性的优点。大功率半导体激光器的另外一个应用是激光切害IJ，多模高功率光纤激光器方向性远不如单模光纤激光器，具体来说就是多模光纤激光器的聚焦光斑要大于单模光纤激光器的光斑，准直效果也远远没有单模光纤激光器的准直距离长。另激光加工通常是线性切割只需沿激光切割方向好就能满足要求，只要半导体激光器的宽发光方向做到直线度比较好即可。
【发明内容】
[0003]为解决上述问题，本实用新型提出一种带状截面的光纤，可以一个方向传输单模激光，另一个方向传输多模激光，既提高了多横模半导体激光器的耦合效率，又保持了多横模激光一个方向为单横模另一个方向为多横模的高质量光斑特性。
[0004]为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为:一种带状截面的光纤，包括纤芯和包层，所述纤芯横截面外轮廓为矩形或跑道形状；所述包层横截面为椭圆形、矩形或跑道形状，其方向与纤芯横截面方向一致；所述纤芯横截面沿其窄方向传输单横模光信号，沿其宽方向传输多横模光信号。
[0005]进一步的，所述纤芯为掺杂增益光纤。
[0006]进一步的，所述纤芯横截面窄方向尺寸为1-10 μ m，宽方向尺寸为毫米数量级或毫米以上数量级。
[0007]本实用新型的有益效果为:通过采用横截面为矩形或跑道形状的纤芯，既可提高多横模半导体激光器的耦合效率，又保持了多横模激光快轴基横模的传输特性，即一个方向为单横模另一个方向为多横模的传播特性；同时采用相应形状的包层，使得该光纤更易于固定在机械设备表面，作为增益光纤时，可具有更好的散热效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型实施例一光纤横截面结构示意图；
[0009]图2为本实用新型实施例二光纤横截面结构示意图；
[0010]图3为本实用新型实施例三光纤横截面结构示意图。
[0011]附图标示:10、纤芯；21、矩形包层；22、跑道形状包层；23、椭圆形包层。【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】，对本实用新型做进一步说明。
[0013]本实用新型的带状截面的光纤，通过采用横截面为矩形或跑道形状的纤芯，既可提高多横模半导体激光器的耦合效率，又保持了多横模激光快轴基横模的传输特性，即一个方向为单横模另一个方向为多横模的传播特性；同时采用相应形状的包层，使得该光纤更易于固定在机械设备表面，作为增益光纤时，可具有更好的散热效果。具体的，该带状截面的光纤包括纤芯和包层，其中，纤芯横截面外轮廓为矩形或跑道形状；包层横截面为椭圆形、矩形或跑道形状，其方向与纤芯横截面方向一致。纤芯横截面沿其窄方向传输单横模光信号，沿其宽方向传输多横模光信号。
[0014]如图1所不的实施例一,该实施例的光纤,纤芯10横截面外轮廓为矩形，同时具有矩形包层21。纤芯10横截面窄方向a传输单横模,该窄方向a尺寸优选1_10 μ m,如10 μ m ;宽方向b传输多横模，该宽方向b尺寸可以为毫米数量级，或毫米以上数量级，如2mm。在半导体激光器的光纤耦合中，多横模半导体激光器的激光快轴方向(TE模)为单横模传输，尺寸较小，慢轴方向为多横模传输，尺寸较大。利用该光纤耦合时，将多横模激光的快轴方向耦合到该纤芯10的窄方向a，光束在该方向仍能保持单横模传输；将多横模激光的慢轴方向率禹合到该纤芯10的宽方向b,光束在该方向保持多横模传输,从而可以保证较高的激光耦合效率，同时不会破坏快轴基横模的单横模传输特性，以满足高功率激光器的各种应用。
[0015]其中，纤芯10可以是掺杂增益光纤，将该光纤作为增益光纤使用，更容易得到高功率的激光输出。同时，由于采用矩形包层21，使得该光纤更易于固定在机械设备表面，更容易散热，大大提高了光纤激光器的散热性能。
[0016]例如,纤芯直径为100 μ m的普通多模光纤,对多模半导体激光器的稱合效率大概为80%左右。而本实用新型的矩形纤芯其宽方向b的尺寸可以做得更宽，如2_，而其窄方向耦合的是激光的快轴基横模，光束尺寸很小，所以耦合效率也较高，可大于95%，所以总的耦合效率远远大于普通多模光纤的耦合效率。纤芯直接为100 μ m的普通多模光纤，其纤芯横截面积大概为7500 μ m2，而本实用新型的矩形纤芯横截面积以10 μ mX 2000 μ m为例，其横截面积为20000 μ m2。即同样功率的激光在普通光纤与本实用新型的矩形纤芯光纤中传输时，功率密度比约为3:1，所以采用本实用新型的光纤传输高功率激光或是作为增益光纤，都更容易获得高功率的激光输出，而且快轴方向的基横模特性更容易由于自由聚焦成为理想的窄光束。
[0017]如图2所示的实施例二，与实施例一不同的是，该实施例的光纤包层采用的是跑道形状包层22，即横截面形状为中间的矩形加两边的半圆形构成的跑道形状。同样的，该结构的光纤作为传输介质或增益光纤时都可以得到高功率的激光输出。作为增益光纤时，同样容易固定在机械设备表面，更易散热，可大大提高光纤激光器的散热性能。
[0018]当然，光纤包层还可以如图3所示实施例三的椭圆形包层23，或是其他几何形状的包层。
[0019]上述各实施例中的光纤，也可以采用横截面为跑道形状的纤芯，同样可以使得其窄方向传播单横模，宽方向传播多横模，以保持多横模激光快轴基横模的单横模传输特性。
[0020]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种带状截面的光纤，包括纤芯和包层，其特征在于:所述纤芯横截面外轮廓为矩形或跑道形状；所述包层横截面为椭圆形、矩形或跑道形状，其方向与纤芯横截面方向一致；所述纤芯横截面沿其窄方向传输单横模光信号，沿其宽方向传输多横模光信号。
2.如权利要求1所述带状截面的光纤，其特征在于:所述纤芯为掺杂增益光纤。
3.如权利要求1或2所述带状截面的光纤，其特征在于:所述纤芯横截面窄方向尺寸为1-10 μ m,宽方向尺寸为毫米数量级或毫米以上数量级。
【文档编号】G02B6/02GK203759290SQ201420174667
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月11日 优先权日:2014年4月11日
【发明者】吴砺, 孙正国, 贺坤, 林磊, 柏天国 申请人:福州高意通讯有限公司