多根光纤束穿入石英毛细管的装置和穿入方法与流程

本发明涉及合束器，特别是一种多根光纤束穿入石英毛细管的装置和穿入方法。

背景技术

随着激光应用技术的发展，空间通信、激光武器、材料加工、遥感和激光雷达等领域对高功率、高光束质量的激光提出了迫切需求。光纤激光器具有结构紧凑、热管理方便、光束质量好和转换效率高等特点，在高功率激光领域得到了广泛应用。

光纤合束器为光纤振荡器和光纤激光放大器中核心元器件之一。其主要的实现方式有端面泵浦技术(如专利申请号为200420074890.2的一种n×1光纤合束器)与侧面泵浦技术(如专利申请号为03141900.3的双包层光纤激光器侧面泵浦耦合装置)。在端面泵浦技术中，如何将多根光纤均匀排列在一起成为合束器制备的难题。目前常用的办法有两种：

1.将光纤穿入尺寸合适的毛细管中；

2.通过扭捆打结的方式。通过扭捆打结的方式对工艺的要求比较高，而且光纤在经过扭捆后产生扭应力容易发生断裂，同时也会产生光损耗。然而，通过光纤穿入毛细管的方式，穿入毛细管所需要耗费的时间较长，而且成功率比较低，也容易把光纤弄脏，不利于高功率光纤合束器的制备。

因此，如何实现将多根光纤快速穿入毛细管中是光纤合束器制备待解决的一个技术问题。传统的方式只依靠人工操作不仅成功率低，而且很容易被灰尘污染，因此本发明对光纤合束器的制备显得很有意义。

技术实现要素：

本发明提供一种多根光纤束穿入石英毛细管的装置和穿入方法，以提升光纤合束器的制备效率与成功率。解决光纤合束器制备过程中光纤束需要均匀排列的关键问题，

本发明的技术解决方案如下：

一种多根光纤束快速穿入毛细管的装置，其特点在于该装置依次包括光纤束定位夹具、环形预约束夹具、石英毛细管和直线位移平台，所述的光纤束定位夹具由一个圆周均匀分布的多个v型夹槽和一一对应的固定压块构成,所述的环形预约束夹具的的环形状夹持部位将多根光纤预约成一光纤束，所述的石英毛细管定位在所述的v型槽毛细管夹具的v型槽中，所述的石英毛细管通过v型槽定毛细管具固定在所述的直线位移平台上，所述的光纤束的中心对称轴与石英毛细管的中心对称轴共线，所述的直线位移平台带动所述的石英毛细管沿所述的中心对称轴做直线往返运动。

所述的固定压块采用磁性吸力式或者螺杆推压式来实现压持光纤。

利用上述装置将多根光纤束穿入石英毛细管的方法，该方法包括以下步骤：

1)首先将多根光纤一端的涂覆层去除形成裸光纤的末端,然后再将多根光纤按照顺序放入所述的光纤定位夹具中的v型夹槽中夹持；

2)通过所述的环形预约束夹具的环形状夹持部位将裸光纤的末端进行预约束，使裸光纤束的末端的外径相切，紧密排列形成一个均匀排列的圆形状态的光纤束；

3)将所述的石英毛细管定位在所述的v型槽毛细管夹具的v型槽中，所述的石英毛细管通过v型槽毛细管夹具固定在所述的直线位移平台上，通过激光束调节工具，将所述的光纤定位夹具、环形预约束夹具和石英毛细管的中心线处于同一根中心线上，即光纤束的中心对称轴与所述的石英毛细管的中心对称轴共线；

4)所述的直线位移平台带动所述的石英毛细管沿所述的中心对称轴缓慢地向光纤束移动，由于光纤束所围成的直径约小于所述的石英毛细管的内径，同时光纤束的中心与石英毛细管的中心共线，所述的直线位移平台缓慢移动石英毛细管将裸光纤束的末端准确地插入所述的石英毛细管中，最后使光纤束全部套入所述的石英毛细管中；

5)解除光纤定位夹具、环形预约束夹具、v型槽定位夹具和固定压块压块对光纤束与毛细管的约束，得到一个均匀排列并被毛细管约束的光纤束。

本发明的技术效果如下：

本发明可以快速将多根光纤准确穿入毛细管中，解决了多根光纤难定位和排列的问题，光纤束穿入毛细管中时发生的断裂问题，提高了光纤束穿入毛细管成功率，为光纤合束器、耦合器等集束工艺器件提供了可靠的保障。

附图说明

图1为本发明实施例1三根光纤束穿入毛细管的装置示意图。

图2为本发明实施例2七根光纤束穿入毛细管的装置示意图。

图3为将三根光纤定位固定的夹持夹具。

图4为将七根光纤定位固定的夹持夹具。

图5为将三根光纤均匀排列固定后的截面示意图。

图6为将七根光纤均匀排列固定后的截面示意图。

具体实施方式

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

实施例1

先请参阅图1，图1为本发明实施例1三根光纤束穿入毛细管的装置示意图。由图可见，本发明多根光纤束快速穿入毛细管的装置依次包括光纤束定位夹具1、环形预约束夹具8、石英毛细管9和直线位移平台，所述的光纤束定位夹具1由一个圆周均匀分布的三个v型夹槽和一一对应的三个固定压块2、3、4构成,所述的环形预约束夹具8的的环形状夹持部位将三根光纤预约成一光纤束，所述的石英毛细管9定位在所述的v型槽毛细管夹具10的v型槽中，所述的石英毛细管9通过v型槽定毛细管具10固定在所述的直线位移平台上，所述的光纤束的中心对称轴与石英毛细管的中心对称轴共线，所述的直线位移平台带动所述的石英毛细管9沿所述的中心对称轴做直线往返运动。

所述的压块2、3、4可以选择磁性或者螺杆推压等方式来实现压持光纤，其中5、6、7为石英光纤，环形预约束夹具8为将光纤束预约束夹具，可以通过两根v型开口互相靠紧的方式对光纤束进行预约束。

图2为本发明实施例2七根光纤束穿入毛细管的装置示意图。

利用实施例1装置将光纤束穿入石英毛细管的方法，包括以下步骤：

1)首先将三根光纤5、6、7一端的涂覆层去除形成裸光纤的末端,然后再将多根光纤按照顺序放入所述的光纤定位夹具1中的v型夹槽中利用压块2、3、4夹持；参见图3为将三根光纤定位固定的夹持夹具。

2)通过所述的环形预约束夹具8的环形状夹持部位将三根裸光纤的末端进行预约束，使裸光纤束的末端的外径相切，紧密排列形成一个均匀排列的圆形状态的光纤束；参见图5，为将三根光纤均匀排列固定后的截面示意图。

3)将所述的石英毛细管9定位在所述的v型槽定位夹具10的v型槽中，所述的石英毛细管9通过v型槽定位夹具10固定在所述的直线位移平台上，通过激光束调节工具，将所述的光纤定位夹具1、环形预约束夹具8和石英毛细管9的中心线处于同一根中心线上，即光纤束的中心对称轴与所述的石英毛细管的中心对称轴共线；

4)所述的直线位移平台带动所述的石英毛细管9沿所述的中心对称轴缓慢地向光纤束移动，由于光纤束所围成的直径约小于所述的石英毛细管的内径，同时光纤束的中心与石英毛细管的中心共线，所述的直线位移平台缓慢移动石英毛细管将裸光纤束的末端准确地插入所述的石英毛细管中，最后使光纤束全部套入所述的石英毛细管中。

5)解除所述的光纤定位夹具1、环形预约束夹具8、v型槽定位夹具10和固定压块压块对光纤束与毛细管的约束，得到一个均匀排列并被毛细管约束的光纤束。

实施例2

参见图2、图4和图6，实施例2的方法如下：

1)首先将7根光纤一端的涂覆层去除形成裸光纤的末端,然后再将多根光纤按照顺序放入所述的光纤定位夹具1中的v型夹槽中夹持；

2)通过所述的环形预约束夹具8的环形状夹持部位将裸光纤的末端进行预约束，使裸光纤束的末端的外径相切，紧密排列形成一个均匀排列的圆形状态的光纤束；

3)将所述的石英毛细管9定位在所述的v型槽定位夹具10的v型槽中，所述的石英毛细管9通过v型槽定位夹具10固定在所述的直线位移平台上，通过激光束调节工具，将所述的光纤定位夹具1、光纤预约束夹具8和石英毛细管9的中心线处于同一根中心线上，即光纤束的中心对称轴与所述的石英毛细管的中心对称轴共线；

4)所述的直线位移平台带动所述的石英毛细管9沿所述的中心对称轴缓慢地向光纤束移动，由于光纤束所围成的直径约小于所述的石英毛细管的内径，同时光纤束的中心与石英毛细管的中心共线，所述的直线位移平台缓慢移动石英毛细管将裸光纤束的末端准确地插入所述的石英毛细管中，最后使光纤束全部套入所述的石英毛细管中；

5)解除光纤定位夹具1、环形预约束夹具8、v型槽定位夹具10和固定压块压块对光纤束与毛细管的约束，得到一个均匀排列并被毛细管约束的光纤束。

实验表明，本发明可以快速将多根光纤准确穿入毛细管中，解决了多根光纤难定位和排列的问题，光纤束穿入毛细管中时发生的断裂问题，提高了光纤束穿入毛细管成功率，为光纤合束器、耦合器等集束工艺器件提供了可靠的保障。