除器，包括:大数值孔径折射率匹配包层光滤除段3、表面处理包层光滤除段4和小数值孔径折射率匹配包层光滤除段5。
[0056]其中，大数值孔径折射率匹配包层光滤除段3由多个滤除段组成，优选为3段。每个滤除段的长度优选为2cm，因此大数值孔径折射率匹配包层光滤除段3的长度为6cm。三个滤除段的折射率按光入射的方向逐渐增大。
[0057]本实施例中仍然以波长为975nm包层光为例，涂覆层2对975nm包层光的折射率为1.4458，优选地，大数值孔径折射率匹配包层光滤除段3的第一滤除段31的折射率为
1.39，第二滤除段32的折射率为1.41，第三滤除段33的折射率为1.43。
[0058]如图3所示，包层光进入到第一滤除段31中，由于第一滤除段31的折射率很小，因此只有一部分大数值孔径包层光被滤除，剩余的包层光沿光入射的方向进入到第二滤除段32。
[0059]第二滤除段32的折射率大于第一滤除段31的折射率，因此第二滤除段32的滤除能力比第一滤除段31强，滤除的包层光的能量比第一滤除段31高。但由于第一滤除段31已经滤除了一部分包层光，所以第二滤除段32滤除的包层光的能量不会使第二滤除段32的工作温度过高。
[0060]被两个滤除段滤除之后剩余的包层光将进入第三滤除段33，第三滤除段33的折射率最大，滤除能力最强，可以将剩余的大数值孔径包层光快速有效的滤除。由于前两个滤除段的作用，剩余包层光的能量已经很少了，因此第三滤除段33可以很容易的将其滤除，且不会出现工作温度过高、折射率匹配材料损坏的情况。
[0061]小数值孔径折射率匹配包层光滤除段5也采用分段式均匀滤除的方式，由多个滤除段组成，优选为3段。每个滤除段的长度优选为2cm，因此小数值孔径折射率匹配包层光滤除段5的长度也为6cm。三个滤除段的折射率按光入射的方向逐渐增大。
[0062]优选地，第四滤除段51的折射率为1.46，第五滤除段52的折射率为1.49，第六滤除段53的折射率为1.52。
[0063]小数值孔径折射率匹配包层光滤除段5滤除小数值孔径包层光的原理与大数值孔径折射率匹配包层光滤除段3滤除大数值孔径包层光的原理相同。
[0064]光线按照传输方向，先由小数值孔径折射率匹配包层光滤除段5中折射率最低的第四滤除段51吸收一部分小数值孔径包层光的能量；再由折射率次低的第五滤除段52吸收一部分能量。由于第四滤除段51的作用，第五滤除段52吸收的包层光能量不会使第五滤除段52的折射率匹配材料过高；最后剩余的少量的小数值孔径包层光被第六滤除段53快速滤除，且由于滤除的包层光能量很少，不会出现第六滤除段53内的折射率匹配材料过热的情况。
[0065]本实施例中的其他特征同第一实施例相同，在此不再赘述。
[0066]本实施例提供的光纤包层光滤除器，实现了在22cm长度的包层光滤除器内，对975nm包层光的大比例滤除，其滤除量大于30dB，而相同长度的现有折射率匹配包层光滤除器仅能实现小于20dB的滤除量。
[0067]同时，大数值孔径折射率匹配包层光滤除段3和小数值孔径折射率匹配包层光滤除段5采用分段式结构，通过控制滤光材料的折射率、涂覆长度，从而控制单位长度上的滤光量，使包层光沿着光线传输方向被均匀滤除，进而热量分布也变得相对均匀。
[0068]因此，本实施例提供的光纤包层光滤除器可以避免出现某点温度突变过高导致折射率匹配材料损坏的情况，最大可承受的包层I内包层光的总功率为200W。而现有的相同长度包层光滤除器最大可承受的包层内包层光的总功率仅为100W。因此，本实施例提供的光纤包层光滤除器相比于现有的包层光滤除器承受能力大大提高，稳定性和可靠性也大大提升。
[0069]本发明在大数值孔径折射率匹配包层光滤除段3以及小数值孔径折射率匹配包层光滤除段5上设置的滤除段不限于3个，采用滤除段的数量越多，温度分布越均匀，滤除点的最高工作温度越低。
[0070]实施例三
[0071]本发明提供的光纤包层光滤除器的制造方法，包括:
[0072]将光纤的涂覆层剥除；
[0073]按光入射方向依序在光纤上设置大数值孔径折射率匹配包层光滤除段、表面处理包层光滤除段以和小数值孔径折射率匹配包层光滤除段。
[0074]其中，在大数值孔径折射率匹配包层光滤除段，利用折射率匹配材料对裸露的光纤包层进行重覆盖；
[0075]在表面处理包层光滤除段，采用机械研磨或化学腐蚀的方法将包层表面粗糙化，使小数值孔径包层光在其粗糙的表面上发生漫反射或慢散射，从而转换为大数值孔径包层光;
[0076]在小数值孔径折射率匹配包层光滤除段，利用折射率匹配材料对裸露的光纤包层进行重覆盖；
[0077]大数值孔径折射率包层光滤除段的折射率需要满足式(3):
[0078]n!2-n22>NA2 (3)
[0079]其中，Ii1为光纤包层I的折射率，η 2为大数值孔径折射率包层光滤除段的折射率，NA为预设临界值。
[0080]小数值孔径折射率匹配包层光滤除段的折射率需要满足式(4):
[0081]n^-na^NA2 (4)
[0082]其中，Ii1为光纤包层I的折射率，η 3为小数值孔径折射率包层光滤除段的折射率，NA为预设临界值。
[0083]预设临界值，是使大于所述预设临界值孔径的包层光能量占包层光总能量的50%的取值。
[0084]此外，折射率匹配材料可以为紫外胶、硅胶或者玻璃管。
[0085]本实施例中，大数值孔径折射率匹配包层光滤除段滤除大数值孔径包层光；表面处理包层光滤除段滤除部分小数值孔径包层光，同时将另一部分小数值孔径包层光转化为大数值孔径包层光；小数值孔径折射率匹配包层光滤除段滤除残余的小数值孔径包层光以及转化后大数值孔径包层光，通过设置上述三个滤除段，较大比例的包层光将在较短的光纤长度内被滤除，有效地抑制光纤激光器中的非线性效应，提高输出纤芯的质量，降低成本。
[0086]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.一种光纤包层光滤除器，其特征在于，包括: 在剥除涂覆层的光纤包层上按光入射方向依序设置的大数值孔径折射率匹配包层光滤除段、表面处理包层光滤除段和小数值孔径折射率匹配包层光滤除段； 其中， 所述大数值孔径折射率包层光滤除段，对裸露的光纤包层进行重覆盖使其滤除数值孔径大于预设临界值的大数值孔径包层光； 所述表面处理包层光滤除段，使其滤除一部分数值孔径值小于预设临界值的小数值孔径包层光，并将另一部分小数值孔径包层光转化为大数值孔径包层光； 所述小数值孔径折射率包层光滤除段，对裸露的光纤包层进行重覆盖使其滤除残余的小数值孔径包层光以及所述表面处理包层光滤除段转化的大数值孔径包层光。2.如权利要求1所述的光纤包层光滤除器，其特征在于，所述大数值孔径折射率包层光滤除段的折射率满足: n!2-n22>NA2 其中，Ii1为所述光纤包层的折射率，η 2为大数值孔径折射率包层光滤除段的折射率，NA为预设临界值。3.如权利要求1所述的光纤包层光滤除器，其特征在于，所述大数值孔径折射率包层光滤除段包括: 一种折射率材料制成的大数值孔径折射率包层光滤除段；或， 多种折射率材料制成的多个大数值孔径折射率包层光滤除段。4.如权利要求3所述的光纤包层光滤除器，其特征在，所述多个大数值孔径折射率包层光滤除段沿包层光的入射方向按折射率由小到大设置。5.如权利要求1所述的光纤包层光滤除器，其特征在于，其特征在于，所述小数值孔径折射率包层光滤除段的折射率满足: ?〈NA2 其中，Ii1为所述光纤包层的折射率，η 3为小数值孔径折射率包层光滤除段的折射率，NA为预设临界值。6.如权利要求1所述的光纤包层光滤除器，其特征在于，所述小数值孔径折射率包层光滤除段包括: 一种折射率材料制成的小数值孔径折射率包层光滤除段；或， 多种折射率材料制成的多个小数值孔径折射率包层光滤除段。7.如权利要求6所述的光纤包层光滤除器，其特征在于，所述多个小数值孔径折射率包层光滤除段沿包层光的入射方向按折射率由小到大设置。8.如权利要求1-7任意一项所述的光纤包层光滤除器，其特征在于，所述大数值孔径折射率包层光滤除段的材料以及所述小数值孔径折射率包层光滤除段的材料为紫外胶、玻璃管或娃胶。9.一种光纤包层光滤除器的制造方法，其特征在于，用于制造权利要求1-8任意一项所述的光纤包层光滤除器，具体包括: 将光纤的涂覆层剥除； 按光入射方向依序在光纤上设置大数值孔径折射率匹配包层光滤除段、表面处理包层光滤除段以和小数值孔径折射率匹配包层光滤除段； 其中，所述表面处理包层光滤除段采用机械研磨或者化学腐蚀将光纤包层表面粗糙化。10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述预设临界值是使大于所述预设临界值孔径的包层光能量占包层光总能量的50%的取值。
【专利摘要】本发明公开了一种光纤包层光滤除器及其制造方法，该光纤包层光滤除器包括：按光入射方向依序设置的大数值孔径折射率匹配包层光滤除段、表面处理包层光滤除段和小数值孔径折射率匹配包层光滤除段。大数值孔径折射率匹配包层光滤除段滤除大数值孔径包层光；表面处理包层光滤除段将小数值孔径包层光转化为大数值孔径包层光；小数值孔径折射率匹配包层光滤除段将残余的小数值孔径包层光以及转化后的大数值孔径包层光滤除。本发明采用三个滤除段复合结构在较短的包层光滤除器长度内快速地滤除较大比例的包层光，有利于抑制光纤激光器中的非线性效应，同时降低成本。
【IPC分类】H01S3/067, G02B6/036
【公开号】CN105068181
【申请号】CN201510542454
【发明人】肖起榕, 孙骏逸, 闫平, 巩马理, 李丹
【申请人】清华大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年8月28日