光纤端帽及其制造方法
【专利摘要】本发明实施例提供了一种光纤端帽及其制造方法，所述光纤端帽包括光子晶体光纤、第一无芯光纤以及第二无芯光纤，所述第一无芯光纤的一端与所述光子晶体光纤熔接，所述第一无芯光纤的另一端与所述第二无芯光纤熔接，所述第一无芯光纤的包层直径大于或等于所述光子晶体光纤的包层直径，所述第二无芯光纤的包层直径大于所述第一无芯光纤的包层直径。
【专利说明】
光纤端帽及其制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及光纤技术领域，具体而言，涉及一种光纤端帽及其制造方法。
【背景技术】
[0002]光子晶体光纤(PCF)是超连续谱激光器常用的作为端帽的一种高非线性光纤，由于光子晶体光纤具有空气孔结构，在与大芯径光纤熔接时，高的放电强度会导致空气孔结构塌缩，塌缩的PCF无法束缚PCF纤芯激光，激光在塌缩的PCF处逐渐衍射、扩束，使得激光光束质量劣化、甚至泄露。
[0003]于是，现有的光纤端帽为将包层直径125μπι的PCF与包层直径相同的普通无芯石英光纤熔接，以避免光子晶体光纤的空气孔坍缩。
[0004]但是，该现有的光纤端帽，由于端帽直径过小，难以承受更高功率超连续谱输出。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供了一种光纤端帽及其制造方法，通过与光子晶体光纤熔接直径依次增大的无芯光纤，以实现在光子晶体光纤不出现塌缩的情况下，端帽具有更大直径，改善现有技术中端帽端帽直径过小，难以承受更高功率超连续谱输出的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0007]—种光纤端帽，所述光纤端帽包括光子晶体光纤、第一无芯光纤以及第二无芯光纤，所述第一无芯光纤的一端与所述光子晶体光纤熔接，所述第一无芯光纤的另一端与所述第二无芯光纤熔接，所述第一无芯光纤的包层直径大于或等于所述光子晶体光纤的包层直径，所述第二无芯光纤的包层直径大于所述第一无芯光纤的包层直径。
[0008]优选的，上述光纤端帽中，所述第一无芯光纤的包层直径等于所述光子晶体光纤的包层直径。第一无芯光纤的包层直径在可选直径范围内更大，则其后可以熔接的第二无芯光纤的包层直径可以更大，使该光纤端帽可以实现更高功率的激光输出。
[0009]优选的，上述光纤端帽中，所述光子晶体光纤以及所述第一无芯光纤的包层直径为125微米，所述第二无芯光纤的包层直径为250微米。包层直径125微米的光子晶体光纤为常用的光子晶体光纤。
[0010]优选的，上述光纤端帽中，所述第一无芯光纤以及所述第二无芯光纤的长度小于或等于125微米。为保证该光纤端帽用于输出超连续谱激光时光束质量不会劣化，需要无芯光纤的长度不宜过长。
[0011]优选的，上述光纤端帽中，所述第一无芯光纤以及所述第二无芯光纤的长度在100微米至125微米之间。
[0012]优选的，上述光纤端帽中，还包括第三无芯光纤，所述第三无芯光纤的一端与所述第二无芯光纤远离所述第一无芯光纤的一端熔接，所述第三无芯光纤的包层直径大于所述第二无芯光纤的包层直径。第三无芯光纤的包层直径比第二无芯光纤更大，使该光纤端帽可以实现更高功率的激光输出。
[0013]优选的，上述光纤端帽中，所述第一无芯光纤以及所述第二无芯光纤的长度小于或等于125微米，所述第三无芯光纤的长度小于或等于150微米。
[0014]优选的，上述光纤端帽中，所述光子晶体光纤的包层直径为125微米，所述第二无芯光纤的包层直径为250微米，所述第三无芯光纤的包层直径为400微米。
[0015]—种光纤端帽的制造方法，所述方法包括:在第一无芯光纤的一端熔接第二无芯光纤;在所述第一无芯光纤远离所述第二无芯光纤的一端熔接光子晶体光纤，所述第一无芯光纤的包层直径大于或等于所述光子晶体光纤的包层直径，所述第二无芯光纤的包层直径大于所述第二无芯光纤的包层直径。
[0016]优选的，上述制造方法中，在所述第一无芯光纤远离所述第二无芯光纤的一端熔接光子晶体光纤的步骤之前，还包括，在所述第二无芯光纤远离所述第一无芯光纤的一端熔接第三无芯光纤，所述第三无芯光纤的包层直径大于所述第二无芯光纤。
[0017]本发明实现的有益效果:本发明实施例提供的光纤端帽及其制造方法，与光子晶体光纤熔接包层直径大于或等于该光子晶体光纤的第一无芯光纤，并且在第一无芯光纤后熔接有包层直径大于该光子晶体光纤的第二无芯光纤，以实现更大直径的光子晶体光纤端帽制作，使可以输出更高功率的超连续谱。
【附图说明】
[0018]为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1示出了本发明第一实施例提供的光纤端帽的一种结构示意图；
[0020]图2示出了本发明第一实施例提供的光纤端帽的另一种结构示意图；
[0021]图3示出了本发明第二实施例提供的光纤端帽的制造方法的流程图；
[0022]图4示出了本发明第二实施例提供的光纤端帽的制造方法的另一种流程图。
[0023]其中，附图标记汇总如下:
[0024]光纤端帽100，光子晶体光纤110，第一无芯光纤120，第二无芯光纤130，第三无芯光纤140。
【具体实施方式】
[0025]光子晶体制作的光纤端帽用于超连续谱激光的输出。现有技术中的光纤端帽包层直径过小，难以承受高功率的超连续谱输出。
[0026]鉴于上述情况，研究者经过长期的研究和大量的实践，提供了一种光纤端帽及其制造方法以改善现有问题。该光纤端帽通过与光子晶体光纤熔接包层直径依次增大的无芯光纤实现大功率的激光输出。
[0027]下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]第一实施例
[0029]图1示出了本发明第一实施例提供的光纤端帽100。请参见图1，该光纤端帽100包括依次连接的光子晶体光纤110、第一无芯光纤120以及第二无芯光纤130。
[0030]具体的，第一无芯光纤120的一端与光子晶体光纤110连接，该第一无芯光纤120远离光子晶体光纤110的另一端与第二无芯光纤130连接。并且，各光纤之间的具体的连接方式可以是熔接。当然，各光纤之间的具体连接方式并不作为本实施例的限制，以各光纤之间能很好地连接并传输激光为宜。
[0031]进一步的，该第一无芯光纤120的包层直径大于或等于光子晶体光纤110的包层直径。由于光子晶体光纤110具有空气孔结构，直接与包层直径大于其包层直径的光纤进行熔接，会导致其内部的空气孔结构坍缩，故在本实施例所提供的光纤端帽中，第一无芯光纤120的包层直径等于所述光子晶体光纤110的包层直径。。
[0032]另外，由于光子晶体光纤110制作的光纤端帽100常用于高功率超连续谱激光输出，光纤端帽100直径越大，才可以承受越高功率的超连续谱激光的输出，故与第一无芯光纤120熔接的第二无芯光纤130的包层直径大于第一无芯光纤120的包层直径。
[0033]进一步的，由于在实际应用中，常用的光子晶体光纤110的包层直径为125微米，所以，在本实施例中，所选的光子晶体光纤110的包层直径可以是125微米。当然，光子晶体光纤110的具体包层直径在本实施例中并不作为限制，也可以是其他，如范围为120微米至125微米的包层直径，具体可以根据实际需要确定。
[0034]另外，对应包层直径为125微米的光子晶体光纤110，第一无芯光纤120的包层直径也可以为125微米。当然，第一无芯光纤120的包层直径也可以大于125微米，在本实施例中，也不对其作为限制，使第一无芯光纤120的包层直径大于或等于光子晶体光纤110的包层直径，以第一无芯光纤120的包层直径等于光子晶体光纤110的包层直径为宜。
[0035]进一步的，在本实施例中，第二无芯光纤130的包层直径可以为250微米。同样可以理解的，第二无芯光纤130的具体包层直径在本实施例中也并不作为限制，以满足第二无芯光纤130的包层直径不会因过大而导致放电强度过高，也不会因过小而使可输出的激光功率太低为宜。
[0036]另外，在本实施例提供的光纤端帽100中，为保证该光纤端帽100用于输出超连续谱激光时光束质量不会劣化，需要无芯光纤的长度不宜过长，因此，在本实施例中，可以是，第一无芯光纤120以及第二无芯光纤130的长度小于或等于125微米。
[0037]另外，由于将第一无芯光纤120与光子晶体光纤110熔接后需要将过长的部分切割去除、将第二无芯光纤130与第一无芯光纤120熔接后需要将第二无芯光纤130多余的部分切割去除，若切割的第一无芯光纤120以及第二无芯光纤130过短，离光子晶体光纤110距离过小，会使光子晶体光纤110的空气孔结构出现较长的坍缩，故在本实施例中，优选的，第一无芯光纤120以及第二无芯光纤130的长度可以为100微米至125微米之间。
[0038]进一步的，如图2所示，在本实施例所提供的光纤端帽100中，还包括第三无芯光纤140。具体的，该第三无芯光纤140的一端与第二无芯光纤130远离第一无芯光纤120的一端熔接，即熔接的光纤依次为光子晶体光纤110、第一无芯光纤120、第二无芯光纤130以及第三无芯光纤140。
[0039]在本实施例中，为使该光纤端帽100可以实现更高功率的激光输出，使该第三无芯光纤140的包层直径大于第二无芯光纤130的包层直径。优选的，在光子晶体光纤110的包层直径为125微米，第二无芯光纤130的包层直径为250微米时，该第三无芯光纤140的包层直径可以为400微米。
[0040]当然，在本实施例中，第三无芯光纤140的具体包层直径并不作为限定，也可以是其他数值的包层直径。
[0041]并且，在本实施例提供的光纤端帽100中，在第一无芯光纤120以及所述第二无芯光纤130的长度小于或等于125微米时，该第三无芯光纤140的长度可以是小于或等于150微米。当然，在本实施例中，第三无芯光纤140的长度也并不作为限定。
[0042]当然，可以理解的，在本发明实施例提供的光纤端帽100中，还可以在第三无芯光纤140后熔接包层直径更大的光纤，具体熔接的光纤数量并不限定，以依次熔接包层直径更大的光纤并且能很好地传输激光为标准。
[0043]该光纤端帽100用于传输激光时，激光从光子晶体光纤110依次传入第一无芯光纤120、第二无芯光纤130以及第三无芯光纤140，从第三无芯光纤140输出。由于第三无芯光纤140包层直径较大，使该光纤端帽可以输出较高功率的激光。
[0044]第二实施例
[0045]如图3所示，本实施例提供了一种光纤端帽100的制造方法，用于制造第一实施例所述的光纤端帽100 ο具体的，该方法包括:
[0046]步骤S200:在第一无芯光纤120的一端熔接第二无芯光纤130。
[0047]将第一无芯光纤120熔接于第二无芯光纤130的一端，为保证制作的光纤端帽100在输出超连续谱激光时光束质量不会裂化，还可以将第一无芯光纤120在远离第二无芯光纤130的方向上进行切割，将第二无芯光纤130在远离第一无芯光纤120的方向上进行切割，使第一无芯光纤120以及第二无芯光纤130的长度控制在一定的范围内。在本实施例中，可以通过切割使第一无芯光纤120以及第二无芯光纤130的长度小于125微米。优选的，第一无芯光纤120以及第二无芯光纤130的长度在100微米至125微米之间。
[0048]当然，也可以直接使用满足要求的长度范围内的第一无芯光纤120以及第二无芯光纤130进行熔接。
[0049]步骤S220:在所述第一无芯光纤120远离所述第二无芯光纤130的一端熔接光子晶体光纤110，所述第一无芯光纤120的包层直径大于或等于所述光子晶体光纤110的包层直径，所述第二无芯光纤130的包层直径大于所述光子晶体光纤110的包层直径。
[0050]优选的，在本实施例中，第一无芯光纤120的包层直径等于所述光子晶体光纤110
的包层直径。
[0051]优选的，在本实施例中，光子晶体光纤110以及第一无芯光纤120的包层直径可以是125微米。
[0052]进一步的，如图4所示，在步骤S220之前，还可以包括，
[0053]步骤S210:在所述第二无芯光纤130远离所述第一无芯光纤120的一端熔接第三无芯光纤140，所述第三无芯光纤140的包层直径大于所述第二无芯光纤130。
[0054]同样的，为保证超连续谱激光输出的光束质量不会劣化，将第三无芯光纤140的长度控制在一定范围内，优选的，可以是小于或等于150微米。
[0055]当然，在本实施例中，各光纤之间的具体连接顺序并不作为限定。
[0056]综上所述，本发明实施例提供的光纤端帽100及其制造方法，与光子晶体光纤110熔接包层直径大于或等于该光子晶体光纤110的第一无芯光纤120，优选熔接直径等于该光子晶体光纤110的第一无芯光纤120，避免光子晶体光纤110因与包层直径更大的光纤熔接而出现的空气孔结构坍缩现象，并且，在第一无芯光纤120后熔接有包层直径大于该第一无芯光纤120的第二无芯光纤130，以实现更大直径的光子晶体光纤端帽100制作，使可以输出更高功率的超连续谱。
[0057]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0058]因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0059]应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0060]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0061]在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
【主权项】
1.一种光纤端帽，其特征在于，所述光纤端帽包括光子晶体光纤、第一无芯光纤以及第二无芯光纤，所述第一无芯光纤的一端与所述光子晶体光纤熔接，所述第一无芯光纤的另一端与所述第二无芯光纤熔接，所述第一无芯光纤的包层直径大于或等于所述光子晶体光纤的包层直径，所述第二无芯光纤的包层直径大于所述第一无芯光纤的包层直径。2.根据权利要求1所述的光纤端帽，其特征在于，所述第一无芯光纤的包层直径等于所述光子晶体光纤的包层直径。3.根据权利要求2所述的光纤端帽，其特征在于，所述光子晶体光纤以及所述第一无芯光纤的包层直径为125微米，所述第二无芯光纤的包层直径为250微米。4.根据权利要求1所述的光纤端帽，其特征在于，所述第一无芯光纤以及所述第二无芯光纤的长度小于或等于125微米。5.根据权利要求1所述的光纤端帽，其特征在于，所述第一无芯光纤以及所述第二无芯光纤的长度在100微米至125微米之间。6.根据权利要求1所述的光纤端帽，其特征在于，还包括第三无芯光纤，所述第三无芯光纤的一端与所述第二无芯光纤远离所述第一无芯光纤的一端熔接，所述第三无芯光纤的包层直径大于所述第二无芯光纤的包层直径。7.根据权利要求6所述的光纤端帽，其特征在于，所述第一无芯光纤以及所述第二无芯光纤的长度小于或等于125微米，所述第三无芯光纤的长度小于或等于150微米。8.根据权利要求6所述的光纤端帽，其特征在于，所述光子晶体光纤的包层直径为125微米，所述第二无芯光纤的包层直径为250微米，所述第三无芯光纤的包层直径为400微米。9.一种光纤端帽的制造方法，其特征在于，所述方法包括: 在第一无芯光纤的一端熔接第二无芯光纤； 在所述第一无芯光纤远离所述第二无芯光纤的一端熔接光子晶体光纤，所述第一无芯光纤的包层直径大于或等于所述光子晶体光纤的包层直径，所述第二无芯光纤的包层直径大于所述第一无芯光纤的包层直径。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述第一无芯光纤远离所述第二无芯光纤的一端熔接光子晶体光纤的步骤之前，还包括，在所述第二无芯光纤远离所述第一无芯光纤的一端熔接第三无芯光纤，所述第三无芯光纤的包层直径大于所述第二无芯光纤。
【文档编号】G02B6/02GK105929482SQ201610481387
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月24日
【发明人】李超, 赵磊, 梁小宝, 张昊宇, 封建胜, 徐振源, 黎玥, 周泰斗, 王建军, 景峰
【申请人】中国工程物理研究院激光聚变研究中心