专利名称：一种光纤分束器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤技术领域，特别是一种光纤分束器。
背景技术：
光纤激光器因其具有优异的光束质量、非常高的功率和功率密度、易于冷却、高的稳定性和可靠性等多方面的优点受到人们的日益关注，并在多个领域有着广泛的应用。而全光纤化结构的光纤激光器又因其简单、灵活而稳定的结构受到人们的一致青睐。在光纤激光器的搭建过程中，需要多种光纤元器件。其中，光纤合束器是较为常用的一种。与合束器将多路泵浦光合成一路的功能相对应的，是称为分束器的一种光学元件，它可以将一路光信号分为多路输出。分束器因其功能的不同有很多种类。在激光器的运行使用中，常常需要将输出端的信号激光或泵浦光提取出来。泵浦泄露是将激光器输出端的激光提取出来的一种常用方法，但是这种情况下，激光器残余的泵浦光会被直接耗散，难以提取出来另作他用。这无疑是一种能量的损失。为了解决这一问题，需要一种光纤分束器，能在将泵浦光和激光分离的同时，将各自提取出来。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种结构简单、分光效果好的光纤分束器。根据本发明实施例的一种光纤分束器，其特征在于，包括一根输入光纤和输出光纤束，其中，所述输出光纤束包括排布在中心的一根中心输出光纤和排布在外围的多根外围输出光纤，所述中心输出光纤用于传输信号光，所述外围输出光纤用于传输泵浦光，从而将所述信号光和所述泵浦光分离开来。在本发明的一个实施例中，所述输入光纤的拉赫不变量小于或等于所述输出端光纤束的拉赫不变量。在本发明的一个实施例中，所述中心输出光纤与所述外围输出光纤的纤芯、包层尺寸不同，纤芯、包层数值孔径不同。在本发明的一个实施例中，所述中心输出光纤的外径小于所述外围输出光纤的外径。在本发明的一个实施例中，所述光纤为有源光纤或无源光纤。在本发明的一个实施例中，所述光纤为单包层光纤、双包层光纤或多包层光纤。在本发明的一个实施例中，所述光纤为保偏光纤或光子晶体光纤。本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本发明通过选用不同尺寸的光纤作为输出端光纤，以使输出光纤束的排布更接近于输入端信号光与泵浦光的区域分布，从而可以更为精确地分离输入光纤中的泵浦光和信号光，提高分离效率。2、本发明中将泵浦光和信号光分离提取的方式，便于泵浦光和信号光的再利用。3、本发明通过光纤元件实现了一路光信号分成多路输出的功能，纯光纤的结构使其与其他元件连接简单，使用方便。4、本发明结构简单、稳定、易于实现，适用于各种光纤激光器和放大器中。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是本发明实施例的光纤分束器的示意图
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。根据本发明实施例的一种光纤分束器，其特征在于，包括一根输入光纤和输出光纤束，其中，所述输出光纤束包括排布在中心的一根中心输出光纤和排布在外围的多根外围输出光纤，所述中心输出光纤用于传输信号光，所述外围输出光纤用于传输泵浦光，从而将所述信号光和所述泵浦光分离开来。在本发明的一个实施例中，输入光纤的拉赫不变量小于或等于输出端光纤束的拉赫不变量。
在本发明的一个实施例中，中心输出光纤与外围输出光纤的纤芯、包层尺寸不同，纤芯、包层数值孔径不同。在本发明的一个实施例中，中心输出光纤的外径小于外围输出光纤的外径。在本发明的一个实施例中，光纤为有源光纤或无源光纤。在本发明的一个实施例中，光纤为单包层光纤、双包层光纤或多包层光纤。在本发明的一个实施例中，光纤为保偏光纤或光子晶体光纤。如图1所示，本例是本发明的实施例。一根纤芯直径40 μ m、包层直径400 μ m的无源光纤(I)作为输入光纤。输出端的光纤束中，排布在中心的无源光纤(2)具有40μηι的纤芯和80 μ m的包层。排布在周围的6根无源光纤(3)具有相同的参数,其纤芯直径为105 μ m,包层直径为125 μ m。输入光纤(I)和七根输出光纤(2) (3)构成一个7X1分束器。输入光纤(I)中，激光分布在纤芯区域，泵浦光主要分布在包层区域。经过分束器后，输入光纤(I)中的信号光传入中心输出光纤(2)的纤芯，输入光纤(I)中的大部分泵浦光传入其他6根外围输出光纤(3)中，中心输出光纤(2)的包层中也有少量泵浦光。由于中心输出光纤(2)的外径小于其他6根外围输出光纤(3)的外径,输入光纤(I)中的大部分泵浦光都传入外围输出光纤(3)中。由于采用这种泵浦光和信号光在输入输出端的占空比接近的结构，这个分束器具有很高的泵浦、信号光分离提取效率。本发明至少具有以下优点1、本发明通过选用不同尺寸的光纤作为输出端光纤，以使输出光纤束的排布更接近于输入端信号光与泵浦光的区域分布，从而可以更为精确地分离输入光纤中的泵浦光和信号光，提高分 离效率。2、本发明中将泵浦光和信号光分离提取的方式，便于泵浦光和信号光的再利用。3、本发明通过光纤元件实现了一路光信号分成多路输出的功能，纯光纤的结构使其与其他元件连接简单，使用方便。4、本发明结构简单、稳定、易于实现，适用于各种光纤激光器和放大器中。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
权利要求
1.一种光纤分束器，其特征在于，包括一根输入光纤和输出光纤束，其中，所述输出光纤束包括排布在中心的一根中心输出光纤和排布在外围的多根外围输出光纤，所述中心输出光纤用于传输信号光，所述外围输出光纤用于传输泵浦光，从而将所述信号光和所述泵浦光分离开来。
2.如权利要求1所述的光纤分束器，其特征在于，所述输入光纤的拉赫不变量小于或等于所述输出端光纤束的拉赫不变量。
3.如权利要求1所述的光纤分束器，其特征在于所述中心输出光纤与所述外围输出光纤的纤芯、包层尺寸不同，纤芯、包层数值孔径不同。
4.如权利要求1所述的光纤分束器，其特征在于所述中心输出光纤的外径小于所述外围输出光纤的外径。
5.如权利要求1所述的光纤分束器，其特征在于所述光纤为有源光纤或无源光纤。
6.如权利要求1所述光纤分束器器，其特征在于所述光纤为单包层光纤、双包层光纤或多包层光纤。
7.如权利要求1所述光纤分束器器，其特征在于所述光纤为保偏光纤或光子晶体光纤。
全文摘要
本发明提出一种光纤分束器，包括一根输入光纤和输出光纤束，其中，输出光纤束包括排布在中心的一根中心输出光纤和排布在外围的多根外围输出光纤，中心输出光纤用于传输信号光，外围输出光纤用于传输泵浦光，从而将信号光和泵浦光分离开来。本发明的分束器由于选用不同尺寸的光纤作为输出端光纤，输出光纤束的排布更接近于输入端信号光与泵浦光的区域分布，从而可以更为精确地分离输入光纤中的泵浦光和信号光，提高分离效率。本发明结构简单、稳定、易于实现，适用于各种光纤激光器和放大器中。
文档编号G02B6/28GK103048737SQ20121058660
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者巩马理, 郝金坪, 闫平, 肖起榕, 张海涛 申请人:清华大学