25_的输出光纤20。逐渐变细的程度依赖于输出光纤20的直径。
[0033]通过任意合适的粘合剂将SM输出光纤16彼此固定。由于大功率以及由此而来的升高温度，粘合剂包括耐高温部件，例如所述耐高温部件可以是UV-15-TK。
[0034]参考作为沿图2中A-A线的截面图图2a和图3，在合束器18的制造初始阶段期间相应SM光纤16的包层各自具有包围芯区44的双包层结构。内部包层34包括二氧化硅(“Si02”)。外部包层36配置有包括掺杂有氟(“F”)离子的受体材料(例如S12)在内的混合物。第二外部层的使用显著地增加了合束器18的制造工艺期间SM光纤对于机械应力的抵抗力。
[0035]合束器18的缩放比例(scaling)严格地依赖于如何有效地利用沿合束器沿相反方向传播的不想要的光。典型地，将与从波导的包层去除光相关的机制称作光剥离器或光吸收器。
[0036]回到图2，光剥离器或包层模式吸收器(“CMA”)沿合束器18以及合束器的输出光纤20的一部分设置，并且分别包括三个连续的上游、中间和下游区域26、28和30。所有这三个区域都配置为选择性地将沿相反正向和反向方向传播的杂散光最小化，以免损坏激光器系统10的光纤和其他光学部件。
[0037]沿锥形的主体部分延伸并且终止于距离接合部22上游较短距离处的上游区域26配置为在反向反射光到达各个SM激光器系统16之前至少将沿合束器输出光纤20的芯区导引的反向反射光量最小化。反向反射极大地损坏大功率光纤激光器系统。即使数百瓦的反向反射光(在所公开的系统中反向反射光可以轻易达到kW级别)也会损坏合束器18，甚至损坏合并到合束器中的各个SM系统16以及具体地损坏合束器的相应聚合物涂层。
[0038]当光从工件21反向反射时，将光親合到传输光纤25(图1)的涂层和芯区，传输光纤配置有至少等于或大于反向反射光的入射角度的数值孔径(“NA”)。因为端光纤19和输出光纤20之间的重叠是不理想的，在系统输出光纤25和端光纤19之间沿着相应光纤的芯区传播的反向反射光填补了比端光纤19的芯区更大的面积。因此，没有限制端光纤19的芯区的光渗透到包层，并且可以通过吸收器的上游区域内的高折射率聚合物来去除，如下面将解释的。
[0039]具体地，从工件21反向反射的光耦合到丽系统传输光纤25 (图1)的芯区44’ (图2d)，MM系统传输光纤将反向反射光沿相反的传播方向导引至系统10的上游、并且最终将所述光传输到合束器输出光纤20的芯区中。因此，当反向反射光传播并且渗透通过接合部22(图2)进入到内部包层34中(图2a)时，应该在反向反射光耦合到相应SM光纤16 (图1和2)的包层之前从包层中去除反向反射光。
[0040]转到图2和图2a，吸收器包括在外部涂层36周围的上游区域26 (图2a)上延伸的层38。因为层38的折射率比构成芯区44和包层两者的石英的折射率高，层38操作为至少实质上最小化以及理想地完全去除芯区导引的反向反射光，层38管理从光纤20的芯区通过接合部22的渗透。
[0041]参考图2和图2b，中间区域28从上游区域26的端部在合束器光纤端部19的下游端部上(图2)延伸通过接合部22，并且终止于相距输出光纤20的端区域一定距离处。将输出光纤沿中间区域28从保护性包层剥离。替代地，聚合物层39覆盖输出光纤20的内部包层42，内部包层42的折射率至少等于或大于聚合物层39的折射率。因此，层39配置为通过防止正向传播信号光从包层42去耦合来最小化正向传播信号光的损耗。
[0042]参考图2、图2c和图2d，吸收器的下游区域30配置有聚合物层40，聚合物层40配置为最小化沿合束器输出光纤20的包层42导引的正向传播信号光的量。区域30在输出光纤20从保护性涂层剥离的较大部分上延伸，并且部分地覆盖仍然具有保护性层26 (图2d)的光纤下游端。保护性层26沿合束器输出光纤20的端区域保持完整，以改进光纤20与外壳24的親合。
[0043]与中间区域28的聚合物层39类似，层40配置有诸如硅胶之类的受体材料，所述受体材料的折射率实质上等于石英的折射率。然而，沿区域30的受主材料掺杂有多种漫射体，包括例如Al2O3的微粒。漫射体不会吸收入射到漫射体上的光；漫射体全方向地散射，其中散射光的一部分导引至光纤20外部。因此，当入射到漫射体上时，低NA正向传播包层导引光可以部分地导引至密封材料、外壳24、并且最终导引至这里未示出的热沉。选择漫射体的浓度和分布以沿区域30(图2)提供低NA单一光的实质上均匀去除。
[0044]应该将吸收的光(正向传播光或反向反射传播光)有效地传输至热沉；否则可能会不可逆地危及合束器18的结构完整性。包封合束器18以及输出光纤20由吸收器保护的部分在内的外壳24配置有半球形凹槽25 (图2和图2a)，用于容纳合束器18并且对于整个激光器系统的机械和热学稳定性有贡献。选择外壳24的材料具有较高的热阻和较低的热膨胀系数，从而在所公开的光纤激光器系统的操作期间在升高的温度下外壳24的形变程度最小化。否则，外壳的形变可能会损坏光纤。优选地，材料包括层叠有金或钨铜(CuW)伪合金带的铜层。在将吸收器机制设置在外壳24中时，外壳24内的凹槽25和其他自由空间填充有封装材料，封装材料进一步对于所公开结构的机械和热学完整性有贡献。
[0045]简要地，回到图1，系统10可以具有包括数个光电二极管探测器在内的可靠监测系统。例如，传感器100定位于合束器18的上游附近以检测沿芯区44传播的反向反射光(图2a)。传感器102配置为测量合束器18输出处的信号光的输出功率。光电二极管104定位为检测沿系统吸收器80的包层传播的反向反射光。可以通过传感器106监测信号光的功率损耗，传感器106能够感测在接合部22附近导引的光。传感器的全部或一部分可以配置为检测散射光，如在美国临时申请序号N0.61/653，108中公开的那样，将其全部内容合并在此作为参考。
[0046]回到图3，SM-LM合束器18优选地包括13个SM光纤16，其中12个光纤包围中心光纤。所有13个光纤16各自均保持其自己的几何形状，如上所述，所述几何形状包括无形变的多个同心包层，由于只将附加外部包层38 (图2a)彼此熔融，因此无形变。因为形变不明显或者根本无形变，合束器18的特征在于最小的损耗和较高的光束乘积参数。通常，可以将13/1合束器描述为具有交替的峰或凸起和谷的连续外周。可以容易地更改所示几何形状。例如，去除外部六个光纤产生了 7/1合束器，而在相应相邻峰对之间添加的附加6个光纤限定了 19/1合束器。例如，13/1相比19/1合束器的优势包括更高的光束乘积参数、更加时间有效的制造过程、更加容易的测试和维护。
[0047]图4示出了系统10的滤波接合部区域70，配置为防止正向传播或信号光的高NA射线到达系统光纤23的输出端，如图1所示。这些射线在逃离合束器输出光纤20和系统输出光纤23之间的接合部72之后沿包层导引。系统输出光纤23可以配置有比光纤20高的NA，并且优选地是MM无源光纤。
[0048]光纤20和23每一个均分别从接合部区域70内的保护性聚合物层78剥离。相对较低折射率(约140)的聚合物和在聚合物中掺杂了漫射体(例如Al2O3)的混合物覆盖了输出光纤20的剥离区域74。系统输出光纤23的剥离区域76涂覆有具有高折射率的聚合物。该结构被包封在外壳77中，外壳优选地由镀金的铜制成。
[0049]图5示出了设置在系统输出光纤23的下游端区域和传输光纤25之间的系统CMA80。吸收器8