一体化无源子腔模块和制造方法以及光纤激光器的制造方法_2

文档序号:9550092阅读:来源:国知局
br>[0052]图4为本发明中多芯光纤为无耦合异芯双芯光纤的示意图;
[0053]图5为本发明中多芯光纤为无耦合异芯三芯光纤的示意图;
[0054]图6为本发明所述的一体化无源子腔模块的制造方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0055]下面详细描述本发明的实施方式,所述实施方式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方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
[0056]本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
[0057]本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0058]为便于对本发明实施例的理解,下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明,且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
[0059]图1为本发明所述的一体化无源子腔模块的子腔光路子模块的连接示意图;图2为本发明所述的一体化无源子腔模块的子腔封装子模块的结构示意图;图3为本发明所述的一体化无源子腔模块的温度控制器和FFPF驱动电路控制器的示意图。以下结合图1-图3来描述本发明。
[0060]本发明提供一种一体化无源子腔模块,包括:子腔光路子模块、子腔封装子模块;
[0061]如图1所不,所述子腔光路子模块包括:第一光纤親合器101、第二光纤親合器102、多芯光纤103、法布里珀罗波长选择滤波器FFPF 104、光纤输入端口 105、光纤输出端口 106、FFPF驱动信号输入端口 107 ;
[0062]如图2所示,所述子腔封装子模块包括:真空室401 ;
[0063]其中,所述第一光纤親合器101、所述第二光纤親合器102、所述多芯光纤103、所述法布里珀罗波长选择滤波器FFPF 104设置在所述真空室401的腔体中;
[0064]所述光纤输入端口 105、所述光纤输出端口 106、所述FFPF驱动信号输入端口 107
设置在所述真空室的外壁上。
[0065]所述第一光纤親合器101的第一端口与所述光纤输入端口 105连接;所述第一光纤親合器101的第二端口与所述多芯光纤103的第一端口连接,所述第一光纤親合器101的第三端口空置,所述第一光纤耦合器的第四端口与所述第二光纤耦合器102的第四端口相连接;
[0066]所述第二光纤耦合器102的第一端口与所述FFPF 104的第一端口相连接,所述第二光纤耦合器102的第二端口与所述多芯光纤103的第二端口相连接,所述第二光纤耦合器102的第三端口空置;
[0067]所述FFPF 104的第二端口与光纤输出端口 106相连接,所述FFPF的第三端口与所述FFPF驱动信号输入端107相连接;
[0068]所述第一光纤親合器101、所述第二光纤親合器102、所述多芯光纤103用于,构成激光谐振子腔;
[0069]所述法布里珀罗波长选择滤波器FFPF 104用于,根据输入的驱动信号,确定使用所述一体化无源子腔模块构成的光纤激光器的工作波长。
[0070]如图2所示,所述真空室401的底部为:恒温板402,所述子腔光路子模块设置在所述恒温板402上;
[0071]所述恒温板402上设置有温度控制信号输入端口 407 ;
[0072]所述恒温板402用于,根据所述温度控制信号输入端口 407输入的温度控制指令,控制所述真空室401的温度。
[0073]所述子腔封装子模块还包括:铁磁不锈钢基座403,放置在所述恒温板402的下方;所述铁磁不锈钢基座403下方设置有橡胶地脚406 ;
[0074]所述真空室的腔壁上设置有抽气孔404、所述抽气孔处装有阀门405。
[0075]所述的一体化无源子腔模块,还包括:FFPF驱动电路控制器;
[0076]如图3所示,所述FFPF驱动电路控制器包括:FFPF驱动信号输出端口 501、波长选择指令输入端口 504、波长扫描控制指令输入端口 505 ;
[0077]所述FFPF驱动信号输出端口 501与所述FFPF的驱动信号输入端107电连接;所述FFPF驱动电路控制器用于,根据所述波长选择指令输入端口 504、所述波长扫描控制指令输入端口 505输入的指令,输出相应的指令,以控制所述FFPF工作。
[0078]所述的一体化无源子腔模块,还包括:温度控制器;
[0079]如图3所示,所述温度控制器包括:温度控制信号输出端口 502、温度控制指令输入端口 503 ;
[0080]所述温度控制信号输出端口 502与所述温度控制信号输入端口 407电连接;
[0081]所述温度控制器用于,根据所述温度控制指令输入端口 503输入的温度控制指令,输出相应的指令,以控制所述恒温板的温度。
[0082]以下描述本发明的应用场景。
[0083]本发明公开了一种用于实现高稳定性超窄线宽光纤激光器的一体化无源子腔模块,其包括:子腔光路子模块、子腔封装子模块、温度和FFPF驱动电路控制器。
[0084]如图1所不,子腔光路子模块包括:第一光纤親合器101、第二光纤親合器102、多芯光纤103、法布里珀罗波长选择滤波器(FFPF)104、光纤输入端口 105、光纤输出端口 106、FFPF驱动信号输入端口 107。
[0085]其中,第一光纤親合器101的第一端口与光纤输入端口 105相连接,第一光纤親合器101的第二端口与多芯光纤103的一端连接,第一光纤親合器101的第三端口空置,第一光纤耦合器101的第四端口与第二光纤耦合器102的第四端口相连接;
[0086]第二光纤親合器102的第三端口空置,第二光纤親合器102的第二端口与多芯光纤103的另一端相连接,第二光纤耦合器102的第一端口与FFPF 104的一端相连接;
[0087]FFPF 104的另一端与光纤输出端口 106相连接,FFPF 104同时具有驱动信号输入端口 107。
[0088]第一光纤親合器101的第二端口和第二光纤親合器102的第二端口分别与多芯光纤103的两端采用熔融拉锥法连接,来保证最小的熔接损耗。
[0089]其中,多芯光纤103的类型有两种,分别是无耦合异芯双芯光纤201和无耦合异芯三芯光纤301,其与子腔的连接方式如图4、图5所示。当然,本领域技术人员明白,多芯光纤103可以为无耦合异芯四芯光纤、五芯双纤等。
[0090]所述无耦合异芯多芯光纤是指:光纤各个芯子具有不同的折射率且互相之间无光功率耦合,例如:无耦合异芯双芯或者三芯光纤中,各纤芯具有不同的折射率。接入图1的子腔A后,相当于每个芯子都独立存在于不同的次子谐振腔中,且各个次子谐振腔之间的腔长差为所接入的双芯光纤201或三芯光纤301各个纤芯的光学长度差,非常微小。
[0091]多芯光纤103的纤芯尺寸和光纤外径大小需要通过实际需要和实验确定,以确保最低的熔接损耗和单模光纤到多芯光纤各个芯子的等量分光。
[0092]相应的,第一光纤親合器101的第二端口单模光纤和第二光纤親合器102的第二端口单模光纤,分别与双芯光纤201或三芯光纤301的两端连接,连接方式为熔融拉锥法,此方法需要使用可以进行光纤熔接和进行长距离拉锥的光纤熔接机实现,通过实验确定最佳熔接机电弧放电时间和电流大小等参数,以确保最低的熔接损耗和单模光纤到多芯光纤各个芯子的等量耦合分光。
[0093]一体化封装模块12包括:真空室401、恒温板402、铁磁不锈钢基座403、抽气孔404、阀门405、橡胶地脚406、光纤输入端口 105、光纤输出端口 106、FFPF驱动信号输入线107、温度控制信号输入线407。
[0094]在一个实施例中,其中,真空室401、恒温板402、铁磁不锈钢基座403依次由下往下排列组装。真空室401顶部装有抽气孔404用于抽真空,抽气孔处装有阀门405,真空室401的底面使用良好的导热材料制作,恒温板402内部具有升降温电路和温度敏感元件以精确控制温度,恒温板402的温度控制信号由温度控制信号输入线407输入。上述的图1中的子腔光路子模块合理地排布和固定在图2中真空室401的内部底面上,其光纤输入端口 105和光纤输出端口 106通过真空室401上的两孔露出,FFPF驱动信号输入线107通过真空室401上的另一孔露出;真空室401和恒温板402之间涂以导热硅胶;铁磁不锈钢基座403下方安装四个橡胶地脚406,以用于稳定放置和隔振。整个一体化封装模块的各部分尺寸通过精确计算,组装时紧密贴合,缝隙处装有密封条,通过螺
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