基于傳統(tǒng)雙包層光纖的光纖合束器以(6 +1)×1 光纖合束器制作為例, 分析利用傳統(tǒng)雙包層光纖制作光纖合束器的工藝。(6 +1)×1 光纖合束器由6 根多模光纖和1 根單模光纖熔融拉錐后和一根雙包層光纖熔接在一起構(gòu)成, 可稱之為多模-單模-雙包層光纖合束器。雙包層光纖, 它由纖芯、內(nèi)包層和外包層組成, 纖芯的模場(chǎng)直徑為2ω1 , 內(nèi)包層的直徑為d1 , 數(shù)值孔徑(NA)為DNA1 ;所示為單模光纖, 其模場(chǎng)直徑近似于2ω1 , 包層直徑為d2 , 其中d2
多模光纖合束器將多根光纖組成的光纖束逐漸收縮為單根與雙包層光纖尺寸相匹配的多模光纖，再與雙包層光纖連接。這種技術(shù)適用于多個(gè)帶尾纖的大功率二管同時(shí)泵浦。而且可以將光纖束中心的一根多模光纖替換為適于信號(hào)光傳輸?shù)膯文９饫w與雙包層光纖纖芯熔接，這樣泵光可以從多模光纖耦合到摻雜光纖內(nèi)包層中，而信號(hào)光可以從中心的單模光纖耦合到纖芯中，從而可以實(shí)現(xiàn)環(huán)形腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使得耦合系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活，因此多模光纖合束器是一種非常有用的耦合器件。光纖合束器的好處都有高功率，低損耗，高穩(wěn)定。
01 光纖合束器的分類
根據(jù)使用功能分類，光纖合束器可以分為兩大類：功率合束器和泵浦合束器。
(1)泵浦合束器主要是將多路泵浦光合束到一根光纖中輸出，主要用來提高泵浦功率。
(2)功率合束器是將多路單模激光合束到一根光纖中輸出，用來提高激光的輸出功率。
光纖激光器具有光束質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量輕、易散熱、工作穩(wěn)定性好等眾多優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)在大功率光纖激光器、光纖放大器采用的雙包層摻雜光纖,相對(duì)于從半導(dǎo)體泵浦激光器發(fā)出的多模泵浦光束的大發(fā)散角,其內(nèi)包層的直徑很小,因此把泵浦光有效耦合到摻雜雙包層光纖的內(nèi)包層是一個(gè)難題。人們發(fā)明了很多泵浦耦合技術(shù),大體上可分為端面泵浦和側(cè)面泵浦。端面泵浦技術(shù)是從雙包層光纖的一個(gè)或者兩個(gè)端面將泵浦光耦合到內(nèi)包層,主要采用直接熔接耦合、透鏡組耦合和錐導(dǎo)管耦合等方式。側(cè)面泵浦耦合技術(shù)是從雙包層光纖的側(cè)面將泵浦光耦合到內(nèi)包層,主要有分布包層泵浦耦合、微棱鏡側(cè)面耦合、V型槽側(cè)面耦合、嵌入透鏡式側(cè)面泵浦耦合、角度磨拋側(cè)面泵浦耦合、光柵側(cè)面泵浦耦合等。
光纖合束器是在熔融拉錐光纖束的基礎(chǔ)上制備的光纖器件，它是將一束光纖剝?nèi)ネ扛矊樱缓笠砸欢ǚ绞脚帕性谝黄?，在高溫中加熱使之熔化，同時(shí)向相反方向拉伸光纖束，光纖加熱區(qū)域熔融成為熔錐光纖束。銘創(chuàng)光電可以提供Nx1、(N+1)X1系列不同光纖、不同功率的光纖泵浦合束器，泵浦輸出功率可達(dá)千瓦級(jí)。
(N+1)×1合束器均為泵浦合束器，主要用于光纖放大系統(tǒng)中。該合束器中間的單模光纖為信號(hào)光纖，用于信號(hào)光的傳輸，環(huán)繞在其周圍的 N 路多模光纖為泵浦光纖，用于泵浦光的傳輸。這種合束器通常用于MOPA結(jié)構(gòu)。
