一种功率可调的同心点环斑合束器及其制作方法与流程

技术特征：
1.一种功率可调的同心点环斑合束器，其特征在于：包括n根输入光纤（10）、n≥2，输入光纤（10）和毛细管（20）熔融拉锥形成的光纤束（50），输出光纤（40）；光纤束（50）和输出光纤（40）熔接于熔接点（30）。2.根据权利要求1所述的功率可调的同心点环斑合束器，其特征在于：输入光纤（10）为单模或少模或多模的多波导光纤；n根输入光纤（10），n≥2为同种光纤或不同种光纤。3.根据权利要求2所述的功率可调的同心点环斑合束器，其特征在于：多波导光纤包括中间的纤芯以及围绕于纤芯的外围的n层波导结构，n≥1，至少包括中间的纤芯（11）、内包层（12）和涂覆层（13）；中间的纤芯（11）直径为d1；内包层（12）的直径为d2；涂覆层（13）的直径为d3，其中d1<d2<d3；中间的纤芯（11）和内包层（12）形成数值孔径na1。4.根据权利要求2或3所述的功率可调的同心点环斑合束器，其特征在于：输入光纤（10），其纤芯（11）中传输的激光为单模块激光输入或多模块激光合束输入。5.根据权利要求1所述的功率可调的同心点环斑合束器，其特征在于，毛细管（20）为纯sio2毛细管或掺氟sio2毛细管；掺氟sio2毛细管的na控制在0.1-0.24之间。6.根据权利要求1所述的功率可调的同心点环斑合束器，其特征在于，剥去涂覆层（13）的n根输入光纤（10），n≥2，酒精擦拭干净包层（12）后穿入毛细管（20）中，将输入光纤（10）和毛细管（20）熔融拉锥成整体光纤束（50）。7.根据权利要求1所述的功率可调的同心点环斑合束器，其特征在于，输出光纤（40）为多模多波导光纤；包括中间的纤芯以及围绕于纤芯的外围的n层波导结构，n≥3，至少包括纯sio2的中间的纤芯i（41），其直径为d0；掺氟sio2的第一包层（42），其直径为d1；纯sio2的第二包层（43），其直径为d2；掺氟sio2的第三包层（44），其直径为d3；具有低折射率特性的涂覆层i（46），其直径为d4；其中d0＜d1＜d2＜d3＜d4。8.根据权利要求7所述的功率可调的同心点环斑合束器，其特征在于，中间的纤芯i（41）和第一包层（42）形成数值孔径na1，第二包层（43）和第三包层（44）形成数值孔径na2，第三包层（44）和涂覆层i（46）形成数值孔径na3，其中na1＜na2＜na3。9.根据权利要求1所述的功率可调的同心点环斑合束器，其特征在于，将制成的光纤束（50）和输出光纤（40）端面切平，熔接于熔接点（30），确保光纤束ii（101）中的激光传导到纤芯i（41）中，光纤束i（105）中的激光传导到输出光纤i（45）中；通过控制光纤束ii（101）和控制光纤束i（105）中的激光开或关以及调节功率的大小，输出光纤（40）可以实现点光斑、环光斑或点环光斑的输出。10.一种功率可调的同心点环斑合束器的制作方法，其特征在于：包括有以下步骤：步骤1：准备好n根输入光纤（10），n≥2，剥去一段涂覆层（13），用酒精将包层（12）擦拭干净，备用；步骤2：根据实际情况，选择毛细管（20）为掺氟石英成材质毛细管或纯石英材质毛细管，选择合适内径和外径；如果选取的输入光纤（10）中至少有1根光纤为单模或少模多波导光纤，进行步骤3；步骤3：取一根已经备好的输入光纤（10），该光纤为单模或少模多波导光纤，将该光纤穿入掺氟毛细管（20）中，熔融拉锥成整体光纤（201），将整体光纤（201）和n-1根输入光纤（10），排列穿入毛细管（20），调整拉锥参数和控制光纤束拉锥比，拉锥比数值为1-10，熔融拉锥使其成为整体光纤束（50），并将光纤束（50）端面切平；
如果选择的输入光纤（10）都为多模多波导光纤，进行步骤a3；步骤a3：将n根备好的输入光纤（10），排列穿入毛细管（20）中，调整拉锥参数和控制光纤束拉锥比，拉锥比数值为1-10，熔融拉锥使其成为整体光纤束（50），并将光纤束（50）端面切平；步骤4：将输出光纤（40），剥去涂一段涂覆层i（46），用酒精将第三包层（44）擦拭干净，端面切平；步骤5：将切平的光纤束（50）和输出光纤（40），利用熔接机，熔接于熔接点（30）；步骤6：熔接点（30）要确保光纤束ii（101）中的激光传导到纤芯i（41）中，光纤束i（105）中的激光传导到输出光纤i（45）中；步骤7：功率可调的同心点环斑合束器的制作完成，可以实现不同功率级别的点光斑、环光斑或点环光斑输出。

技术总结
一种功率可调的同心点环斑合束器及其制作方法，包括n根输入光纤（10）、n≥2，输入光纤（10）和毛细管（20）熔融拉锥形成的光纤束（50），输出光纤（40）；光纤束（50）和输出光纤（40）熔接于熔接点（30）。相比于传统的空间整合，该方法结构简单，操作方便，可靠性良好，集成化程度高；该方法制作合束器可以实现激光的高效率传输；该方法可以实现点环光斑和功率随意组合，实现不同功率，不同光斑形状（点光斑、环光斑以及点环光斑）的激光输出；该合束器直接应用到激光器中，无需额外增加其他光学元件，实现高度集成化。输入光纤纤芯中的激光可以单模块激光输入可以是多模块激光合束输入，实现更高功率级别输入和输出。率级别输入和输出。率级别输入和输出。


技术研发人员：王志文 孟祥宇 朱学文
受保护的技术使用者：西安中科汇纤光电科技有限公司
技术研发日：2020.03.19
技术公布日：2021/10/11