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制作光纤合束器有哪些要求

发布时间:2022-06-01浏览:448次
  光纤合束器是一种光纤连接器件,其通过光纤精密熔接技术,使发射光纤输出的光能量最大限度地耦合到接收光纤中,并使由于其介入光路而对系统造成的影响减到最小。
  光纤合束器是光纤激光器系统中的重要元器件,它的好坏不仅直接决定着光纤激光器功率的高低和光束质量的优劣,还是激光器安全稳定工作的重要保证。
  光纤合束器的制作要求
  1)对于输入光纤的数目N 有一定的要求,需要满足一定的条件——理论上,希望光纤束的截面呈现的形状为圆形结构,从而有利于光纤束与输出光纤的熔接,同时,又需尽量减小光纤间的间距,故光纤需要紧凑排布。对于(N+1)×1 型的光纤合束器,要求光纤对称排列,原因是中间的光纤是输入信号光纤,多模光纤在这根光纤四周排布着。
  2)为使泵浦光能够高效的耦合进双包层光纤中,不造成过多的光泄露,合束器的制作需要满足亮度定理;
  3)光纤合束器的制作需要满足绝热拉锥条件,绝热拉锥条件是设计足够长的拉锥过渡区域以保证拉锥的角度足够小——即过渡区域的拉锥长度,Zt=r/Ω  要大于拉锥过渡区域处的基模和次高阶模之间的耦合长度,Zb=2π/(β1-β2)。在绝热拉锥的基础上,光在锥体中的传播将不会发生大的改变,拉锥区域的传输效率也将显著提高。
  根据绝热拉锥条件的上述原则,当处于拉锥长度和耦合长度相等这一临界条件时,此时的拉锥角为满足绝热拉锥条件的最大的拉锥角度,该角度是由光纤光场的衍射作用决定的,光纤基模的衍射扩散角是最大的纤芯或者包层拉锥角。综上所述,根据绝热拉锥条件可知,拉锥的角度不能超过基模的衍射扩散角度,这样才可以使得光在锥体中传输时不会发生较大的变化。
  4)当模场是近似于高斯函数分布时,合束器熔接损耗可以由模场直径估算。
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