泵浦合束器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般為全光纖結(jié)構(gòu),光纖之間一般采用直接溶接的方式結(jié)合,端面直接溶融耦合與側(cè)面溶接親合所形成的這類結(jié)構(gòu)就可稱作泵浦合束器。泵浦合束器的集成度較高,穩(wěn)定性較好可承受功率和親合效率也比較高。隨著光纖激光器的全光纖化發(fā)展,泵浦合束器已作為泵浦耦合的最主要手段應(yīng)用于各類光纖激光器中。
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。功率合束器就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(也稱單模-多模光纖合束器)。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(也稱多模-多模光纖合束器)。光纖合束器按照其構(gòu)成方式又可以分成兩類，不包含信號(hào)光纖的 N1 光纖合束器和包含信號(hào)光纖的(N+1)光纖合束器。
N?1 光纖合束器的 N 根輸入光纖是相同的，這種器件主要用在光纖激光器系統(tǒng)中。N?1 光纖合束器既可以用作泵浦合束，也可以用作功率合束。如果 N1 光纖合束器的 N 路輸入光纖與多個(gè)泵浦源相連，用來提高多模泵浦光輸入功率，則是泵浦合束器;如果 N 路輸入光纖與激光器連接，用來提高激光合成功率，則是功率合束器。和 N1 光纖合束器不同，(N+1)1 光纖合束器中心的一根光纖是信號(hào)光纖。在制作過程中，N 根多模光纖必須緊密對(duì)稱地排列信號(hào)光纖周圍，中間的信號(hào)光纖用于信號(hào)光的輸入，這種光纖合束器主要用于光纖放大器。
光纖合束器在光纖激光系統(tǒng)中的應(yīng)用
通過改變光纖合束器的輸入光纖類型，就可以實(shí)現(xiàn)不同功能的合束器。光纖合束器在拉錐前輸入光纖端面排布示意圖，圖中的普通光纖可以是多模光纖，也可以是單模光纖，還可以是大模場(chǎng)光纖等。
隨著高亮度泵浦半導(dǎo)體、摻雜雙包層有源光纖等技術(shù)的發(fā)展，光纖激光器的輸出功率得到飛速提升。國際上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了單模10kW量級(jí)的全光纖激光輸出。國內(nèi)在高功率光纖激光器領(lǐng)域起步較晚，目前取得了較大的進(jìn)步，多家單位和科研院所的輸出功率已可突破千瓦。但是，國內(nèi)高功率光纖激光系統(tǒng)中，大都使用了國外的器件。在全光纖結(jié)構(gòu)光纖激光器/放大器中，大模場(chǎng)摻雜光纖、高亮度泵浦源、泵浦合束器是實(shí)現(xiàn)高功率的光纖激光器的關(guān)鍵器件，由于西方國家對(duì)中國的技術(shù)產(chǎn)品禁運(yùn)，嚴(yán)重限制了中國高功率光纖激光的發(fā)展。因此，研制基于國產(chǎn)器件的高功率光纖激光器對(duì)中國光纖激光技術(shù)的發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。
在全光纖結(jié)構(gòu)光纖激光器/放大器中，除了摻雜光纖、高亮度泵浦源外，泵浦合束的功率特性直接影響激光器/放大器最終輸出功率。，國外商品化的光纖合束器單臂功率已經(jīng)突破200W，國內(nèi)尚無單臂大于50W合束器的報(bào)道。因此，研究高功率條件下，國產(chǎn)光纖泵浦合束器的熱效應(yīng)，分析器件溫度分布規(guī)律，設(shè)計(jì)相應(yīng)的熱管理方案，有助于提升合束器可承受的泵浦功率，最終實(shí)現(xiàn)基于國產(chǎn)器件高功率光纖激光器。
泵浦合束器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一般為全光纖結(jié)構(gòu),光纖之間一般采用直接溶接的方式結(jié)合,端面直接溶融耦合與側(cè)面溶接親合所形成的這類結(jié)構(gòu)就可稱作泵浦合束器。泵浦合束器的集成度較高,穩(wěn)定性較好可承受功率和親合效率也比較高。隨著光纖激光器的全光纖化發(fā)展,泵浦合束器已作為泵浦耦合的最主要手段應(yīng)用于各類光纖激光器中。
更新時(shí)間：2021-11-16 
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