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专利号: 2018107354503
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2024-04-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种高功率光纤端帽,其特征在于,包括同轴设置的双包层光纤(1)、无芯光纤(2)和石英棒,所述石英棒包括依次同轴连接的第一圆柱段(3)、圆台段(4)和第二圆柱段(5),所述圆台段(4)的一端面的直径与第一圆柱段(3)的直径D1相同,所述圆台段(4)的另一端面的直径与第二圆柱段(5)的直径D2相同,所述第一圆柱段(3)的直径D1小于第二圆柱段(5)的直径D2,所述双包层光纤(1)与无芯光纤(2)的一端熔接,所述无芯光纤(2)的另一端与第一圆柱段(3)的一端熔接,所述无芯光纤(2)的包层直径Dd大于或等于所述双包层光纤(1)的包层直径Ds,所述无芯光纤(2)的包层直径Dd小于或等于所述第一圆柱段(3)的直径D1;

所述无芯光纤(2)的长度L满足:

L=(Dm-Dcore)/(2tanβ),

其中,0.62Dd>Dm>0.46Dd,Dcore为双包层光纤(1)的纤芯直径,传播常数n1,n2分别为双包层光纤的纤芯与包层折射率。

2.根据权利要求1所述的高功率光纤端帽,其特征在于,所述第一圆柱段(3)的长度L1满足:L1=(Dr-Dm)/(2tanβ),

其中,0.66D1>Dr>0.51D1。

3.根据权利要求1所述的高功率光纤端帽,其特征在于,所述第一圆柱段(3)的直径D1满足:D1<2.5Dd,D1<2mm。

4.根据权利要求1所述的高功率光纤端帽,其特征在于,所述第二圆柱段(5)的直径D2满足:

3.5Dp<D2<7Dp,D2<15mm,

其中,Dp为石英棒输出光斑直径。

5.根据权利要求1所述的高功率光纤端帽,其特征在于,所述圆台段(4)的圆锥角α大于或等于45°。

6.根据权利要求1所述的高功率光纤端帽,其特征在于,所述无芯光纤(2)与所述双包层光纤(1)熔接的两个端面均为倾斜端面,两个所述倾斜端面相互平行。

7.根据权利要求6所述的高功率光纤端帽,其特征在于,两个所述倾斜端面与轴线的垂线的夹角为倾角θ,所述倾角θ满足:9.5°>θ>4.5°,Ddtanθ<110μm。

8.一种高功率光纤端帽的制作方法,其特征在于,所述光纤端帽包括同轴设置的双包层光纤(1)、无芯光纤(2)和石英棒,所述石英棒包括依次同轴连接的第一圆柱段(3)、圆台段(4)和第二圆柱段(5),所述制作方法具体包括以下步骤:S1:将双包层光纤(1)和无芯光纤(2)上的两个待熔接的端面分别剥去涂层,清洁表面,并将两个待熔接端面切割整齐,在无芯光纤(2)上距离待熔接端面15-30mm处标记;

S2:分别对双包层光纤(1)和无芯光纤(2)上的两个待熔接端面进行研磨,使两个待熔接端面形成倾角θ;

S3:将两个待熔接端面进行熔接,熔接时,双包层光纤(1)和无芯光纤(2)上的两个待熔接端面保持平行且端面中心对齐;

S4:根据标记位置,确定需要切除的无芯光纤(2)长度,保留的无芯光纤(2)的长度L满足:L=(Dm-Dcore)/(2tanβ),其中,0.62Dd>Dm>0.46Dd,Dcore为双包层光纤(1)的纤芯直径,传播常数 n1,n2分别为双包层光纤的纤芯与包层折射率,Dd为无芯光纤(2)的直径;

S5:将无芯光纤(2)的另一端与第一圆柱段(3)的一端进行熔接。

9.根据权利要求 8所述的高功率光纤端帽的制作方法,其特征在于,所述步骤S3中将两个待熔接端面进行熔接时,采用CO2激光做为热源。