本技术属于光纤激光技术领域,主要描述了一种利用多芯光纤合束器产生结构光的装置及其制造方法。该装置由输入多芯光纤、低折射率套管、模式转换拉锥区和过度区依次连接构成,旨在提高结构光的产生效率和质量。
背景技术
随着激光材料加工、光纤通信等需求的不断提高,光纤激光器在激光领域逐渐成为研究的热点之一。与传统激光器相比,光纤激光器具有转换效率高、光束质量好、热管理方便及结构紧凑等特点。在工业加工、光通信、测距、遥感和微加工等应用领域,光纤激光器具有广阔的前景,并近年来得到快速发展。在大部分应用情景下,通过采用光纤无源器件(如光纤光栅、光纤合束器等)取代复杂的空间光学元器件(如透镜、反射镜),可以构建全光纤结构的激光器和激光放大器,从而有效提高系统的稳定性、简化系统结构,并且更便于进行热管理,更容易保证高光束质量。在工业加工和特定的传输应用中,人们对光纤激光器的输出功率需求不断增加。然而当光纤激光器输出功率增长到一定程度时,会出现诸如受激布里渊散射、受激拉曼效应等非线性效应,导致光纤激光器的功率难以持续提升。
为了突破单纤输出功率限制,科学家们提出了利用光束合成技术将多路中等功率光纤激光合成为一束更高功率激光的方案,其中相干合成技术可以在提升功率的同时保持激光光束质量、大幅提升光源亮度,受到了科研人员的广泛关注。现有技术中,如中国专利CN117728287B中公开了一种基于光子灯笼的激光相干合束效率提升的方法及装置,多根单模光纤和毛细管由内至外严格地呈环形周期性排布捆绑形成捆绑束,将该捆绑束放入外套管后熔融拉锥成一根少模光纤,形成光子灯笼结构,毛细管经过拉锥后变成光子晶体,光子灯笼结构的两端再分别熔接第一光纤和第二光纤。多路单模激光经过相位调控后从光子灯笼结构的单模光纤端输入,通过光子灯笼结构的锥区的模式转换合束后,多路单模激光转换成一束单模光,实现激光的相干合束。但该装置使用多根单模光纤,仅能且合束成一个更大功率的单模光,难以实现多芯光纤中不同相位、偏振态、幅值的激光之间的相干合束。
实现思路