叠层LD光纤光导椎泵浦光纤激光器的制作方法 【技术领域】
本发明涉及半导体泵浦光纤激光器，特别是一种叠层LD光纤光导椎泵浦光纤激光器的制作方法。
背景技术
泵浦耦合技术作为高功率光纤激光器和光纤放大器的核心技术之一，目的是要把几十瓦甚至数百瓦的LD泵浦光功率耦合入直径只有数百微米的双包层光纤内包层，以获得高的泵浦功率。在高功率光纤激光器的发展过程中，端面泵浦耦合技术是较为简单的方式。该方式通常是先将LD发出的泵浦光耦合进入多模光纤，或直接用微透镜对LD的较大发散角泵浦光进行准直，然后再通过透镜系统将泵浦光聚焦由光纤端面耦合入双包层光纤。光纤端面被用来进行端面泵浦耦合，因此，无法与其它光纤融接以用于光纤放大器。此外，该方式需采用高精度的多维光纤调节系统，也带来了因调节系统的漂移引起的系统稳定性问题。有鉴于此，光纤侧面泵浦耦合技术用于将泵浦光耦合进入双包层光纤内包层的研究也逐渐展开。针对于双包层光纤的特点先后发展了多种侧面泵浦耦合技术，包括：v型槽侧面耦合器侧面耦合技术，熔锥侧面泵浦耦合技术，光纤角度磨抛侧面耦合技术，内嵌棱镜的侧面耦合技术，利用金属光栅进行侧面泵浦耦合技术，利用锥型平板波导进行侧面泵浦耦合技术等。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种叠层LD光纤光导椎泵浦光纤激光器的制作方法，以解决目前无法采用叠层LD直接高效泵浦双包层光纤激光器的问题，为研究和设计双包层光纤激光器及放大器的侧面泵浦方式提供一种新的制作方法。
为实现上述目的，本发明提供一种叠层LD光纤光导椎泵浦光纤激光器的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：采用光学微加工工艺在石英或特种玻璃材料上加工制作光导椎，该光导椎为条状的六面体，其纵向一端的断面为斜向，且制作有光纤凹槽，纵向另一端的断面为bar条面；
步骤2：在光导椎的光纤凹槽上依次并排固接有多个包层光纤；
步骤3：在最外侧的包层光纤的外侧粘接一铜片；
步骤4：在铜片上镀高反射率金膜；
步骤5：将条状六面体的光导椎除光纤凹槽和bar条面外，其余四面全部镀高反射率金膜。
其中条状六面体的光导椎的bar条面为梯形，梯形的bar条面底边的一面为条状六面体的长侧边，该底边的平面为梯形，与平面相对的另一面也为梯形，且两平面平行。
其中光导椎的凹槽长6cm，其曲率半径为200um，与包层光纤相匹配。
其中光导椎的bar条面的短边的边长为1cm，斜边的边长为3cm。
其中光导椎的两个平行的平面与光纤凹槽轴向的夹角为10度，该两个平行的平面的长侧边的边长分别为6cm和15cm。
其中铜片长宽高的尺寸分别为150mm×5mm×0.1mm。
【附图说明】
以下通过结合附图对具体实施例的详细描述，进一步说明本发明的结构、特点，其中：
图1为本发明的三维立体示意图。
具体实施方式。
本发明叠层LD光纤光导椎泵浦光纤激光器技术，采用化学腐蚀、精密机械微加工、精密光学微加工、光学折射率匹配胶粘和等多种工艺，在超静环境下完成。
请参阅图1所示，本发明提供一种叠层LD光纤光导椎泵浦光纤激光器的制作方法，包括如下步骤：
步骤1：采用光学微加工工艺在石英或特种玻璃材料上加工制作光导椎2，该光导椎2为条状的六面体，其纵向一端的断面为斜向，且制作有光纤凹槽3，目的是使双包层光纤内包层可以匹配地与光导椎接合在一起。纵向另一端的断面为bar条面4；该bar条面4为梯形，梯形的bar条面4底边的一面为条状六面体的长侧边，该底边的一平面5为梯形，与平面5相对的另一面也为梯形，且两平面5平行，主要用于将叠层LD慢轴方向的发散光束反射，使之在满足布鲁斯特角的情况下可以进入双包层光纤内包层中；
步骤2：在光导椎2的光纤凹槽3上依次并排固接有多个双包层光纤1；该光导椎2地凹槽长6cm，其曲率半径为200um，与包层光纤1相匹配；该光导椎2的bar条面4的短边6的边长为1cm，斜边7的边长为3cm，这样的尺寸参数可以使1cm长的bar条沿斜边7平行排布，形成叠层结构，按照bar条间距1.8mm计算，可以使16叠层的LD泵浦光进入光导椎；光导椎2的两个平行的平面5与光纤凹槽3轴向的夹角为10度，该角度可以根据内外包层的布鲁斯特角的大小做略微调整，但必须使得该角度小于内外包层的布鲁斯特角。两个平行的平面5的边长分别为6cm和15cm；
步骤3：在最外侧的包层光纤1的外侧粘接一铜片8，该铜片8长宽高的尺寸分别为150mm×5mm×0.1mm；
步骤4：在铜片8上镀高反射率金膜或者10度角对泵浦光的高反射光学薄膜，目的是将从内包层透射出的泵浦光再次反射回其中；
步骤5：将条状六面体的光导椎2除光纤凹槽3和bar条面4外，其余四面全部镀高反射率金膜，目的是将泵浦光全部限制在光导椎中，使泵浦光不会在进入双包层光纤内包层之前就透射出去。
实施例
请再参阅图1，首先，把一段很长的双包层光纤1精密平行地缠绕在圆筒上，取出圆筒，取一段5cm长的平行双包层光纤1部分，如图1所示，通过化学腐蚀手段将这一部分各根双包层光纤1的涂敷层和外包层各除去5cm，露出内包层。
然后，通过光学软件设计出如图所示光导椎2，光纤凹槽3的曲率与400um双包层光纤1内包层相同，深度为200um。光纤凹槽3轴向与两个平行平面5的夹角为10度。Bar条面4与两个平行平面5垂直，最窄的一条边长1cm，最长的两条边长3cm。两个平行平面5的短边为6cm，长边为15cm。采用精密光学微加工工艺在高透过率的石英玻璃材料上加工出该光导椎2。该光导椎2共六面，除光纤凹槽4和bar条面外，其余四面全部镀高反射率金膜。叠层半导体激光器列阵经过光束整形(快轴压缩)后紧贴光导椎2的bar条面4放置，并使bar条方向与1cm边6方向平行。
最后，用光学折射率匹配胶9平行的把处理好的除去外包层的双包层光纤1平行紧密粘和起来，外部感官使得光学折射率匹配胶9在各接触处接缝平整，融为一体，用紫外灯加固折射率匹配胶9三十秒以上，使其固化。剥除外包层的双包层光纤1用光学折射率匹配胶9粘和成光纤排后，将最外侧的光纤置入光导椎2的光纤凹槽3内。通过精密机械加工工艺加工出长宽高分别为150mm*5mm*0.1mm的铜片8，并镀高反射率金膜，置于光纤排的另一侧。点亮叠层激光器，激光束经导光锥2内侧高反射率金膜的多次反射最终进入双包层光纤1，进行侧面面泵浦，从双包层光纤排中漏出的光经过镀金膜的铜片8反射回双包层光纤排，再次进行泵浦。