專利名稱：光學纖維簇加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備光學纖維接頭的過程，并且涉及利用所述纖維接頭工藝 制備包含有光學纖維的光學纖維簇的過程。包含光學設(shè)備的簇在纖維激光器 和放大器中是有用的，特別是當從多模泵浦源向 一個或者多個雙包覆纖維耦 合光的時候，所述纖維包括位于纖維芯部的活性元件。
背景技術(shù)：
從雙包覆纖維激光器輸出的功率近來已經(jīng)顯著提高。在近來的實驗中， 已經(jīng)從基本上單模設(shè)備中實現(xiàn)了數(shù)百瓦的功率，使得纖維激光器成為例如材
料加工領(lǐng)域的燈和二極管泵浦(ND:玻璃)Nd:YAG的重要竟爭對手。除了 連續(xù)波操作，在纖維激光器中還說明了脈沖操作和低到毫微微秒范圍且峰值 功率大大超過lOOkW的脈沖放大。
基于雙包覆纖維的纖維激光器相對于固體激光器提供了幾個好處。雙包 覆纖維激光器的主要性能優(yōu)勢在于容易管理設(shè)備內(nèi)的熱能載荷。這種纖維的 表面對活性體積比較高，保證了優(yōu)良的熱耗散性。而且，光束模態(tài)質(zhì)量較大 程度上由活性芯部和周圍材料的尺寸和折射系數(shù)曲線確定，并且因此獨立于 泵浦功率和熱能載荷。與之相較，固態(tài)激光器采用大塊晶體作為它們的增益 介質(zhì)，已知這對于諸如熱透鏡的效應(yīng)是敏感的，在設(shè)計激光腔的時候，這種 效應(yīng)必須加以考慮。在這方面，纖維提供了非常穩(wěn)定的增益元件。另外，纖 維激光器諸如空間緊湊、高度整合、操作簡單、耐用和操作可靠的進一步益 處促使高功率纖維激光器和纖維放大器適用到幾種商業(yè)和軍事應(yīng)用場合，例 如作為微加工、熱打印、焊接、打標、醫(yī)療應(yīng)用和遙感的能源。
傳統(tǒng)雙包覆活性纖維包括摻雜稀土的單?；蛘叨嗄Ｐ静俊⒅睆綖閹装傥?米的石英內(nèi)包覆層和第二低系數(shù)外包覆層，所述外包覆層包括低系數(shù)聚合 物，諸如硅樹脂。內(nèi)外包覆層之間的數(shù)值孔徑(NA)在0.35-0.47范圍內(nèi)， 取決于涂覆材料的折射系數(shù)。內(nèi)包覆層用來耦合來自諸如高功率二極管激光 器、二極管激光器條和陣列的低亮度多模泵浦源的泵浦輻射，用于在活性芯
部吸收。典型地，泵浦區(qū)域和摻雜的芯部較小，該芯部要求較長的設(shè)備長度 來吸收泵浦輻射的主要部分。芯部材料的泵浦吸收可以通過纖維結(jié)構(gòu)設(shè)計來 提高，其中單模芯部從圓形包覆層中心偏離，或者內(nèi)包覆層的圓形對稱被打破。
與雙包覆纖維設(shè)備相關(guān)的通病是如何有效地將足夠數(shù)量的低亮度源耦 合到內(nèi)包覆層，且不會顯著增加纖維激光器的成本。通過要求信號光同步耦 合入和耦合出活性芯部，改善了泵浦耦合問題。能單獨將光耦合到雙包覆纖 維結(jié)構(gòu)內(nèi)而不影響信號耦合，允許使用雙向泵浦的包覆泵浦纖維激光器和纖
維放大器。雙向泵浦的纖維激光器和放大器的輸出功率定標(scaling)更為 直接，因為多個泵浦點沿著纖維長度添加進來。另外，雙向泵浦結(jié)構(gòu)的熱能 管理得到了簡化。但是，因為大模面積(LMA)或者多模纖維適合高功率 CW纖維激光器和短脈沖纖維放大器，所以將信號仔細和穩(wěn)定地耦合入和耦 合出雙包覆纖維的問題變得更加重要。LMA纖維需要克服由纖維的非線性 導致的輸出功率(短脈沖應(yīng)用場合的峰值功率)限制。對于這些纖維來說， 基模激勵對獲得近乎單模的操作來說是關(guān)鍵性的。(例如見US5818630 )。
已經(jīng)研發(fā)出纖維結(jié)構(gòu)，其能將泵浦光耦合進信號纖維。大多數(shù)這種結(jié)構(gòu) 進行了優(yōu)化以操作在具有單模芯部的低功率水平。在kW水平，為了增大輸 出功率，信號纖維的芯部尺寸需要加大。加大芯部尺寸需要克服纖維芯部的 熱能限制并且需要增大非線性閾值，所述非線性諸如受激Raman散射，受 激Brillouin散射和自相(self-phase )調(diào)制。在具有衍射受限的輸出光束質(zhì)量 的高功率纖維激光器中，減少光學纖維的微彎曲對于消除信號芯部的模式混
合是關(guān)鍵性的。另外，拼接點的數(shù)目需要最小化，因為它們也可能是模式混 合的點，并且它們增大纖維的背景損失(因此降低纖維激光器的效率)。 光子纖維
最近，"光子纖維"出現(xiàn)在市場上，這些纖維還已知為"光子晶體纖維" (PCF )(見US6778562 )。類似于傳統(tǒng)纖維，這些纖維不能完全由諸如摻雜 的石英的固態(tài)透明材料組成。作為截面示出，光子纖維呈現(xiàn)出許多其他氣體 的氣孔，甚至是真空氣孔。這些孔僅知的功能是引起纖維系數(shù)的較大變化， 這種變化，類似于在纖維中由摻雜試劑引起的變化，有助于在纖維中引導光 (見US6778562， FR2822242, CA2362992, WO00/49435, US2004/071423, US20040052484和CA2368778 )。
這些光子纖維的孔平行于纖維軸線，并且沿著纖維縱向延伸。實踐中， 這些孔可以通過^^據(jù)受到牽引的纖維中需要的氣孔圖案，組裝石英圓柱或者 毛細管產(chǎn)生預(yù)制坯來獲得。最后，拉緊該預(yù)制坯，提供了帶孔的纖維，這些
孔相應(yīng)于毛細管的圖案。所述US6778562公開了將光子纖維與傳統(tǒng)光學纖維 困扎和拉緊在一起，以給出具有由光學纖維包圍的光子纖維的簇結(jié)構(gòu)。這種 拉緊通常閉合光子纖維的開口。 光學耦合器
將光耦合到纖維中的一個通用方法是使用大體積(bulk)光學件來將直 接來自低亮度源或者來自多模纖維的光耦合到雙包覆纖維中。為了讓雙包覆 纖維的兩端都能自由耦合，可以利用大體積棱鏡(見US4815079 )或者V形 槽將光耦合到纖維中，其中所述V形槽形成到纖維的側(cè)面(見US5854865 或者L. Goldberg and J. Koplow, High power side-pumped Er/Yb doped fiber amplifer, Technical Digest of the Optical Fiber Communication Conference (OFC)， 2, 19-21, 1999)，如圖1 (a)所示。這些方法的難度在于足夠好地匹 配和對準不同的部件，以得到可接受的耦合效率。角度拋光多模纖維端部或 者例如通過釬焊、UV處理或者環(huán)氧化(US6370297)，將纖維連接到雙模纖 維側(cè)面，可以避免使用大體積部件，如圖1 (b)所示。但是，不同的表面和 部件也需要拋光、抗折射涂覆和維護良好的對準，這進一步讓這些系統(tǒng)制造 復(fù)雜并且成本增加。
WO96/20519 、 US5999673 , " A coupling arrangement between a multi-mode light source and an optical fiber through an intermediate optical fiber length"是與US6370297類似的泵浦布置，但是這里的泵浦光是通過中間纖 維長度來引入到泵浦包覆層的，所述中間纖維長度被熔合并且朝向信號纖維 成錐形，如圖2所示。這樣降低了熱損壞的可能性，但是沒有解決制造困難 的問題。
另一種方法是使用單獨的部件，諸如熔合的纖維簇(US4291940、 US5864644、 US6397636、 US6434302和US6778562 )或者熔合的纖維錐體 (US599673 )，它們拼接到雙包覆纖維中，如圖3所示。這些技術(shù)方案避免 了在泵浦耦合時使用任何大體積光學部件，并且也不需要在耦合表面上進行 任何的抗折射涂覆，因為它們是全熔合方案。在這些結(jié)構(gòu)中，幾種多模纖維 典型地捆扎在一起，被加熱且拉緊以形成熔合纖維蔟，該熔合纖維蔟的直徑
小于這些纖維簇加熱和拉緊加工之前的組合直徑。通過纖維簇實現(xiàn)多模光高 傳輸性的難度在于，在加熱和拉緊這些簇，同時將這些纖維熔合在一起以形 成符合雙包覆纖維的直徑的簇的過程中，保持纖維變形較小。這應(yīng)該通過將 纖維熔合在一起，使得避免熔合的纖維之間存在任何間隙和不連續(xù)位置來完 成。實現(xiàn)該目的的通用方法是向所述簇的扭轉(zhuǎn)和牽引部分施加張力，此后加
熱和拉緊所述簇，使得纖維熔合到一起(US4291940、 US5864644和 US6434302 )。但是，使用這些方法讓高功率熔合簇耐受超過數(shù)百瓦的輸出功 率變難，因為即使熔合在一起的圓形纖維直徑幾個微米的變化也會^I起在纖 維之間形成間隙。通過使用坯料(precursor)材料(US6397636 )或者制造 特殊的光子纖維(US6778562 )以使纖維之間出現(xiàn)間隙最少，改善了這些方 法。這些方法兩者都減少了熔合的纖維之間出現(xiàn)任何間隙或者不連續(xù)位置的 風險，但是還是遺留了這樣的一個問題仔細控制熔合纖維，最重要是拉緊 纖維時，信號纖維芯部尺寸的變化。這些芯部尺寸變化引起了信號損失，而 且還能激發(fā)更高階的模，因此讓纖維激光器或者纖維放大器的光束質(zhì)量下 降。
另一個全纖維耦合構(gòu)架由US6434295引入，該專利說明了 一種纖維簇構(gòu) 架，其中多個多模泵浦耦合到單個多模泵浦纖維中。該泵浦纖維進一步夾在 兩條雙包覆纖維之間，以形成熔合的截面，其中全部纖維共用內(nèi)包覆層，且 三分之二的泵浦光耦合到該雙包覆纖維。耦合入的泵浦光進一步行進到纖維 環(huán)，該環(huán)典型長度相應(yīng)于10dB的泵浦吸收。泵浦纖維中的殘余泵浦光行進 到第二耦合模塊，在這里另外三分之二的泵浦功率被吸收。該發(fā)明中的這種 方法類似于使用熔合的纖維簇，其中單獨的耦合器模塊用來將泵浦光耦合到 雙包覆纖維中。放大器纖維圍繞泵浦纖維布置，選擇加熱以及纖維牽引參數(shù) 以形成熔合耦合，從而保證在纖維內(nèi)包覆層和石英纖維之間良好的熔合。不 幸的是，這種耦合器仍然是分開制造的，并且對于熔合過程中的任何干擾都 極度敏感，這種干擾能激發(fā)更高階的模并且導致額外的信號和泵浦損失。因 此，在基于大模面積纖維的高功率纖維激光器/放大器中使用這種耦合器，對 保持光束質(zhì)量接近單模特性帶來了額外的難度。

發(fā)明內(nèi)容
制造上述現(xiàn)有技術(shù)的光學設(shè)備，諸如纖維激光器、耦合器和放大器需要在其自身進行削尖和拉緊措施，這會引起纖維橫截面的變化，特別是單包覆 和雙包覆纖維芯部截面的變化。這會導致該設(shè)備產(chǎn)生的光束質(zhì)量下降。而且， 該設(shè)備需要幾個制造步驟，這讓它們的制造費力費錢。而且，該設(shè)備難于彼 此耦合，以及和諸如激光二極管的光源耦合，特別是在使用許多二極管的情 況下(多泵浦點沿著纖維長度安裝)。
本發(fā)明的目的是提供一種熔合的全纖維熔合方法，用來將多模泵浦光耦 合到纖維內(nèi)。這種布置可以在不存在削尖和拉緊過程的條件下實現(xiàn)，所述的
削尖和拉緊過程將引起芯部尺寸變化，讓纖維激光器和放大器的光束質(zhì)量下降。
本發(fā)明的另一個目的是整合用來在纖維制造過程中將泵浦光注射到雙 包覆纖維的手段，從而讓該結(jié)構(gòu)中的任何芯部尺寸變化最小，以及避免制造 單獨的泵浦耦合器。
本發(fā)明進一步的目的是允許用多個離散纖維耦合激光二極管在分布式 泵浦構(gòu)架(沿著纖維長度有多個泵浦點)內(nèi)泵浦纖維增益介質(zhì)。
上述問題現(xiàn)在已經(jīng)被包含光學纖維的簇所解決，該簇基本上特征在于， 至少兩條光學纖維通過至少一個縱向元件在長度上彼此連接。所述縱向元件 可以是光學纖維或者是其未經(jīng)過牽引的坯料或者橋接元件，其可以加工和/ 或去除，從而將至少兩條纖維彼此拆開。所述纖維在一種過程中接合，其中 光學纖維或者其未經(jīng)牽引的坯料與縱向元件接觸，且在牽引最終纖維接頭 前，經(jīng)由脊-槽配合連接到所述縱向元件。產(chǎn)生的這種新型微結(jié)構(gòu)纖維具有 許多優(yōu)勢。
借助于光學纖維簇，這里指的是任何纖維簇，該簇能夠接收光學信號， 將其放大，和/或改動之和/或?qū)⑵溥M一步傳輸。借助于光學纖維，指的是傳 輸光學信號的正常纖維以及坯料或者半加工產(chǎn)品兩者。因此，除了傳統(tǒng)意義 上的纖維簇外，玻璃桿和管簇也可以根據(jù)所要求保護的本發(fā)明設(shè)置有可加工 和/或可去除的橋接元件，并且任選在其局部去除之后跟著拉緊成傳統(tǒng)意義上 的纖維簇。借助于"長度上彼此連接"，指的是光學纖維沿著它們的整個長 度或者僅沿著它們整個長度的 一部分彼此連接。
借助于"可加工和/或可去除"，指的是，首先通過加工方法，橋接元件 的材料是可加工和/或可去除的。其次，該術(shù)語指的是橋接元件如此構(gòu)造、布 置和/或具有這種材料，使得能對其進行加工和/或去除操作。這例如指的是在周圍纖維之間形成有槽，可以通過這些槽從外部加工橋接元件。還可以表 示橋接元件上有孔，可以通過這些孔從內(nèi)部加工橋接元件。自然地，所述內(nèi) 部和外部可達性相結(jié)合也是可以的。橋接元件的示例在本發(fā)明以下的詳細說 明中描述。借助于加工，指的是任何操作，該操作涉及和改變將橋接元件與 光學纖維聯(lián)合起來的橋接元件或任何材料。實踐中，其可以表示通過物理裝 置諸如激光器進行加工，或者通過機械方法諸如硬質(zhì)金屬制成的刀片來加 工。其還可以表示通過化學裝置，諸如蝕刻、浸淋或者溶解來加工。
借助于去除可去除的縱向橋接元件的一個或者多個節(jié)段，光學纖維在這 些節(jié)段上彼此脫離，并且可以用來光學耦合，該耦合可以發(fā)生在纖維簇的端 部和/或中部。于是，本發(fā)明允許以超過lkW的泵浦功率從單點泵浦纖維激 光器，以及將該泵浦功率分成多點并且將之沿著整個纖維激光器長度分布， 而不會讓沿著該路線存在任何額外的信號拼接。在這種結(jié)構(gòu)中，所述纖維通 過橋接元件彼此連接，以形成固態(tài)全熔合纖維結(jié)構(gòu)。
在本發(fā)明中，光學纖維及其耦合器件兩者都以高度簡化且經(jīng)濟的方式一 起制造。例如活性纖維及其泵浦耦合器的集成制造大約比單獨制造便宜 20%。而且，可以避免產(chǎn)品上出現(xiàn)不想要的機械和光學特性方面的變化。
光學纖維簇通過特別的過程來制造，以制備光學纖維接頭。其中，光學 纖維或者其未牽引的坯料與縱向元件接觸，且以一種方式連接于其上，這里，
槽，脊配合在槽中，光學纖維或者其坯料以及縱向元件彼此連接，且在光學 纖維或者其坯料的情況下，所連接的光學纖維以及光學纖維坯料經(jīng)過牽引， 來給出所述光學纖維接頭?？v向元件可以是光學纖維或者其未牽引的坯料或 者橋接元件，其可以加工和/或去除，從而彼此拆開兩條纖維。
所述縱向元件可以設(shè)置有幾條平行交錯的脊和槽，且所述縱向元件的脊 和槽彼此嚙合。優(yōu)選地，這些平行的脊和槽形成鋸齒形的圖案，他們嚙合在 一起。光學纖維或者其坯料以及縱向元件通過熔合彼此連接。
然后，去除(蝕刻、熔化、切削等)橋接元件時，放松光學纖維，讓進 一步的耦合變得容易。如果纖維彼此隔開一定距離連接，露出橋接元件用來 加工，這是具有優(yōu)勢的。特別是當從外面加工橋接元件以釋放纖維(與例如 通過橋接元件上的孔例如以蝕刻進行內(nèi)加工相對照)時，更是這樣。 根據(jù)本發(fā)明的實施例，橋接元件由這樣的材料構(gòu)成，該材料基本上與纖 維的外層具有相同的折射系數(shù)。優(yōu)選地，橋接元件與纖維的外層用相同材料 制成。這意味著橋接元件不僅用作纖維之間的連接器件，而且是光學活性的 并且?guī)椭龑Ч?。通常，其幫助傳播光，從而例如增大泵浦光的模式混合?且改善泵浦光向活性纖維的吸收。典型地，橋接元件的材料是光傳播材料， 諸如石英玻璃，或者是比光學纖維的材料更容易加工和/或去除的材料。優(yōu)選
地，所述材料是摻雜有諸如三價磷(phosphorous)材料的石英玻璃，橋接元
件的石英玻璃經(jīng)過摻雜，從而使其可加工/可去除。為了保證光不受阻礙地穿 過橋接元件傳播，橋接元件優(yōu)選通過熔合連接到至少一條纖維。然后，無邊 界層防止泵浦輻射穿過橋接元件傳播以及被吸收到激光器內(nèi)。
橋接元件根據(jù)本發(fā)明這樣構(gòu)造和連接，使得其可以以技術(shù)上可接受的方 式加工和/或去除。其可以通過熔合以通常方式連接到纖維。為了以有序方式 連接纖維和橋接元件，這樣允許加工該橋接元件，通過凸凹耦合連接是有優(yōu) 勢的。最優(yōu)選地，通過耦合所述橋接元件和纖維上許多交錯的脊和槽來進行 耦合。所述脊和槽可以通過鋸削形成。在凹凸耦合之后，優(yōu)選橋接元件和纖 維熔合到一起，從而實現(xiàn)光學同質(zhì)接頭。
在本發(fā)明的一個實施例中，橋接元件是單獨的元件，所述簇的至少兩條 纖維連接到該單獨元件。優(yōu)選地，其是具有腔或者孔的縱向元件，所述腔或 者孔可以通過所述毛細管進行內(nèi)部加工。這種元件具有兩個優(yōu)勢。首先，其 非去除部分的腔或者孔可以用功能性物質(zhì)填充，該物質(zhì)改變了簇的特性，特 別是光學特性。 一種這種物質(zhì)是光學應(yīng)力感生材料。其次，為了移動所述元 件的至少一部分，蝕刻物質(zhì)可以抽吸或者壓入所述腔或者孔，該物質(zhì)蝕刻掉 所述部分并且釋放所述纖維。為了最后提到的這個目的，所述元件優(yōu)選具有 薄壁。因此，具有腔或者孔的橋接元件壁較之所述纖維具有更小的橫截面。 最優(yōu)選地，橋接元件是單孔毛細管。該毛細管不同于現(xiàn)有技術(shù)中的多毛細管 光子纖維，后者的毛細管是閉合的且因纖維牽引而具有不同的內(nèi)徑，和/或如
此細小以致引入功能性物質(zhì)在技術(shù)上是不可能的。優(yōu)選地，孔的直徑從20 到200 m m。
根據(jù)本發(fā)明的另 一種實施例，縱向橋接元件是從其中 一條纖維突出并且 沿著該條纖維延伸且連接到其他纖維上的凸起。當這種凸起通過熔合連接到 其他纖維時，其將所述纖維聯(lián)合起來。然后通過鋸削或者激光焊接去除所述
凸起，參見以下，從而從彼此釋放這些纖維。優(yōu)選地，所述凸起嚙合所述纖 維，并且該凸起沿著該纖維通過所述凹凸耦合延伸到其他纖維。最優(yōu)選地， 這種嚙合通過凹凸耦合以后熔合而進行。
根據(jù)本發(fā)明的一種實施例，橋接元件是犧牲層，其典型包圍所述光學纖 維。這種包覆材料優(yōu)選是石英玻璃，摻雜有諸如三價磷材料，增大了濕法蝕 刻速度。所述光學纖維經(jīng)由該犧牲玻璃層接合到一起。纖維以這樣的方式連 接到所述橋接元件，使得在周圍纖維之間形成的涂覆材料上存在缺口，可以 通過所述缺口從外部加工所述犧牲層。然后通過濕法或者干法蝕刻去除所述 犧牲層，從而從彼此釋放所述纖維。優(yōu)選地，所述犧牲層嚙合所述纖維，且 所述犧牲層沿著所述纖維通過所述凹凸耦合延伸到其他纖維。最優(yōu)選地，通 過凹凸耦合以后熔合進行所述嚙合。
在本發(fā)明中，橋接元件的數(shù)目可變。盡管重點放在將許多光學纖維保持 在一起的僅僅一個橋接元件的構(gòu)造上，但是參見以下，保護范圍沿延伸到具 有多于一個橋接元件的簇。例如見圖7，其示出了使用兩個橋接元件。
優(yōu)選所述簇的大部分長度包括圍繞所述纖維的外包覆層和包括所述光 傳播材料的橋接元件。所述包覆層最優(yōu)選由折射系數(shù)比所述光傳播材料低的 材料構(gòu)成。
在本發(fā)明的替代實施例中，所述纖維和橋接元件布置成這樣的幾何形
述蔟的纖維布置成這樣的幾何形狀，即在一個方向上比另一個方向上具有顯
著更大的寬度，從而僅允許圍繞所述一個方向的軸線彎折。
要求保護的簇的光學纖維可以是任何類型和數(shù)目的，取決于目的應(yīng)用場
合。優(yōu)選地，光學纖維從單包覆纖維和多模纖維中選擇，其中所述單包覆纖 維帶有折射率高于所述光傳播材料的芯部和由所述光傳播材料構(gòu)成的包覆 層，所述多模纖維基本上由所述光傳播材料構(gòu)成。典型地，所述單包覆纖維 是信號纖維或者他們的坯料且所述多模纖維是泵浦纖維或者他們的坯料。借 助于坯料，這里指的是他們可以是未牽引的桿和/或縱向元件，僅當用上述外 包覆層涂覆和/或牽引后，才形成工作的信號或者泵浦纖維結(jié)構(gòu)。但是，信號 纖維還可以是多包覆層，如果希望例如提高纖維特性的話。信號纖維還具有
芯部(13 ),信號光在所述芯部行進。纖維12的芯部13可以摻雜活性原子， 諸如鉺(Er),釹(Nd)或者鐿(Yb)、銩(Th)或者其他稀土原子，從而
地，泵浦纖維沒有包覆層。但是，即使在泵浦纖維中，在某些情況下使用包 覆層來提高纖維結(jié)構(gòu)的特性也是有好處的。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中的簇典型具有這樣的結(jié)構(gòu)，即其中 一條單包覆纖維 和其中 一條多模纖維經(jīng)由橋接元件彼此靠近地連接在一起。根據(jù)一種主實施 例，所述單包覆纖維、所述橋接元件和所述多模纖維以所述順序平行對齊形 式布置并且被外包覆層包圍。然后，所述元件可以具有不同的橫截面積，例 如所述多模纖維可以具有比所述單包覆纖維和所述橋接元件大的橫截面積， 形成所謂的電鍵插孔輪廓。如果其中 一條單包覆纖維以向外的順序與兩個橋 接元件和兩條多模纖維平行對齊，并且由外包覆層(見以下示例)包圍，則 可以獲得進一步的結(jié)構(gòu)。 一個橋接元件可以連接到三條多模纖維和一條單包 覆纖維并且由外包覆層包圍。該構(gòu)造可以布置成具有4片苜蓿形截面的結(jié)構(gòu)。
當使用根據(jù)本發(fā)明的橋接元件時， 一個重要的優(yōu)勢在于，其易于去除來 拆開所述光學纖維。因此，要求保護的簇可以具有由至少兩條彼此拆開的所 述光學纖維構(gòu)成的節(jié)段。通過至少局部加工和/或去除所述纖維之間的橋接元 件的相應(yīng)長度部分來進行拆開。典型地，所述橋接元件的部分通過從以下選
出的方法去除濕法蝕刻、干法蝕刻、C02、 UV、超高速激光微加工以及離 子銑削或者這些方法的組合。
如果簇生料具有包圍纖維和橋接元件的包覆層，則其例如通過切削和/ 或熔化先于去除橋接元件而去除。
在本發(fā)明的 一種實施例中，所述簇部分包括具有松散光學纖維的端部節(jié) 段。典型地，在所述簇的端部節(jié)段從彼此拆開所述光學纖維以后，所述纖維 (再次)用與所述外包覆層基本上相同的材料單獨覆蓋。如果至少一個簇部 分被削尖，則削尖的簇部分構(gòu)成削尖的端部。如果所述簇的另一個端部被削 尖，則所述簇可以形成典型耦合器設(shè)備。在本發(fā)明的進一步實施例中，所述 纖維簇由蔟節(jié)段構(gòu)成，其中至少兩條光學纖維從彼此分開。在這種簇中間節(jié) 段中，至少其中一條纖維優(yōu)選被切開，從而建立光學連接。所述簇節(jié)段可以 是所述簇的另一個端部節(jié)段。如果所述簇的另一個端部由光學纖維構(gòu)成，其 也可以從彼此拆開，則所述簇可以形成典型的纖維放大器設(shè)備。
本發(fā)明涉及用來制備形成光學結(jié)構(gòu)的光學纖維接頭的過程。而且，本發(fā) 明涉及用來制備包含光學纖維的簇的過程。在本發(fā)明中，通過至少一個縱向
元件在長度上將至少兩條光學纖維彼此連接來制備簇。所述縱向元件可以是 光學纖維或者其未牽引的坯料或者橋接元件，所述橋接元件可以加工和/或可 以去除，從而從彼此拆開所述兩條纖維。關(guān)于所述蔟的該過程的細節(jié)在上面 進行了公開，并且在以下的權(quán)利要求1到48中進行了公開。
本發(fā)明的主要優(yōu)勢如下
-當與端部泵浦結(jié)構(gòu)比較時，從激光波導提供機械可靠和穩(wěn)定的耦合來
泵浦波導；
-牽引之后確定纖維長度；
-獨立選擇泵浦纖維幾何形狀和活'性纖維幾何形狀；
-實現(xiàn)纖維幾何形狀，允許最終纖維僅在有限數(shù)目的方向上發(fā)生彎曲；
-從泵浦波導到信號波導的優(yōu)良和經(jīng)濟高效的光學耦合；
-提高M"直和光束參數(shù)乘積(product);
-鑒于泵浦包覆層的非圓幾何形狀，從泵浦光向摻雜的芯部有效地傳輸 能量，該泵浦包覆層迫使光線與芯部交界；
-當制造激光設(shè)備時需要更少的操作步驟； -用幾個泵浦結(jié)構(gòu)自由操作。


以下，通過示例和以下附圖更為貼近地說明本發(fā)明，其中 圖l(現(xiàn)有技術(shù))(a)描述了 V槽側(cè)泵浦，(b)描述了角度拋光側(cè)泵浦； 圖2 (現(xiàn)有技術(shù))描述了通過中間光學纖維長度在多模光源和光學纖維 之間的耦合布置；
圖3 (現(xiàn)有技術(shù))描述了在熔合簇中心包含信號纖維的熔合多模耦合器。 耦合器進一步拼接到活性雙包覆纖維；
圖4描述了通過本發(fā)明的兩個橋接元件進行接合；
圖4a)描述了接合前使用毛細管的預(yù)制坯和b)作為橋接元件的全玻璃 接頭；
圖5描述了要求保護的簇的苜蓿形實施例； 圖6描述了要求保護的簇的電鍵插孔形實施例； 圖7描述了所述簇的雙電鍵插孔形實施例； 圖8描述了所述簇的線性對齊和緊湊實施例； 圖9描述了所述簇的另一種緊湊實施例；
圖10描述了要求保護的簇的苜蓿形實施例，其中橋接元件是光學纖維 上的犧牲包覆層；
圖ll描述了本發(fā)明的纖維激光器或者纖維放大器簇；
圖12描述了本發(fā)明另 一種纖維激光器或者纖維放大器簇；
圖13描述了根據(jù)本發(fā)明的泵浦耦合器；
圖14描述了本發(fā)明進一步的線性對齊纖維激光器或者纖維放大器。
具體實施例方式
本發(fā)明允許從單點以超過kW的泵浦功率泵浦纖維激光器，以及允許將 泵浦功率分成多點且沿著整個纖維激光器長度分布泵浦功率且不會讓額外 的信號沿著該路線拼接。在該結(jié)構(gòu)中，信號纖維和泵浦纖維經(jīng)由橋接元件(典 型為毛細管)熔合在一起，形成固體全熔合內(nèi)包覆結(jié)構(gòu)，其中泵浦光在信號 纖維和泵浦纖維之間自由傳播，并且為活性芯部元件提供泵浦光。纖維可以 通過例如蝕刻或者激光微加工(C02、準分子或者超高速激光)以及離子銑 削從它們之間去除毛細管而彼此拆開。全部纖維然后可以用標準熔接技術(shù)處 理，拼接多模纖維或者熔合多模纖維簇(bundle)來形成泵浦纖維。而且， 具有摻雜的芯部的信號纖維可以拼接成輸入和輸出信號纖維。在拆開過程 中，摻雜的芯部不會經(jīng)歷任何芯部直徑變形，因此輸入和輸出信號纖維之間 的拼接可以良好匹配而不會激發(fā)出不希望的更高階模。
橋接元件的目的在該結(jié)構(gòu)中是三重的。首先，將活性纖維元件和泵浦纖 維熔合到一起，形成固態(tài)全熔合內(nèi)包覆結(jié)構(gòu)，其中泵浦光在信號和泵浦纖維 之間自由傳播且為活性芯部元件提供泵浦光，如圖5、 6和7所示。其次， 橋接元件作為分隔元件用來注射泵浦光，就像其可以局部除去一樣，例如被 蝕刻或者激光切掉，讓該纖維從復(fù)合纖維端部自由用于拼接信號和泵浦纖 維。其三，橋接元件為雙包覆設(shè)備帶來額外的功能性。例如，在毛細管用作 橋接元件的情況下，毛細管中間的氣孔改善所述結(jié)構(gòu)中泵浦光的模式混合， 因此改善活性纖維中泵浦光的吸收。另外，該結(jié)構(gòu)中的氣孔可以用適當?shù)牟?料填充，例如用來增加所述纖維的二次折射。
每個元件在該結(jié)構(gòu)中的數(shù)目可以根據(jù)應(yīng)用場合的不同需求而改變。結(jié)構(gòu) 可以構(gòu)成一個或者多個泵浦纖維以及多信號纖維。不用活性芯部元件的情況
下，所述熔合的簇用作純泵浦耦合器。而且，將活性元件和泵浦元件熔合在 一起的毛細管數(shù)量可以改變。也可以在不使用如圖8、 9和10中所述的毛細
管的情況下熔合所述纖維。但是，在圖8和9的情況下，分開拆開點(纖維 表面上沿著纖維長度定位的垂直槽)必須在牽引微結(jié)構(gòu)進行完之前進行。也 可以例如用C02或準分子激光、離子銑削或者和圖IO的情況一樣用濕法或 者干法蝕刻在熔合點劈分微結(jié)構(gòu)纖維來實施拆開。 微結(jié)構(gòu)纖維
在制作雙包覆纖維設(shè)備中使用的微結(jié)構(gòu)纖維包括三個元件信號纖維 14，其帶有活性芯部元件13;毛細管ll，其具有氣孔12;和一個或者多個 泵浦元件10,如圖5所示。三個元件熔合到一起形成一種結(jié)構(gòu)，其中信號纖 維和泵浦纖維一起形成固態(tài)全熔合內(nèi)包覆結(jié)構(gòu)，在該包覆結(jié)構(gòu)中泵浦光在信 號和泵浦纖維之間自由傳播并為活性芯部元件提供泵浦光。
毛細管作為橋接元件
毛細現(xiàn)象背后的意義在于，可以通過饋送例如氫氟酸(HF,室溫)或者 六氟化硫(SF6，升高溫度，80CTC)到氣孔12內(nèi)而從纖維端部蝕刻毛細部 分11。
<吏用HF的蝕刻過程如下 柳2 + 4服—，4 + 2//20
當使用45%HF溶液且假設(shè)消耗70。/。的氫氟酸的時候，毛細管直徑增大 約6%。如果外徑是內(nèi)徑的兩倍，則HF酸需要在毛細管中經(jīng)歷12遍。更大 的孔徑減少了 HF在毛細管中經(jīng)歷的次數(shù)?？梢栽谌コ繉又斑M行毛細管 蝕刻，且泵浦和芯部元件之間的全部玻璃都要去除。
這種蝕刻將把帶有活性芯部13的信號纖維14從泵浦纖維10分開，如 圖11所示。在蝕刻進行完以后，可以利用標準拼接技術(shù)拼接將自由纖維端 部13、 14拼接到纖維耦合泵浦二極管和輸出(和輸入)信號纖維。拼接以 后，暴露的纖維部分將利用纖維涂層所用的相同聚合物進行再次涂覆。
從所述結(jié)構(gòu)局部分開纖維元件的替代方法是使用激光微加工牽引后的 纖維或者微加工纖維牽引前的預(yù)制坯(preform )。在后一種情況下，直接向 預(yù)制坯的毛細管部分制作周期性的孔?？字g分開的距離由預(yù)制坯的尺寸和 最終纖維中希望的吸收長度來決定。例如，對于纖維幾何形狀如圖5所示且 目標芯部尺寸為30pm的10cm長的預(yù)制坯來說，預(yù)制坯上孔的間隔在1到
2mm范圍內(nèi)。孔的寬度由纖維長度決定，所述纖維長度是為了拼接的目的。 典型地，最終纖維中的該長度是50cm,這相應(yīng)于預(yù)制坯上約200(im長的孔。 向預(yù)制坯加工完這些孔后，所述纖維被牽引和涂覆。然后通過在分開點之間 劈開雙包覆纖維，去除涂層并且從復(fù)合纖維端部向信號和泵浦纖維拼接信號 和泵浦纖維來簡單地制作雙包覆設(shè)備。
除了作為分隔元件，該結(jié)構(gòu)中的毛細管或者軸向延伸的氣孔還帶來了雙 包覆纖維中的額外功能性。包圍氣孔并且將全部元件熔合在一起的玻璃橋保 證該結(jié)構(gòu)中的泵浦光充分模式混合，如圖所示(見圖5和6中的非圓形對稱)。 這樣減少了雙包覆纖維中螺旋模式的數(shù)目，因此改善了摻雜的芯部吸收的泵 浦光量。微結(jié)構(gòu)纖維內(nèi)的氣孔以及幾何特征的靈活性的進一步好處在于，通 過緊密靠近摻雜的芯部附近布置氣孔或者通過用應(yīng)力感生材料填充氣孔，可 以提高纖維的二次折射?？梢酝ㄟ^將所有元件布置在線性機構(gòu)中增加這種極 化保持效果，所述線性結(jié)構(gòu)僅允許纖維在兩個方向彎曲，如圖7所示。氣孔 還可以用改善纖維非線性的材料(例如，極化纖維，Raman增強纖維)填充。
固態(tài)玻璃橋接元件
微結(jié)構(gòu)纖維也可以用全玻璃橋接元件接合。在這種情況下，特別的接頭 結(jié)構(gòu)用標準玻璃研磨方法制作，如圖4b所示。這種玻璃接頭也可以通過將 激光微加工方法或者激光輔助濕法蝕刻方法施用于牽引過的纖維或者纖維 牽引前的預(yù)制坯，從而從所述結(jié)構(gòu)局部分開。在后一種情況下，直接在預(yù)制 坯內(nèi)的桿之間制作周期性的孔。所述孔之間的間隔距離由預(yù)制坯的尺寸以及 希望的最終纖維吸收長度來決定。例如，對于纖維幾何形狀如圖8和9所示 且目標芯部尺寸為30|im的10cm長預(yù)制坯來說，預(yù)制坯內(nèi)孔的間隔在1到 2mm范圍內(nèi)?？椎膶挾扔衫w維的長度決定，該長度用于拼接目的。典型地， 最終纖維內(nèi)該長度是50cm,這相應(yīng)于預(yù)制坯內(nèi)約200(im長的孔。在向預(yù)制 坯加工完這些孔以后，纖維被牽引和涂覆。然后可以在分割點之間劈開雙包 覆纖維，去除涂層并且從復(fù)合纖維端部到信號和泵浦纖維端部拼接信號和泵 浦纖維，從而簡單地制作雙包覆設(shè)備。
犧牲包覆層作為橋接元件
微結(jié)構(gòu)纖維還可以用犧牲包覆層接合在一起，所述犧牲包覆層在如圖10 所示的簇內(nèi)作為橋接元件。在這種情況下，結(jié)構(gòu)的接頭用圖4c)中的方法制 作。光學纖維14被用作橋接元件的犧牲包覆層19包圍。優(yōu)選地，這種包覆
材料是石英玻璃，這種石英玻璃摻雜有諸如含三價磷(phosphorous)的增加 濕法蝕刻率的材料。在接頭部分，沿著其長度在這些圓形物體上鋸削一些槽。 橋接元件上的這些槽優(yōu)選不延伸到犧牲包覆層上。泵浦元件10連接到橋接 元件，使得在周圍纖維之間的涂覆材料上形成缺口，通過該缺口，可以從外 部加工用作橋接元件的犧牲層?？梢酝ㄟ^至少局部加工和/或去除纖維之間用
元件的所述部分通過從濕法蝕刻和干法蝕刻中選擇的方法去除。 如何生產(chǎn)纖維
所有預(yù)制坯元件首先用通用技術(shù)制作，并且它們?yōu)閷ΨQ形狀(圓形、矩 形、六邊形、八邊形)的管或者桿。桿和管的典型形狀是圓形的。在接頭部 分，沿著其長度在這些圓形物體上鋸削一些槽。形成的截面如圖4所示。此 后，所述元件固定在一起，因此預(yù)制坯l的"齒"配合到預(yù)制坯2的槽內(nèi)。 毛細管(4a)、全玻璃接頭(4b)和光學纖維可以用作橋接元件。此后，預(yù) 制坯(用火焰或者爐子)熔合到一起，且牽引微結(jié)構(gòu)纖維。
示例
示例1
在本發(fā)明的一個實施例中，構(gòu)建了電鍵插孔(Key Hole)纖維結(jié)構(gòu)(苜 蓿形纖維)，圖5。纖維結(jié)構(gòu)包括泵浦纖維10、在中部帶氣孔12的毛細管11、 帶活性芯部13的信號纖維14、低系數(shù)聚合物涂層15。
示例2
在第二示例中，建立了電鍵插孔結(jié)構(gòu)類型2,圖6。纖維結(jié)構(gòu)包括泵浦 纖維IO、在中部帶氣孔12的毛細管11、帶活性芯部13的信號纖維14、低 系數(shù)聚合物涂層15。
示例3,帶受迫彎曲方向的纖維
本發(fā)明的合成纖維，就其尺寸、形狀、其每個元件的數(shù)目和位置來說， 允許許多不同的構(gòu)造。這些構(gòu)造中的某一些可以用來改善纖維激光器或者從 這些纖維制成的放大器的特性。例如，顯然圖7中的纖維幾何形狀讓該纖維 沿著一個方向^f艮難彎曲，而沿著垂直方向非常容易彎曲。這種屬性可以用在 纖維的彎曲方向?qū)τ诳刂苹钚岳w維的模態(tài)(modal)屬性而言非常重要的場
段固定下來，并且空間關(guān)系在牽引纖維過程中以及以后保持不變。本發(fā)明的
纖維的這種屬性是最重要的，尤其在多模大模面積活性纖維幾何形狀和系數(shù) 曲線的情況下，此時可以通過纖維適當大小和方向的彎曲控制模態(tài)諧振或者 泄漏到芯部以外的模態(tài)泄漏。電鍵插孔纖維結(jié)構(gòu)3包括泵浦纖維10、其中部
帶有氣孔12的毛細管11、帶有活性芯部13的信號纖維14、低系數(shù)聚合物 涂層15，這樣的纖維結(jié)構(gòu)在圖7中示出。 示例4
在本發(fā)明進一步的實施例中，建立了固態(tài)鍵纖維結(jié)構(gòu)l。該纖維結(jié)構(gòu)在 圖8中表示，包括泵浦纖維10、帶活性芯部13的信號纖維14、低系數(shù)聚合 物涂層15。
示例5
本發(fā)明的這種實施例包括固態(tài)鍵結(jié)構(gòu)2。圖9中表示的纖維結(jié)構(gòu)包括泵 浦纖維IO、帶活性芯部13的信號纖維14、低系數(shù)聚合物涂層15。 示例6
本發(fā)明的這種實施例包括苜蓿形纖維結(jié)構(gòu)，其使用包圍光學纖維的犧牲 包覆層作為橋接元件。該纖維結(jié)構(gòu)在圖10中表示，包括泵浦纖維IO、帶活 性芯部13的光學纖維14、低系數(shù)聚合物涂層15以及包圍光學纖維14作為 橋接元件19的犧牲包覆層。
示例7
本發(fā)明的這種實施例表示了從該結(jié)構(gòu)中去除了毛細管11以后，纖維激 光器/纖維放大器構(gòu)造中的電鍵插孔纖維結(jié)構(gòu)，以及帶活性芯部13的信號纖 維14和泵浦纖維io可以用于拼接。纖維沿著長度16熔合到一起。所述纖 維結(jié)構(gòu)在圖11中表示。
示例8
本發(fā)明的這種實施例描述了去除涂層以后，纖維激光器/纖維放大器結(jié)構(gòu) 中的鍵纖維結(jié)構(gòu)1，所述涂層在所述纖維彼此劈開的地方包圍泵浦纖維10 和帶活性芯部13的信號纖維14。分開以后，信號纖維14和泵浦纖維10可 用來拼接。纖維沿著長度17熔合在一起。所述的纖維結(jié)構(gòu)在圖12中表示。
示例9
在本發(fā)明的另一種實施例中，在去除毛細管11并且熔合的纖維簇加熱 和拉緊以后，電鍵插孔纖維機構(gòu)1形成泵浦耦合器構(gòu)造。松弛的泵浦纖維10 和熔合簇的錐形輸出端可用來拼接到纖維耦合的泵浦二極管以及拼接到雙
包覆纖維。纖維沿著長度16熔合到一起。所述纖維結(jié)構(gòu)在圖13中表示。 示例10
從所述結(jié)構(gòu)中去除毛細管11以后，可以在纖維激光器/纖維放大器構(gòu)造
中建立電鍵插孔纖維結(jié)構(gòu)1，以及帶活性芯部13的信號纖維14和泵浦纖維 IO可以用來拼接。纖維沿著長度16熔合到一起。所述纖維結(jié)構(gòu)在圖14中表示。
權(quán)利要求
1.一種用來制備光學纖維接頭的過程，其中光學纖維或者其未牽引的坯料與縱向元件接觸，且連接于其上，其特征在于，從所述光學纖維或者其坯料以及所述縱向元件中選出的第一對象設(shè)置有脊，而從所述光學纖維或者其坯料以及所述縱向元件中選出的第二對象設(shè)置有槽，所述脊配合到所述槽中，所述光學纖維或者其坯料以及所述縱向元件彼此連接，且在所述光學纖維坯料的情況下，所連接的光學纖維坯料和所述縱向元件經(jīng)過牽引，得出所述光學纖維接頭。
2. 如權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于，所述第一對象設(shè)置有幾個平行交錯的脊和槽，所述第二對象設(shè)置有幾個平行交錯的槽和脊，而所述第 一對象的脊和槽與所述第二對象的相應(yīng)槽和脊嚙合。
3. 如權(quán)利要求2所述的過程，其特征在于，所述平行交錯的脊和槽形 成兩個嚙合的鋸齒形圖案。
4. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的過程，其特征在于，所述光學纖維
5. 如權(quán)利要求1至4任一項所述的過程，其特征在于，所述縱向元件 是另一條光學纖維或者其坯料。
6. 如前述權(quán)利要求任一項所述的過程，其特征在于，所述縱向元件是 縱向橋接元件(11)，其連接到所述光學纖維和至少另一條光學纖維(14)， 以形成一簇光學纖維。
7. 如權(quán)利要求6所述的過程，其特征在于，所述橋接元件(11)可以 加工和/或可以去除，從而彼此拆開所述至少兩條纖維(10、 14).
8. 如權(quán)利要求7所述的過程，其特征在于，所述纖維(10、 14)僅靠 所述橋接元件(11 )而彼此連接。
9. 如權(quán)利要求8所述的過程，其特征在于，所述光學纖維(IO、 14) 彼此隔開一定距離而連接，所述距離將所述橋接元件(ll)暴露，用來加工。
10. 如權(quán)利要求6至9任一項所述的過程，其特征在于，所述橋接元件 (11)由這樣的材料構(gòu)成，其基本上與所述纖維(10、 14)的外層材料具有 相同的折射系數(shù)。
11. 如權(quán)利要求10所述的過程，其特征在于，所述橋接元件(11)的 材料與所述纖維(IO、 14)的外層材料相同，并且是諸如石英玻璃的光傳播材料。
12. 如權(quán)利要求10所述的過程，其特征在于，所述橋接元件的材料比 所述光學纖維(10、 14)的材料更容易加工和/或去除，且所述橋接元件的材 料優(yōu)選包括進行了摻雜使其可加工和/或可去除的石英玻璃。
13. 如權(quán)利要求6至12任一項所述的過程，其特征在于，至少其中一 條光學纖維(10、 14)通過熔合連接到所述橋接元件(11)。
14. 如權(quán)利要求6至13任一項所述的過程，其特征在于，所述橋接元 件是單獨的元件(ll)，至少兩條纖維(IO、 14)連接于其上。
15. 如權(quán)利要求14所述的過程，其特征在于，所述橋接元件是具有腔 或者孔(12 )的縱向元件(11 )。
16. 如權(quán)利要求15所述的過程，其特征在于，所述縱向元件是毛細管 (11),其可以通過所述毛細管經(jīng)受內(nèi)部加工。
17. 如權(quán)利要求15或者16所述的過程，其特征在于，所述具有腔或者 孔(12)的縱向元件(11)的壁橫截面積比所述纖維小。
18. 如權(quán)利要求15、 16或者17所述的過程，其特征在于，所述腔或者 孔(12)用功能性材料諸如光學應(yīng)力感生材料填充。
19. 如權(quán)利要去6至13任一項所述的過程，其特征在于，所述橋接元 件是從所述至少兩條纖維其中一條(10)突出的凸起，并且該凸起連接到所 述至少兩條纖維中的另一條(14)。
20. 如權(quán)利要求1至14任一項所述的過程，其特征在于，所述橋接元 件是其中一條所述光學纖維(14)上的包覆層。
21. 如權(quán)利要求20所述的過程，其特征在于，所述光學纖維的包覆層 是犧牲包覆層(19),且可以加工和/或去除，從而彼此分離所述纖維。
22. 如權(quán)利要求20和21所述的過程，其特征在于，所述纖維僅通過所 述纖維(14)的犧牲層(19)而彼此連接。
23. 如權(quán)利要求20、 21和22所述的過程，其特征在于，所述犧牲層(19 ) 由這樣的材料構(gòu)成，其與所述纖維的外層材料具有基本上相同的折射率，且 所述纖維的外層材料是諸如摻雜的石英玻璃的光傳播材料。
24. 如權(quán)利要求20、 21、 22和23所述的過程，其特征在于，所述光學 纖維是單包覆纖維(14)或者是多模纖維(10)，其中所述單包覆纖維帶有折射率比所述光傳播材料高的芯部和由所述光傳播材料構(gòu)成的包覆層，所述 多模纖維基本上由所述光傳播材料構(gòu)成。
25. 如權(quán)利要求11至24任一項所述的過程，其特征在于，其包括外層 (15)，該外層包圍所述纖維(10、 14)和橋接元件(11)并且基本上由折射率比所述光傳播材料低的材料構(gòu)成。
26. 如權(quán)利要求6至25任一項所述的過程，其特征在于，所述纖維和 所述橋4^元件布置成這樣的幾何形狀，該形狀僅允許在由該形狀限定的有限 數(shù)目的方向上彎曲。
27. 如權(quán)利要求11至26任一項所述的過程，其特征在于，所述光學纖 維從單包覆纖維(14)或者是多模纖維(10)中選擇，其中所述單包覆纖維 帶有折射率比所述光傳播材料高的芯部和由所述光傳播材料構(gòu)成的包覆層， 所述多模纖維基本上由所述光傳播材料構(gòu)成。
28. 如權(quán)利要求27所述的過程，其特征在于，所述單包覆纖維(14) 是信號纖維或者其坯料，而所述多模纖維(10)是泵浦纖維或者其坯料。
29. 如權(quán)利要求27或者28所述的過程，其特征在于，至少一條所述單 包覆纖維(14)和/或至少一條所述多模纖維(10)經(jīng)由所述橋接元件彼此靠 近連接。
30. 如權(quán)利要求29所述的過程，其特征在于，所述單包覆纖維(14)、 所述橋接元件(11 )和所述多模纖維(10)以所述順序布置成平行對齊形式 且被所述外包覆層(15)包圍。
31. 如權(quán)利要求30所述的過程，其特征在于，所述單包覆纖維(14)、 所述橋接元件(11)和所述多模纖維(10)具有不同的橫截面積。
32. 如權(quán)利要求32所述的過程，其特征在于，所述多模纖維(10)比 所述單包覆纖維(14)和所述橋接元件(11 )具有更大的橫截面積。
33. 如權(quán)利要求29或者30所述的過程，其特征在于，其中一條所述單 包覆纖維(14)以向外的順序與兩個橋接元件(11)和兩條多模纖維(10) 平行對齊，且被所述外包覆層(15)包圍。
34. 如權(quán)利要求29所述的過程，其特征在于， 一個橋接元件(ll)連 接到三條多模纖維(10 )和一條單包覆纖維(14 )，并且被所述外包覆層(15 ) 包圍。
35. 如權(quán)利要求34所述的過程，其特征在于，所述三條多模纖維(IO)和一條單包覆纖維(14)以具有四片苜蓿形截面的布置而布置在所述橋接元 件(11)周圍。
36. 如權(quán)利要求6至35任一項所述的過程，其特征在于，所述蔟的節(jié) 段由所述至少一條光學纖維(10、 14)構(gòu)成，該光學纖維從所述橋接元件拆 開。
37. 如權(quán)利要求36所述的過程，其特征在于，所述拆開至少通過局部 加工和/或去除所述纖維(10、 14)之間所述橋接元件(11 )的相應(yīng)長度部分 來實施。
38. 如權(quán)利要求37所述的過程，其特征在于，所述橋接元件(11 )的 部分通過A/v以下選^^的方法去除濕法蝕刻、干法蝕刻、C02、 UV和超高 速激光微加工以及離子銑削或者這些方法的組合。
39. 如權(quán)利要求36、 37或者38所述的過程，其特征在于，所述簇節(jié)段 包括拆開的纖維的端部節(jié)段。
40. 如權(quán)利要求39所述的過程，其特征在于，所述端部節(jié)段的拆開纖 維單獨用與所述外包覆層(15)材料基本上相同的材料覆蓋。
41. 如權(quán)利要求36至40任一項所述的過程，其特征在于，至少一個另 外的簇部分被削尖。
42. 如權(quán)利要求41所述的過程，其特征在于，所述被削尖的簇部分構(gòu) 成削尖的端部部分(17)。
43. 如權(quán)利要求36至42任一項所述的過程，其特征在于，另外的簇節(jié) 段由所述至少兩條光學纖維(10、 14)構(gòu)成，它們彼此拆開。
44. 如權(quán)利要求43所述的過程，其特征在于，所述簇節(jié)段是中間節(jié)段， 且至少 一條所述光學纖維被切開來建立光學連接。
45. 如權(quán)利要求43所述的過程，其特征在于，所述另外的簇節(jié)段是所 述簇的另一個端部節(jié)段。
46. —種光學纖維結(jié)構(gòu)，其特征在于，其通過前述權(quán)利要求任一項所述 的過程制備。
47. 如權(quán)利要求46所述的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于，該光學結(jié)構(gòu)是光學 纖維接頭。
48. 如權(quán)利要求46所述的光學結(jié)構(gòu)，其特征在于，該光學結(jié)構(gòu)是光學 纖維簇。
全文摘要
本發(fā)明涉及制備光學纖維接頭的過程，其中光學纖維或者其未牽引的坯料與縱向元件接觸，并且在最終光學纖維接頭牽引前，經(jīng)由脊-槽配合連接到所述縱向元件。所述縱向元件可以是另一條光學纖維或者其坯料或者是可去除和/或可加工的橋接元件。
文檔編號H01S3/0941GK101160539SQ200680012504
公開日2008年4月9日 申請日期2006年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月23日
發(fā)明者卡勒·拉-加科, 西莫·塔梅拉 申請人:利基公司