复杂多光纤熔融拉锥合束平台研发

摘要

近些年来，高功率光纤激光器的发展速度越来越快，特别是在工业制造、国防军事等领域，应用也愈加广泛。为了能进一步提升高功率光纤激光器的功率，就需要在技术上进行改进，合束器应运而生，其通过将多根光纤上的功率进行合成的方式，突破单根光纤功率的限制，能实现更高功率的输出。光纤合束器作为高功率光纤激光器的关键器件，直接影响着激光器的性能。 本论文第一部分介绍了光纤合束器的研究发展历程，光纤合束器用途广泛，影响着国内高功率光纤激光器的发展，近几年国内外在光纤合束器的研制上进展迅速，合束功率不断提升。 第二部分分析了光纤合束器制作的关键技术，主要包括光纤的组束、熔融拉锥、切割、熔接以及封装。对当前每一种技术所使用的不同方法进行的对比分析，最终根据优缺点并结合本课题设计要求，选择火焰加热方法进行熔融拉锥和熔接，并采用超声波切割刀对拉锥光纤进行在线切割。 第三部分在硬件方面，设计并搭建了拉锥熔接平台，主要包括拉锥运动平台设计和火头运动平台的搭建，最终可实现对37根光纤的熔融拉锥，切割以及熔接合束；在软件方面，设计了一套控制系统，并通过编写上位机软件，实现了对拉锥、熔接等操作的程序控制。 最后在工艺实验研究中，说明了改进的光纤组束方法，设计了一种新的去涂覆层结构；然后在进行拉锥的实验过程中，根据光纤拉锥直径和各项影响因素的数据，获得了拉锥所需的工艺参数，最终可以制备较好的拉锥光纤和合束光纤。

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