发明名称 光纤雷射发射埠及其光注入方法
摘要 一种将光能量由注入光纤的方法及装置。提供一含有一中心部及第一包覆层的光纤,其中该第一包覆层的材质有一第一包覆折射率,该光纤另具有一增益介质以吸收注入光线。在延着该光纤中之一吸收部的纵长方向,定义至少一个发射部。在一发射区中形成至少一个发射部,其中该发射区具有一外凸侧及一内凹侧,且在该等发射部中的内凹侧与一基底接触,其中该基底之一基底反射系数比该第一包覆折射率要低。在正对着该发射区之该等发射部中的凸出侧形成一发射埠。使该发射埠与该发射区的该等发射部之一交接面相搭配;以及引导入射光由一入射光源经过一透镜进入该发射埠之一第一通道面,其中该发射埠将入射光导入该等发射区之该第一包覆层中。
申请公布号 TW518810 申请公布日期 2003.01.21
申请号 TW090118988 申请日期 2001.08.03
申请人 HRL实验室LLC 发明人 柏林;爱诺夫
分类号 H01S3/094 主分类号 H01S3/094
代理机构 代理人 洪澄文 台北市大安区信义路四段二七九号三楼
主权项 1.一种光纤雷射发射埠之光注入方法,包括下列步骤:提供一含有一中心部及一第一包覆层的光纤,其中该第一包覆层的材质有一第一包覆折射率,该光纤另具有一增益介质以吸收注入光线;在延着该光纤中之一吸收部的纵长方向,定义至少一个发射部;在一发射区中形成至少一个发射部,其中该发射区具有一外凸侧及一内凹侧,且在该等发射部中的内凹侧与一基底接触,其中该基底之一基底反射系数比该第一包覆折射率要低;在正对着该发射区之该等发射部中的凸出侧形成一发射埠;使该发射埠与该发射区的该等发射部之一交接面相搭配;以及引导入射光由一入射光源经过一透镜进入该发射埠之一第一通道面,其中该发射埠将入射光导入该等发射区之该第一包覆层中。2.如申请专利范围第1项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,更包括下列步骤:以一支撑块的基底材质形成一凸出面。3.如申请专利范围第2项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,其中于该支撑块上的该内凹面与该发射埠之该交接面以固定厚度之至少一发射部隔开。4.如申请专利范围第1项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,其中该发射埠之该交接面与该等发射部之该第一包覆层之圆形外形相符。5.如申请专利范围第1项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,其中该定义步骤包括定义复数个在纵长方向被一吸收长度光纤所区隔的发射部。6.如申请专利范围第4项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,其中该等发射部具有一固定长度,且延着其纵长方向相连配置。7.如申请专利范围第5项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,更包括下列步骤:黏着该发射埠于该发射区之该等发射部。8.如申请专利范围第5项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,更包括下列步骤:扩散结合该发射埠于该发射区之该等发射部。9.如申请专利范围第5项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,更包括下列步骤:由一具有至少150 um长的光散射区之二极体狭带提供一入射光源。10.如申请专利范围第1项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,更包括下列步骤:将该光纤在该发射区中折开至该包覆层内部。11.如申请专利范围第1项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,其中该基底材质为空气。12.如申请专利范围第5项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,其中该光纤之该等第一包覆层截面为矩形。13.如申请专利范围第1项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,其中该光纤具有一第二包覆层。14.如申请专利范围第5项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,更包括下列步骤:提供一第二入射光,且使用一第二透镜使该第二入射光对准该入射埠之一第二通道面。15.如申请专利范围第5项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,更包括下列步骤:使泄出该发射埠之光藉着该第该发射埠之该第二通道面反射该提供一第二入射光,且使用一第二透镜使该第二入射光对准该入射埠之一第二通道面。16.如申请专利范围第15项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,其中该第二通道面可反射符合第一波长的入射光,但可通过符合第二波长的入射光。17.如申请专利范围第16项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,其中该第二通道面可传递符合第一波长的入射光,但可反射符合第二波长的入射光。18.如申请专利范围第5项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,更包括下列步骤:由二不同的入射光源提供二入射光进入该第一通道面。19.如申请专利范围第18项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,更包括下列步骤:使不同光源之该二入射光偏振且相互正交,并在使光束进入发射埠之前,利用一分光镜将该二入射光结合成一单一光束。20.如申请专利范围第18项所述之光纤雷射发射埠之光注入方法,其中由一第三入射光源及一第四入射光源射出之入射光亦被结合,同时对准该发射埠之该第二通道面。21.一种光纤雷射发射埠,包括:一光纤,具有一可吸收入射光之增益介质,一为第一包覆折射率之第一包覆层,一吸收部及至少一发射部;一发射区,具有至少一包含一凸出侧及一内凹侧的发射部,在该发射部之该内凹侧的该第一包覆层与反射系数比该第一包覆折射率要低的一透明材质接触;一入射光源,提供一入射光束穿过一透镜;以及一发射埠,具有一光入射面,可将由该入射光源所产生的入射光导入该光纤之该第一包覆层,其中该发射埠之折射率比该第一包覆折射低,该发射埠之形状沿着一发射埠配对面与该发射区之该外凸侧相吻合配对。22.如申请专利范围第21项所述之光纤雷射发射埠,其中该至少一发射区为复数个发射部,且任一相邻之该发射部以该光纤之一吸收部沿光纤轴向分隔,而发射埠沿着该发射埠配对面透明耦接于该等发射部。23.如申请专利范围第22项所述之光纤雷射发射埠,其中该光纤之该第一包覆层具有矩形截面,且该发射埠配对面与在该透明材质及该发射区凸出侧之一接触面面平行并具有固定距离。24.如申请专利范围第22项所述之光纤雷射发射埠,其中该光纤之该第一包覆层具有圆形截面,且该发射埠配对面包括形成该发射区之该等发射部之第一包覆层的透明材质。25.如申请专利范围第22项所述之光纤雷射发射埠,其中该光纤之该等发射部在该发射区之第一包覆层显露在外。26.如申请专利范围第21项所述之光纤雷射发射埠,其中该发射埠与该光纤之至少一该发射部以光学透明胶接合。27.如申请专利范围第22项所述之光纤雷射发射埠,其中该发射埠与该光纤之该发射区以光学接触。28.如申请专利范围第22项所述之光纤雷射发射埠,其中该等发射部之第一包覆层设置在一支撑块上,该支撑块具有透明材质并与该发射区之该凸出侧接触。29.如申请专利范围第28项所述之光纤雷射发射埠,其中该光纤为双包覆光纤,该第一包覆层为该双包覆光纤之一内包覆层,该内包覆层具有一矩形截面,该发射埠之该光通道面为第一面,而该发射埠另具有一第二面。30.如申请专利范围第29项所述之光纤雷射发射埠,其中该发射埠之该第二面包括一表面,而由该光通道面进入该光纤之该第一包覆层再散射回该发射埠之光,会被该第二面再反射回该第一包覆层。31.如申请专利范围第29项所述之光纤雷射发射埠,其中该第二面具有一表面,该表面可将注入光由一第二注入光源传送至该发射埠。32.如申请专利范围第30项所述之光纤雷射发射埠,其中该第二面具有一表面,该表面可将注入光由一第二注入光源传送至该发射埠。33.如申请专利范围第32项所述之光纤雷射发射埠,其中由该第一注入光源发出之注入光具有一第一波长,由该第二注入光源发出之注入光具有一第二波长,该第二面反射该第一波长之注入光,而透过该第二波长之注入光,该第一面反射该第二波长之注入光,而透过该第一波长之注入光,且该增益介质可吸收该第一波长及该第二波长之光。34.如申请专利范围第31项所述之光纤雷射发射埠,其中该等注入光源具有一至少400微米之二极体狭缝。35.如申请专利范围第22项所述之光纤雷射发射埠,其中该等注入光源包括两个正交偏振之光源,该等光源所产生之二偏振光束经由一偏振分光器结合成单一光束。36.如申请专利范围第35项所述之光纤雷射发射埠,其中该等注入光源具有一至少400微米之二极体狭缝。37.如申请专利范围第33项所述之光纤雷射发射埠,其中该等注入光源包括两个正交偏振之光源,该等光源所产生之二偏振光束经由一偏振分光器结合成单一光束。图式简单说明:第1图是习知技术中光源、终端元件及光纤之剖面图。第2图是习知技术中具有增益介质的光纤光学系统之概略示意图。第3图是习知技术中一头逐渐变细的光纤与另一光纤结合之示意图。第4图是表示本发明双包覆掺杂光纤之侧视图。第5图是表示本发明单包覆掺杂光纤之侧视图。第6图是第5图中具有双注入光源的双包覆光掺杂光纤之上视图。第7图是第4图中发射部之细部侧视图。第8图是第7图中单光源、反射式发射埠之细部侧视图。第9图是两种波长、双光源、传导/反射式发射埠之侧视图。第10图是将两入射光源结合在单一发射埠的通道面之示意图。第11图是将两种注入光源以非传统偏振结合方式之示意图。第12图是使用矩形光纤的发射部介面剖面图。第13图是使用圆形光纤的发射部介面剖面图。
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