[发明专利]一种环形激光输出器件

权利要求书

1.一种环形激光输出器件，其特征在于，包括封装壳、填充物、输入光纤和输出光纤，所述输入光纤与输出光纤匹配相连并设置于所述封装壳内，且所述填充物对所述封装壳与输入光纤、输出光纤之间的区域进行填充；

所述输入光纤包括输入纤芯和输入包层，所述输入包层套设于所述输入纤芯外围，且所述输入纤芯的折射率大于所述输入包层的折射率；

所述输出光纤包括输出纤芯、输出内包层和输出外包层，所述输出内包层、输出外包层依次套设于所述输出纤芯外围，所述输出光纤一端为拉锥结构并与所述输入光纤一端耦合熔接，所述输出内包层的折射率大于输出纤芯的折射率并且大于输出外包层的折射率；

所述输出纤芯的折射率为1时，所述输出纤芯为空气介质，所述输出光纤为双层包层结构的空芯光纤，所述输入光纤与输出光纤的耦合熔接步骤为：对所述输出光纤的一端进行等比例拉锥，使所述输出光纤上的空芯孔均匀缩小至闭合，切割所述输出光纤的拉锥端并与所述输入光纤耦合熔接；于耦合熔接处，所述输出光纤的端面上空芯孔完全闭合，所述输出内包层的端面半径记为r3，并满足r3≥r1，r1为所述输入纤芯的半径；所述输出光纤为空芯光纤时满足如下关系：

其中，L₀为拉锥前所述输出光纤锥区的径向长度，所述输出外包层的端面半径记为R3，r2为所述输出纤芯的半径，T2为所述输出内包层的截面厚度，R2为所述输出外包层的外侧半径；

或者，所述输出纤芯的折射率大于1时，所述输出纤芯为实芯介质，所述输出光纤为双层包层结构的实芯光纤，所述输入光纤与输出光纤的耦合熔接步骤为：对所述输出光纤的一端进行等比例拉锥，使所述输出纤芯、输出内包层和输出外包层均匀缩小，切割所述输出光纤的拉锥端并与所述输入光纤耦合熔接；于耦合熔接处，所述输出纤芯的端面半径记为r3'，所述输出内包层的端面厚度记为T3，并满足r3'+T3≥r1r3'；于耦合熔接处，所述输出外包层的端面半径记为R3，并满足r3'≤R3≤400μm；所述输出光纤为实芯光纤时满足如下关系：

其中，L₀为拉锥前所述输出光纤锥区的径向长度。

2.根据权利要求1中所述的环形激光输出器件，其特征在于，所述输入纤芯的数值孔径记为NA1，并满足0.03≤NA1≤1；

所述输入纤芯的半径记为r1，并满足0r1≤25μm；

所述输入包层的半径记为R1，并满足52.5≤R1≤200μm。

3.根据权利要求2中所述的环形激光输出器件，其特征在于，所述输出内包层与输出外包层形成的数值孔径记为NA2，所述输出纤芯与输出内包层形成的数值孔径记为NA3，并满足0.03≤NA2≤1，NA2≤NA3；

拉锥后所述输出光纤锥区的径向长度记为L，且5mm≤L≤500mm。

4.根据权利要求3中所述的环形激光输出器件，其特征在于，所述输出纤芯的半径记为r2，并满足0r2≤100μm，所述输出纤芯的半径与所述环形激光输出器件所产生环形光束的中央暗斑尺寸相匹配；

所述输出内包层的截面厚度记为T2，并满足r1≤T2≤200μm，所述输出内包层的截面厚度与所述环形激光输出器件所产生环形光束的宽度相匹配；

所述输出外包层的外侧半径记为R2，并满足r2+T2≤R2≤500μm。

5.根据权利要求1中所述的环形激光输出器件，其特征在于，所述封装壳为具有保护作用的金属壳体，所述填充物为聚合物，用于固定所述输入光纤和输出光纤，并保护所述输入光纤和输出光纤的表面免受潮湿气体和外力摩擦的影响。