光纤激光器具有光束质量好、结构紧凑、体积小、质量轻、易散热、工作稳定性好等众多优点, 已经成为世界各国的研究热点。现在大功率光纤激光器、光纤放大器采用的双包层掺杂光纤, 相对于从半导体泵浦激光器发出的多模泵浦光束的大发散角,其内包层的直径很小, 因此把泵浦光有效耦合到掺杂双包层光纤的内包层是一个难题。人们发明了很多泵浦耦合技术, 大体上可分为端面泵浦和侧面泵浦。端面泵浦技术是从双包层光纤的一个或者两个端面将泵浦光耦合到内包层, 主要采用直接熔接耦合、透镜组耦合和锥导管耦合等方式。侧面泵浦耦合技术是从双包层光纤的侧面将泵浦光耦合到内包层, 主要有分布包层泵浦耦合 、微棱镜侧面耦合、V 型槽侧面耦合 、嵌入透镜式侧面泵浦耦合 、角度磨抛侧面泵浦耦合 、光栅侧面泵浦耦合等。

通过对耦合效率、系统稳定性、结构紧凑性、复杂度、可扩展性、制作难易程度等相关指标的对比发现, 利用光纤合束器的分布包层泵浦耦合技术具有很大的优势, 可以满足高功率光纤激光器泵浦耦合的需要。随着空气包层光子晶体光纤(PCF)制造工艺的日臻成熟, 空气包层PCF 的大数值孔径、大模场直径有利于提高光纤激光器、光纤放大器的泵浦功率和泵浦效率, 减小光纤激光器、光纤放大器的非线性效应, 有利于提高输出功率。下面就采用传统双包层光纤和空气包层PCF 制作光纤合束器的主要制作工艺进行分析。