按照应用方式,端面泵浦的合束器可以分为N×1和(N 1)×1两种类型。N×1型是由N根同类型光纤经熔融拉锥截断,再与一根双包层光纤熔接而成,而(N 1)×1泵浦合束器(PumpCombiner)是一类由多根泵浦光纤与信号光纤结合组成的用于泵浦耦合的光纤器件。型是使N根同类型光纤紧密围绕中心一信号光纤合束熔融拉锥截断之后,再与一根折射率分布匹配的双包层光纤熔接而成。前者适用于光纤激光器结构中,后者适用在光纤放大器系统中。
合束器在设计和制造上要满足亮度守恒原理:NA1D1≤NA2D2,D1和NA1分别为输入光纤组的横截面积和数值孔径,D2和NA2分别为输出光纤的横截面积和数值孔径,否则泵浦光无法有效地传导进双包层光纤中,造成大量的光泄露。合束器作为一个无源光学耦合器件,在制造过程中难免引入各种损耗,造成从各臂输入的光功率损失,而这部分损失能量会以热量的形式耗散或者沉积,沉积的热量导致了合束器结构中各部位的温度升高。合束器的损耗大致由以下几种情况造成:数值孔径变形,端面的不匹配,熔接点损耗,弯曲损耗,工艺的缺陷等。不同制作工艺情况下得到的合束器的特性各有所差异,文中从整体角度考虑,对两类国产合束器进行实际测试,分析泵光损耗、回光功率、环境温度等不同情况下,合束器功率和温度分布特性。