藍(lán)光焊銅無迸濺的的概念，在2018年Nuburu公司獲得Photonics West的Prism awards獎之后，逐漸被國內(nèi)激光從業(yè)者關(guān)注并陸續(xù)傳開。

當(dāng)下，藍(lán)光的工業(yè)焊接應(yīng)用，或者藍(lán)光和近紅外激光的“復(fù)合波長”焊接，非?；?。

目前市面上的光纖耦合半導(dǎo)體激光器玩家，和激光器應(yīng)用廠家，都在試探性地進(jìn)行一些研究和工藝摸索，只是并沒有跡象表明，誰會大投入進(jìn)行推進(jìn)。

藍(lán)光，我們這里主要指450nm或者455nm等附近波長的半導(dǎo)體激光器，經(jīng)過光纖耦合輸出，光纖可以是105/125 0.22NA，200um/0.22NA，400um/0.22NA等。

藍(lán)光光源系統(tǒng)的組成比較簡單，多數(shù)是將低功率的光纖耦合泵浦LD模塊，通過光纖合束器，合束到更粗的光纖之中，然后經(jīng)過端帽鎧纜輸出，結(jié)構(gòu)基本如下圖所示：

西安中科匯纖光電科技有限公司（以下簡稱匯纖），有10多年的高功率光纖器件設(shè)計和制造經(jīng)驗，主打產(chǎn)品為光纖合束器，分束器，模場匹配器MFA，包層光剝除器CPS，端帽光纖等產(chǎn)品，功率從幾百瓦至幾萬瓦，波長從紫外至中紅外，光纖直徑從80um至1.5mm。

以上藍(lán)光光源系統(tǒng)，除泵浦激光器外，幾個關(guān)鍵的部件，匯纖從2019年就開始了研究：

1

半導(dǎo)體激光器輸出光纖（同合束器輸入光纖）

2

Nx1合束器

3

合束器輸出光纖

4

包層光剝除器CPS

5

輸出頭EFC8-Q（Endcaped Fiber Cable φ8mm端帽），100%匹配QBH

上述5大部件，看起來非常簡單，但450nm波段由于其單光子能量高，很多近紅外波段激光器的經(jīng)驗，無法平移到此波段，下面就讓我們開啟小小的頭腦風(fēng)暴，來探討一下吧。

1、半導(dǎo)體激光器的輸出光纖

根據(jù)我們多年的高功率器件制作經(jīng)驗，這里面有三個關(guān)鍵點，分別是：

① 光纖工作波長

普通的IR波段（9xxnm，10xxnm）光纖，都是所謂Low OH（低羥基），羥基含量通常<1ppm甚至更低，但是這樣的光纖經(jīng)過我們實際用450nm光源測試發(fā)現(xiàn)，損耗相比915nm大很多。

為此，匯纖定制了特殊可以在450nm工作的低損耗藍(lán)光光纖，結(jié)構(gòu)包括105/125 0.22NA, 200um/0.22NA, 400um/0.22NA, 600/0.22NA, 800um/0.22NA, 1000um/0.22NA等。

我們截取了國外C公司的IR波段105/125 0.22NA，對比我們定制的低損耗藍(lán)光光纖105/125 0.22NA，各10m，基于如下測試架構(gòu)，對比測試了損耗。

待測光纖

C公司光纖損耗：0.0489dB/m

匯纖低損耗藍(lán)光光纖損耗：0.0186dB/m

② 耦合端帽是否必要

據(jù)我們所知，有些半導(dǎo)體激光器廠商，用裸纖，或者SMA905，或是LD80接頭的結(jié)構(gòu)來耦合450nm藍(lán)光。

目前的主流功率，以105/125 0.22NA光纖為例，大約是70-150W。

以200um/0.22NA為例，大約是200-300W。

光纖端面直接鍍膜，再耦合的方式，一旦耦合偏心，有光進(jìn)入包層，“燒頭”可能就是不可避免的了。

為此，匯纖特有EFC2-Q，結(jié)構(gòu)如下，它能夠在接頭之外將包層光泄漏，包層剝除效率>=20dB，使進(jìn)入接頭后傳輸?shù)墓饩褪羌儍舻睦w芯光。

結(jié)論：輸入耦合端加端帽，是一種不錯的選擇，當(dāng)然，耦合端使用什么樣的形式，可能半導(dǎo)體激光器廠家更有發(fā)言權(quán)，見仁見智。

③ 光纖涂覆層結(jié)構(gòu)

匯纖定制的低損藍(lán)光光纖，均使用的是低折射率第一涂覆層，硬質(zhì)第二保護(hù)層，即便有少量包層光，也能順利地通過光纖包層傳輸，不會燒毀涂覆層，直到后續(xù)熔接點將其濾除。

2、 Nx1合束器

目前匯纖已經(jīng)制作過的Nx1藍(lán)光450nm合束器，包括以下結(jié)構(gòu)

- 3x1，105/125 0.22NA=>200/220 0.22NA

- 7x1，105/125 0.22NA=>220/242 0.22NA

- 13x1, 105/125 0.22NA=>400um/0.22NA

- 19x1, 135/155 0.22NA=>600um/0.22NA

- 37x1, 105/125 0.22NA=>800um/ 0.22NA

- 19x1, 200/220 0.22NA=>1000um/0.22NA

3、合束器輸出光纖

輸出光纖選用的仍然是低損耗藍(lán)光光纖，且涂覆層是具備低折射內(nèi)涂層的結(jié)構(gòu)，外涂采用硬質(zhì)保護(hù)層。

合束器內(nèi)部，內(nèi)置了CPS（包層光剝除），也可以采用外置CPS的結(jié)構(gòu)，這樣包層光泄漏的壓力就全部在外面，減輕了合束器熱量集中的問題。

上一段提到輸出光纖，均為低損耗藍(lán)光光纖。

作為輸出光纖，通常都要求5m，甚至10m，低損藍(lán)光光纖，具有更高的傳輸效率，更低的損耗——即意味著更低的吸收，更長的壽命。

4、CPS

該器件可內(nèi)置于合束器，也可以外置成單獨的器件，外置的好處上面已經(jīng)提到，并且匯纖可以將合束器，CPS，以及下面要談到的EFC8-Q（100%匹配QBH）做成套裝，這樣器件之間沒有熔接點，更有利于損耗的控制。

5、 輸出端帽鎧纜EFC8-Q

整體采用匹配QBH的結(jié)構(gòu)，端帽石英棒采用賀利氏Heraeus高純石英材質(zhì)，端面鍍了增透AR膜，鍍膜曲線反射譜如下。

輸出接頭內(nèi)部，光纖不與冷卻水接觸，屬于間接水冷結(jié)構(gòu)，這樣更安全。

西安中科匯纖，成立于2013年，專注于高功率光纖激光器件，是通過了ISO9001認(rèn)證的國家級高新技術(shù)企業(yè)，擁有發(fā)明及實用新型專利20多項。