光逞科普：光纤合束器&精准分类体系，匹配差异场景

光纤合束器是一种应用于全光纤激光放大器等场景的关键无源器件， 它的作用是将泵浦光耦合进DCF光纤的内包层当中。其分类需结合其构成方式与功能定位，不同类型的合束器在结构设计与应用场景上存在显著差异，可精准匹配全光光纤激光器、光纤放大器等不同设备的技术需求。

（一）按构成方式分类

1. N×1 型光纤合束器

l介绍：N×1 型光纤合束器中没有输入信号光纤，它是由N根多模光纤熔融拉锥、切 割，并与一根多模光纤或一根双包层光纤熔接而成。该结构的合束器大多数被用于光纤激光器中。

l结构：由 N 根多模光纤（或单模光纤）组成输入阵列，经熔融拉锥后切割端面，与一根多模光纤（或双包层光纤）进行精准熔接，形成 “N 路输入 - 1 路输出” 的结构；

l功能：通过均匀熔锥实现多路光信号的等量耦合，保证各输入路的功率分配一致性；

l应用：全光光纤激光器的功率叠加，如工业级高功率激光切割设备中，通过多路中功率光纤激光合束，实现千瓦级甚至万瓦级功率输出。

2. （N+1）×1 型光纤合束器

l介绍：（N+1）×1 型光纤合束器是包含输入光纤，由多根多模光纤紧凑的摆列在一根信号光纤的四周，然后对光纤束进行拉锥，对光纤束在锥腰区切割并与DCF光纤进行熔接。此类光纤合束器经常用于光纤放大器中。

l结构：以 1 根单模光纤为中心，N 根多模光纤紧密环绕排列形成输入阵列，经熔融拉锥后与双包层光纤熔接；中心单模光纤负责传输信号光，环绕多模光纤负责传输泵浦光；

l功能：实现信号光与泵浦光的同轴耦合，保证泵浦光对信号光的高效激励，同时避免两者模式干扰；

l应用：光纤放大器的泵浦光耦合，如高功率掺镱光纤放大器中，通过多路泵浦光合束，提升对信号光的放大增益，满足遥感探测、激光雷达等领域的高功率信号需求。

（二）按使用功能分类

1. 功率型光纤合束器（SM-MM 合束器）

l功能定位：核心作用是将多路单模激光（SM）高效合束至一根多模光纤（MM）中输出，直接实现激光功率的叠加提升，为高功率应用场景提供能量基础。

l关键要求：需在保证高传输效率的同时，严格控制模式畸变，确保合束后激光的光束质量（以 M² 因子为核心指标）符合实际应用标准，避免因光束质量劣化影响使用效果。

l应用场景：主要适配材料精密加工（如航空航天关键构件的激光焊接、高强度金属的激光切割）、高能激光武器等对激光输出功率要求极高的领域，为设备高性能运行提供能量支撑。

2. 泵浦型光纤合束器（MM-MM 合束器）

l功能定位：主要用于将多路泵浦光（多模）合束至一根光纤中，为光纤放大器的增益介质提供高效泵浦能量，保障放大器的信号放大能力。

l关键要求：核心关注泵浦光的耦合效率与能量分布均匀性，需避免因局部能量过于集中导致增益介质出现热损伤或性能衰减，确保系统长期稳定运行。

l应用场景：广泛应用于光纤放大器、光纤激光器的泵浦系统，例如空间光通讯中的高功率信号放大器，通过提升泵浦功率增强信号的传输距离与抗干扰能力，保障通讯质量。

（三）光纤补充内容

1. 双包层光纤（DCF）

双包层光纤（DCF）是光纤激光器的核心功能部件，其结构与光传输特性直接决定激光器性能。DCF 主要由纤芯、内包层与外包层构成，三者呈同心圆截面结构：

l纤芯：直径范围 10-100 μm，折射率最高，为单模信号激光提供传输通道，保障信号光定向传输；

l内包层：直径 125-1000 μm、数值孔径（NA）约 0.45，采用与普通光纤纤芯相同的材料，折射率介于纤芯与外包层之间，是多模泵浦光的核心传输区域；

l外包层：折射率最低，与内包层形成光约束界面，使内包层与纤芯共同构成 “大纤芯” 结构 —— 泵浦光在内包层中以折线方式反复穿过纤芯，被纤芯内掺杂物质高效吸收，显著提升纤芯内光的传输占比。

基于 DCF 的双包层光纤激光器，是当前发展最迅速的激光器类型，核心优势在于：泵浦光可直接耦合至模场更大的内包层，大幅降低光耦合难度，为激光器高功率、稳定运行奠定基础。

2. 保偏光纤

保偏光纤是一类具备偏振态稳定传输能力的特殊光纤，其核心功能在于确保内部传输的偏振光保持稳定的偏振态，为各类偏振敏感场景提供关键技术支撑。

相较于普通光纤，保偏光纤通过特殊结构设计（如应力区引入、纤芯几何优化），可显著增大不同偏振模式间的传播常数差；这一设计能从根源上有效抑制偏振模色散的产生，进而成功克服普通光纤因结构不均匀导致的偏振态不稳定问题，为偏振敏感场景下的光信号稳定传输提供关键技术保障，使得其在光传感、相干光通信、高精度激光测量等前沿领域展现出极高的实用价值与研究潜力。

除上述标准化类型外，光逞可根据具体应用需求选择特定类型光纤定制合束器：例如采用大模场双包层光纤适配更高功率传输需求，选用保偏单模光纤保障偏振敏感场景（如精密传感）的性能稳定，或采用抗辐射多模光纤应对极端环境，这类定制化解决方案，能精准匹配不同场景的技术痛点，进一步满足多元化应用下的合束需求。