很多做光纤激光的朋友，关注点:
都在泵浦二极管，增益光纤长度，光栅反射率上；
到了整机测试，输出功率上不去？效率偏低？
泵浦光进不了光纤？或泵浦光损耗太大？
问题经常就出在泵浦光耦合这一步；
今天就来聊聊泵浦光怎样高效耦合进光纤；
以及空间耦合和光纤耦合的区别；
泵浦光耦合解决什么问题
光纤激光器出功率，必须把泵浦二极管发出的光；
送进增益光纤的内包层；
这一步就叫泵浦耦合；
泵浦二极管出来的光，光斑较大，发散角不小；
而光纤纤芯或内包层尺寸有限，数值孔径也有限制；
如何把尽可能多的光塞进去；
同时损耗小，稳定性最好；
这就是耦合工艺要解决的核心问题；
目前主流两种方式：空间耦合和光纤耦合
空间耦合
空间耦合是早期常见的方式；
泵浦二极管发出光，经过一组透镜准直，聚焦，再打进光纤端面；
优点：结构相对直观，功率扩展灵活，换不同泵浦源比较方便；
缺点：
· 对准精确度要求极高
光纤端面只有一百多微米；
光斑稍有偏移，耦合效率大幅下降；
温度变化，机械振动，长期运行后的位移；
都会让效率慢慢掉下来；
· 稳定性问题
空间光路暴露在空气，灰尘，水汽，热变形，都会影响；
高功率，透镜也会发热，加剧光路漂移；
· 封装和防护
空间耦合需要精密调整架，密封腔体，体积大，成本高，维护也麻烦；
中功率阶段，空间耦合还行；
千瓦级以上，稳定性和可靠性成了明显短板；
光纤耦合
高功率光纤激光器主流用的是光纤耦合；
也就是全光纤方案；
泵浦二极管做成尾纤输出，再通过泵浦合束器；
把多路泵浦光纤的光熔接，合束，送进增益光纤；
整个光路在光纤内部完成，没有自由空间光路；
核心优势：
· 耦合效率高且稳定
熔接和对准做好后，损耗可以控制得很低；
几乎不受外界振动和温度影响；
一旦装好，长期运行效率变化很小；
· 功率扩展方便
通过增加泵浦合束器的路数，或者前后双向泵浦；
可以平滑地把功率做上去；
现在万瓦级光纤激光器基本是这种架构；
· 结构紧凑，可靠性高
没有透镜，没有调整架，体积小，抗震动，抗灰尘；
适合工业现场长期使用；
光纤耦合的难点：
泵浦合束器的熔接质量，对准精度；
封装散热，都会影响最终效率；
合束器本身的插入损耗，光斑均匀性；
也决定了整机表现；
这些需要精密的装配工艺来保证；
空间耦合和光纤耦合的对比
· 效率方面
空间耦合受对准和透镜损耗影响；
实际耦合效率波动大；
光纤耦合熔接损耗可控，整机效率更稳，更高；
· 稳定性方面
空间耦合对温度，振动敏感，长期运行容易掉功率；
光纤耦合全光纤结构，稳定性明显更好；
· 功率上限
空间耦合做到很高功率时；
热管理和对准难度急剧上升；
光纤耦合通过合束和双向泵浦，更容易高功率扩展；
· 维护与可靠性
空间耦合出问题后调整，清洁相对复杂；
光纤耦合一旦做好，基本免维护；
· 成本与体积
中小功率时空间耦合可能更灵活；
到了高功率，光纤耦合在系统集成，长期可靠性的综合成本更有优势；
装配中最容易忽视的点
光纤端面切割质量，熔接参数匹配；
合束后的光斑均匀性，封装时的应力控制；
散热路径的设计，每步都会影响最终耦合效率；
高功率场景，哪怕1%-2%的额外损耗，都会变成热量；
长期下来可能引起打火，光纤老化甚至失效；
泵浦耦合不再是能接上就行的环节；
而是和增益光纤，泵浦源同等重要的核心工艺；
写在最后
泵浦光耦合，表面看是把光送进光纤；
实际决定了整机效率，稳定性，功率上限；
空间耦合灵活但难稳定；
光纤耦合高效且可靠；
这也是高功率光纤激光器走向全光纤化的根本原因；