一、技术背景：为什么需要泵浦+信号合束器？

在现代高功率光纤激光器系统中，泵浦+信号合束器（Pump and Signal Combiner） 扮演着“能量交通枢纽”的关键角色。要理解它的重要性，我们需要先了解光纤激光器的基本架构。

光纤激光器的能量流动

光纤激光器主要由三部分组成：

泵浦源：通常是多个高功率半导体激光器（LD），提供能量

增益光纤：掺有稀土元素（如镱Yb、铒Er）的双包层光纤，实现光放大

谐振腔：由光纤光栅（FBG）构成，决定输出激光特性

核心矛盾：为了实现高功率输出，我们需要多路泵浦光同时注入增益光纤，同时还要让信号光（种子激光）进入并放大。如何在同一根光纤中高效地“喂入”多路泵浦光，同时不干扰信号光的传输？这就是泵浦+信号合束器要解决的问题。

二、工作原理："双通道"能量合成

2.1 核心结构：(2+1)×1

这个结构就像三岔路口汇入单行道：

“2”：两条泵浦输入臂，传输高功率多模泵浦光（通常各10-100 W）

“1”：一条信号输入臂，传输低功率单模信号光（种子激光）

“1”：一条输出端，双包层光纤，同时承载两种能量

图1.泵浦+信号合束原理

（https://whhxykj001.oss-cn-qingdao.aliyuncs.com/product/content/2024-02-01/53eb41ddc5df4024aa128275e726916a.jpg）

2.2 双包层光纤的“分层交通”

输出端采用双包层光纤，实现两种光的物理隔离传输：

表1.纤芯与内包层

2.3 合成过程

信号光从中心直接穿过，几乎无损耗地保持在纤芯中传播

泵浦光从侧面注入，被“漏斗状”拉锥结构导入双包层光纤的内包层

结果：两种光在同一根光纤中同向传输但互不干扰------信号光在中心“主干道”，泵浦光在外围“能量环”，为后续增益光纤提供持续能量供给

关键优势：这种设计既保证了信号光的高质量传输，又实现了多路泵浦光的高效注入，是光纤激光器功率放大的核心枢纽。

三、关键技术参数深度解读

3.1 泵浦效率 ≥90%

泵浦效率 = 输入泵浦光功率 / 成功耦合进输出光纤的泵浦光功率

为什么这个指标至关重要？

假设总泵浦功率200 W（两臂各100 W），90%的效率意味着有20 W的功率损失

这20 W如果转化为热量，不仅浪费能源，还会破坏器件稳定性

高效率意味着更低的热负载，更长的器件寿命

光品汇产品优势：≥90%的泵浦效率处于行业领先水平，意味着在100 W单臂功率下，仅不到10W的功率损失，有效控制了热管理难度。

3.2 插入损耗（Insertion Loss）

插入损耗通常指信号光的传输损耗，单位为dB。光品汇产品具有低插入损耗特性，这意味着：

种子激光功率几乎无衰减地进入增益光纤

对于低功率种子源（如毫瓦级），每一分损耗都影响最终输出质量

典型值通常<0.5 dB，优秀产品可达<0.3 dB

3.3 功率承受能力：100 W单臂

单臂100 W的承受功率意味着什么？

总泵浦功率可达200 W（两臂）

适合千瓦级光纤激光器的前级或中级放大

工业级可靠性，支持7×24小时连续作业

功率等级选择建议：

10 W级（FPSC-xxx-10）：适合实验室研究、低功率打标、医疗设备

50 W级（FPSC-xxx-50）：适合中功率切割、焊接、3D打印

100 W级（FPSC-xxx-100）：适合高功率工业加工、科研级放大器

四、应用场景与行业价值

4.1 工业制造领域

高功率光纤激光器

金属切割：万瓦级激光器需要多级泵浦合束，(2+1)×1合束器是MOPA（主振荡功率放大器）结构的关键节点

精密焊接：新能源汽车电池焊接需要稳定的光束质量，合束器的低插入损耗保证了光束质量因子（M²）

图2.泵浦+信号合束器在光纤激光种子源和放大器中的应用

（D01:10.7498/aps.65.194209）

4.2 光通信与传感

光纤放大器（EDFA/YDFA）

在长途光纤通信中，掺铒光纤放大器（EDFA）需要980 nm或1480 nm泵浦光与1550 nm信号光合束

光品汇的1450-1600nm波段产品完美匹配C波段和L波段通信需求

分布式光纤传感

布里渊光时域反射仪（BOTDR）需要高功率脉冲光和连续探测光的精密合束

4.3 科研与前沿技术

超快激光系统

飞秒激光放大器需要精确的色散管理，合束器的低非线性效应至关重要

光品汇的1030-1080 nm产品适用于掺镱光纤的超快激光系统

五、选型指南：如何根据需求选择

5.1 波长选择策略

表2.泵浦+信号合束器波长选型策略

选型提示：

如果您的种子激光是1030 nm（如Yb掺杂），选择1030系列

如果是1550 nm通信波段，选择1450系列（覆盖C波段1530-1565 nm和L波段1565-1625 nm）

5.2 功率匹配原则

总泵浦功率 ≤ 单臂功率 × 臂数：例如选择-100型号，总输入功率应<200 W（100 W×2）

考虑热管理：即使功率在范围内，也要确保器件有良好的散热条件，通常需要安装在热沉上

5.3 与其他合束器的区别

vs. N×1 泵浦合束器（Pump Combiner）

N×1只有泵浦输入，没有信号输入端口

适用于纯泵浦传输，不能传输信号光

vs. 偏振合束器（PBC）

PBC用于合并两路偏振态正交的光

基于偏振分束原理，不同于多模泵浦合束

vs. 波分复用器（WDM）

WDM基于波长差异分离或合并光

主要用于通信，承受功率远低于泵浦合束器

图3.光品汇泵浦+信号光纤合束器

图4.光品汇商城泵浦+信号光纤合束器标品型号