CN119376018B - 一种高光束质量合束器制备方法及制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于光纤激光器技术领域，提供一种高光束质量合束器制备方法及制备装置，所述制备方法过程如下：首先处理中心光纤和外围光纤，其中处理中心光纤时将其一端腐蚀，处理外围光纤时将外围光纤腐蚀成断面为扇形，将扇形近端朝内远端朝外均为排列成一圈进行组束，然后中心位置插入中心光纤，接着对光纤束进行熔融拉锥，截断光纤束的拉锥平直区，并与输出光纤熔接，最后封装得到合束器。本发明通过将外围光纤通过端面腐蚀成扇形，能够明显减小输入光纤纤芯间的间距，从而减小能量合束器的拉锥比，优化输出激光的光束质量和发散角；同时保留了远端包层厚度，保证合束器的整体强度和可靠性。

Description

一种高光束质量合束器制备方法及制备装置

技术领域

本发明属于光纤激光器技术领域，尤其涉及一种高光束质量合束器制备方法及制备装置。

背景技术

近年来，随着各种光纤器件和泵浦源的制作工业日渐成熟，光纤激光器的功率也在不断攀升，目前单模块功率已突破万瓦级别，然而由于热透镜效应、非线性效应、模式不稳定等因素的影响，进一步的功率提升受到限制，需要采用能量合束器对数个单模块进行合束，将功率提升至数万瓦甚至数十万瓦量级。

能量合束器的输入光纤由单模块输出尾纤规格决定，输出光纤一般为多模光纤，如50/70/360、100/120/360等，制作流程一般涉及到光纤腐蚀、光纤组束、光纤拉锥、光纤束熔接、器件封装等步骤，其中光纤经过拉锥后，纤芯中的光将泄露至包层，在输入光纤束熔锥部分形成高阶模、超模传输，经过熔点进入多模光纤后进一步劣化成多模传输。拉锥比越大，泄露至包层的激光越多，合束器对输入激光光束质量的劣化程度越高。特别地，对于高功率单模块的合束，由于其输入通常是大芯径、大数值孔径光纤，如目前业界主流的6kW单模块采用的34μm、0.11NA光纤，其输入为多模激光，光束质量M2因子通常在2.5-3.5之间，是常规准单模激光的2-3倍，输入激光光束质量越差，经过合束器拉锥区后，劣化程度也将更大。

而对于高功率激光合束来说，输出激光的光束质量是一个重要参数，光束质量差，将会导致切割头内光阑、准直聚焦透镜等后续光路器件发热，甚至烧毁。另外对于实际切割应用来说，光束质量差意味着亮度低，对切割速度、切割板材形貌、切割质量等方面都将造成极大不良影响。减小拉锥比的一个有效方法是尽可能多地腐蚀输入光纤的包层，同时，为了避免破坏激光传输的全反射条件，必须保留部分石英包层，然而在实际生产过程中，光纤腐蚀过小（＜60μm），将导致其强度低，极易断裂，制作难度大幅提升，产品可靠性差。因此目前的能量合束器存在对大模场高功率光纤激光器合束后光束质量较差的问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种高光束质量合束器制备方法及制备装置，旨在解决现有能量合束器对大模场高功率光纤激光器合束后光束质量较差的技术问题。

本发明采用如下技术方案：

一方面，所述高光束质量合束器制备方法，过程如下：首先处理中心光纤和外围光纤，其中处理中心光纤时将其一端腐蚀，处理外围光纤时将外围光纤腐蚀成断面为扇形，将扇形近端朝内远端朝外均为排列成一圈进行组束，然后中心位置插入中心光纤，接着对光纤束进行熔融拉锥，截断光纤束的拉锥平直区，并与输出光纤熔接，最后封装得到合束器。

进一步的，所述高光束质量合束器制备方法，具体包括下述步骤：

步骤S1、处理中心光纤

将中心光纤一端腐蚀，前端为平直段，平直段后方为锥形结构，然后将腐蚀后中心光纤冲洗并切断，最后对中心光纤腐蚀后的裸纤部分进行清洗；

步骤S2、处理外围光纤

S21、从外围光纤端面一定距离起点位置，向内以半包形式将光纤涂覆层剥除一半，对剥除部分裸纤进行擦拭、清洗；

S22、将多根外围光纤按照同样方式处理后，绷直外围光纤并排放置固定在光纤水平夹持工装上，且剥除部分裸纤朝下，向腐蚀盘内注入氢氟酸，控制外围光纤下移使得外围光纤大部分浸没在氢氟酸中，然后取出外围光纤并进行冲洗；

S23、冲洗完成后剥除另一半光纤涂覆层，保留一根外围光纤，将其他外围光纤沿腐蚀平直区起点截断，最后将所有外围光纤的裸纤部分进行清洗；

步骤S3、组束外围光纤和中心光纤

S31、将外围光纤平直排列放置，纤芯朝上，用胶带固定背面，第一根光纤为未截断的光纤，外围光纤相邻裸纤之间保留一定间隙，缓慢旋转第一根光纤，对外围光纤进行组束，组束后裸纤一端用胶带预固定；

S32、将中心光纤腐蚀的一端完全穿入组束外围光纤的中心位置，最终得到光纤束；

步骤S4、光纤熔融拉锥

将光纤束点低折胶固定，光纤束的裸纤端插入石英管中并点低折胶固定，将光纤束进行熔融拉锥，经过熔融拉锥后的光纤将紧密结合成一体；

步骤S5、熔接封装

腐蚀输出光纤，截断光纤束的拉锥平直区，将光纤束截断端与输出光纤进行熔接，熔接完成后对合束器进行点胶封装。

进一步的，所述步骤S1的具体过程如下：

剥除中心光纤一端的涂覆层，将中心光纤上下分别用耐腐蚀胶带和低折胶固定在光纤垂直夹持工装上，中心光纤处于绷直状态，将装载有氢氟酸的腐蚀筒缓慢移动至中心光纤下方后，按四段程序控制中心光纤上下移动进行腐蚀：第一阶段，驱动中心光纤快速下降；第二阶段，中心光纤保持暂停；第三阶段，中心光纤缓慢继续下降；第四阶段，中心光纤快速上升；最终腐蚀的中心光纤的前段为平直段，平直段后方为锥形结构；腐蚀完成后立即用纯净水对中心光纤进行冲洗，沿点低折胶边缘将光纤切断，中心光纤下盘，再用无水乙醇对中心光纤的裸纤部分进行超声波清洗。

进一步的，步骤S21的具体过程如下：

从外围光纤左端面一定距离起点位置，向右以半包形式将光纤涂覆层剥除一半，用酒精和无尘纸将涂覆层残渣擦拭干净后，采用无水酒精对剥除后的裸纤部分进行超声清洗，多根外围光纤按照同样方式处理；

步骤S22的具体过程如下：

将外围光纤并排放置在光纤水平夹持工装的定位槽上，剥除部分裸纤朝下，带涂覆层部分朝上，上盘过程中，对外围光纤施以一定拉力，使外围光纤处于绷紧拉直状态，将耐腐蚀高温胶带将外围光纤固定在光纤水平夹持工装上；向腐蚀盘内注入氢氟酸，氢氟酸液面高于腐蚀盘上表面但不溢出，腐蚀盘缓慢移动至外围光纤下方后，在竖直方向控制外围光纤下移使得外围光纤大部分浸没在氢氟酸中，腐蚀后立即用纯净水对光纤进行冲洗；

步骤S23中，腐蚀完成后的外围光纤，断面整体呈扇形。

进一步的，步骤S32中，通过中心光纤端面凸出外围光纤端面来确认是否完全穿入。

另一方面，一种用于高光束质量合束器制备方法的制备装置，所述制备装置包括Z轴驱动机构、Y轴驱动机构，所述Z轴驱动机构的驱动端固定有固定夹具，所述固定夹具为L型，所述制备装置还包括用于安装在固定夹具上的光纤水平夹持工装和光纤垂直夹持工装，光纤水平夹持工装为框型工装，其中一面左右两边等距刻有贯通半圆槽，左右两边两个相对半圆槽的中线在同一直线上，所述制备装置还包括垫块、腐蚀盘和腐蚀筒，其中垫块安装在Y轴驱动机构的驱动端，腐蚀盘放置在垫块上，或者腐蚀筒安装在Y轴驱动机构的驱动端。

进一步的，所述固定夹具的水平部分底部两侧固定有若干圆柱形磁铁，框型工装顶面的两侧表面开有匹配的凹槽，凹槽内设置有铁质或者磁性材料。

本发明的有益效果是：本发明针对现有能量合束器对大模场高功率光纤激光器合束后光束质量较差的问题，为了尽可能减小光纤束的拉锥比，保证高光束质量输出，提出了一种高光束质量合束器制备方法及指标装置，腐蚀中心光纤一端为锥形，并采用扇形腐蚀方式腐蚀外围光纤，所有外围光纤中心对称均匀组束，中间插入中心光纤，使得光纤纤芯间距大大减小，能够有效减小拉锥比，优化输出光束质量，同时保证光纤强度和产品可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高光束质量合束器制备方法的一种具体流程图；

图2是本发明实施例提供的制备装置的一种使用状态结构图；

图3是固定夹具的侧面结构图；

图4是光纤水平夹持工装一面结构图；

图5是光纤水平夹持工装另一面结构图；

图6是本发明实施例提供的制备装置的另一种使用状态结构图；

图7是外围光纤腐蚀过程示意图；

其中图7中的（a）是外围光纤腐蚀前断面图，图7中的（b）是外围光纤局部浸没至腐蚀盘中的状态图，图7中的（c）是外围光纤腐蚀完成后剥除涂覆层的断面图；

图8是外围光纤腐蚀完成后剥除涂覆层的显微镜照片；

图9是外围光纤组束前排列示意图；

图10是光纤束拉锥前的示意图；

图11是光纤束拉锥后平直区截断后的断面图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例提供了一种高光束质量合束器制备方法，其流程如图1所示，主要过程是：首先处理中心光纤，其一端腐蚀锥形，并采用扇形腐蚀方式腐蚀多根外围光纤，外围光纤腐蚀成断面为扇形，将外围光纤和中心光纤组束，具体的，将扇形外围光纤近端朝内远端朝外均为排列成一圈进行组束，然后中心位置插入中心光纤，接着对光纤束进行熔融拉锥，截断光纤束的拉锥平直区，并与输出光纤熔接，最后封装得到合束器。扇形腐蚀方式是本实施例的核心创新点之一，通过端面腐蚀成扇形，能够明显减小输入光纤纤芯间的间距，从而减小能量合束器的拉锥比，优化输出激光的光束质量和发散角；同时保留了远端包层厚度，保证合束器的整体强度和可靠性。

对于上述方法，本发明实施例还提供了一种高光束质量合束器的制备装置，如图2-6所示，所述制备装置包括Z轴驱动机构、Y轴驱动机构，图示中两个驱动结构基本相同，Z轴驱动机构包括Z轴高精度直线电机模组01，有效行程200mm，精度3μm，行程两端装有光电开关，用于标定初始位置和防撞，还包括装在模组上的Z轴滑块02，由丝杆带动传送，在Z轴上运动。同样Y轴驱动机构包括Y轴高精度直线电机模组07、Y轴滑块08，参数与Z轴驱动机构相同。

所述Z轴驱动机构的驱动端（即Z轴滑块02）上固定有固定夹具03，所述固定夹具03为L型，由两块聚四氟乙烯板以90°拼接而成，垂直于水平面的薄板用螺丝锁在Z轴滑块02上，可随Z轴滑块一起移动。水平的薄板为框型结构。

所述制备装置还包括用于安装在固定夹具03上的光纤水平夹持工装04和光纤垂直夹持工装12，两个工装的结构大致相同，其中光纤水平夹持工装04水平固定安装，光纤垂直夹持工装12竖直固定安装，两个根据光纤的腐蚀方向择一安装。光纤水平夹持工装04用于外围光纤的腐蚀，光纤垂直夹持工装12用于中心光纤的腐蚀。对于具体结构，比如对于光纤水平夹持工装，其结构为框型工装，由一块聚四氟乙烯板中间镂空制成，为保证强度足够，不变形，工装厚度为10mm，中间镂空部分长宽分别为155mm和150mm。如图4、5所示，其中一面左右两边等距刻有贯通半圆槽，左右两边两个相对半圆槽的中线在同一直线上，比如槽半径为270μm。光纤上盘时，将光纤横跨放置于框型工装上，对光纤两端以相反方向施以一定拉力，使处于光纤绷紧拉直状态后，用耐腐蚀的高温胶带将光纤固定在夹持工装上。

作为光纤水平夹持工装04与固定夹具03的一种具体的安装方式，如图3所示，固定夹具03的水平部分底部两侧内嵌固定有若干圆柱形磁铁031，柱形磁铁凸出聚四氟乙烯板表面10mm，图示中，每边的3个磁铁中心在同一直线上，磁铁之间间隔相等，用于吸附固定光纤水平夹持工装04。如图4所示，光纤水平夹持工装04顶面的两侧表面开有匹配的凹槽，凹槽内设置有铁质或者磁性材料。通过磁吸方式光纤水平夹持工装04吸附固定在固定夹具03的水平部分底部。光纤垂直夹持工装12也是聚四氟乙烯板中间镂空制成的框型结构，表面有凹槽，垂直放置固定光纤垂直夹持工装，凹槽为上下两排，中心光纤放置在凹槽上用耐腐蚀胶带固定。区别在于不采用磁吸方式固定，将侧边锁紧至固定夹具。

在腐蚀外围光纤时，本制备装置采用垫块09、腐蚀盘05形式，垫块09安装在Y轴驱动机构的Y轴滑块08上，腐蚀盘05放置在垫块09上。聚四氟乙烯制成的腐蚀盘，深度5mm，用于承装氢氟酸，装满氢氟酸后，由于液体存在表面张力，氢氟酸液面成弧面，腐蚀盘中心部分的氢氟酸液面将高于腐蚀盘上表面，使光纤能够浸没在氢氟酸中。06为待腐蚀的外围光纤，剥除光纤中段涂覆层后对石英包层进行腐蚀，两剥口之间的距离应大于腐蚀盘05长度。垫块09采用四氟乙烯材料制作，高度150mm，用于放置腐蚀盘05，垫块09上设有销钉用于定位腐蚀盘05。在腐蚀中心光纤时，采用腐蚀筒11安装在Y轴驱动机构的Y轴滑块08上。腐蚀筒11为四氟乙烯制成，深度为200mm，用于装盛氢氟酸。

最后本制备装置还包括计算机控制系统10，用于人机交互，控制两个模组运动。

基于上述制备装置，本实施例提供的高光束质量合束器制备方法具体如下：

步骤S1、处理中心光纤：将中心光纤一端腐蚀，前端为平直段，平直段后方为锥形结构，然后将腐蚀后中心光纤冲洗并切断，最后对中心光纤腐蚀后的裸纤部分进行清洗。

具体操作时，先剥除中心光纤一端的涂覆层，将中心光纤上下分别用耐腐蚀胶带和低折胶固定在光纤垂直夹持工装上，中心光纤处于绷直状态，将装载有氢氟酸的腐蚀筒缓慢移动至中心光纤下方后，按四段程序控制中心光纤上下移动进行腐蚀：第一阶段，驱动中心光纤快速下降；第二阶段，中心光纤保持暂停；第三阶段，中心光纤缓慢继续下降；第四阶段，中心光纤快速上升；最终腐蚀的中心光纤的前段为平直段，平直段后方为锥形结构；腐蚀完成后立即用纯净水对中心光纤进行冲洗，沿点低折胶边缘将光纤切断，中心光纤下盘，再用无水乙醇对中心光纤的裸纤部分进行超声波清洗。

以7×1高功率能量合束器的制备为例，输入光纤规格为34/250，数值孔径为0.11，输出光纤规格为100/120/360，数值孔径为0.22。中心光纤和外围光纤作为输入光纤，需要分开处理。本步骤处理中心光纤。

按照图6所示结构对中心光纤垂直腐蚀。首先剥除中心光纤一端的涂覆层，剥除长度为150mm，然后用将中心光纤固定在光纤垂直夹持工装12上，浸没到氢氟酸的一端需要采用低折胶固定，避免氢氟酸腐蚀，不直接接触氢氟酸的另一端则可用耐腐蚀胶带固定，在上盘过程中，需要对中心光纤施以一定拉力，使光纤处于绷紧拉直状态。通过计算机复位Z轴驱动机构的状态，使Z轴滑块上升至初始0刻度位置，将夹持着光纤的垂直夹持工装安装在固定夹具上。在腐蚀筒11中倒入合适量的氢氟酸，液面距离容器上表面约30mm。通过计算机控制Y轴驱动机构的位置，使滑块带动腐蚀筒缓慢移动至中心光纤下方后，开启调整好的自动腐蚀程序：第一阶段，Z轴高精度直线电机模组01带动光纤下降，下降速度为10mm/s，时间为3s；第二阶段，Z轴高精度直线电机模组01暂停，时间为2min；第三阶段，Z轴高精度直线电机模组01继续下降，速度为1.4mm/min，时间为50min；第四阶段，Z轴高精度直线电机模组01上升，速度为4mm/s，时间为30s。氢氟酸腐蚀速度为2μm/min，这样，腐蚀后的中心光纤呈锥状，锥状前端为平直段。且最腐蚀最细处直径约为40um，平直段长度约30mm。腐蚀完成后腐蚀后立即用45℃的纯净水对中心光纤进行冲洗，沿点低折胶边缘将光纤切断，中心光纤下盘，再用无水乙醇对6根光纤的裸纤部分进行超声波清洗，清洗时间为1min。

步骤S2、处理外围光纤：S21、从外围光纤端面一定距离起点位置，向内以半包形式将光纤涂覆层剥除一半，对剥除部分裸纤进行擦拭、清洗；S22、将多根外围光纤按照同样方式处理后，绷直外围光纤并排放置固定在光纤水平夹持工装上，且剥除部分裸纤朝下，向腐蚀盘内注入氢氟酸，控制外围光纤下移使得外围光纤大部分浸没在氢氟酸中，然后取出外围光纤并进行冲洗；S23、冲洗完成后剥除另一半光纤涂覆层，保留一根外围光纤，将其他外围光纤沿腐蚀平直区起点截断，最后将所有外围光纤的裸纤部分进行清洗。

本实施例处理6根外围光纤。进行涂覆层剥除处理，在距离外围光纤左端面100mm处，采用剥除机向右将光纤涂覆层剥除一半，光纤横截面如图7中的（a）所示，涂覆层剥除长度为150mm，用酒精和无尘纸将涂覆层残渣擦拭干净后，采用无水酒精对剥除后的裸纤部分进行超声清洗1min。按照光纤水平夹持工装上的定位凹槽，排放光纤，需要保证剥除涂覆层的裸纤部分朝下，带涂覆层部分朝上，用耐腐蚀的高温胶带将清洁后的外围光纤粘附固定在框型工装的两边上。在上盘过程中，需要对光纤施以一定拉力，使外围光纤处于绷紧拉直状态。夹持外围光纤的框型工装镂空部分长度为155mm，略大于光纤涂覆层剥除长度，外围光纤剥口距离工装边缘为2.5mm，避免污染已清洁过的裸纤部分。通过计算机复位Z轴高精度直线电机模组01状态，使滑块上升至初始0刻度位置，将夹持着光纤的框型工装安装在固定夹具上。在腐蚀盘中倒入一定量的氢氟酸，注意控制氢氟酸液面高于腐蚀盘上表面，但不至于溢出，腐蚀盘宽度为90mm，深度为4mm。通过计算机控制Y轴高精度直线电机模组08位置，使滑块带动腐蚀盘缓慢移动至外围光纤下方后，调整外围光纤在Z轴上的位置，最终使外围光纤4/5浸没在氢氟酸中进行腐蚀，如图7中的（b）所示。氢氟酸腐蚀速度为2μm/min，腐蚀时间为52.5min，腐蚀后立即用45℃的纯净水对光纤进行冲洗，冲洗完成后剥除另外一半涂覆层。腐蚀完成后剥除涂覆层的光纤如图7中的（c）所示，整体呈扇形，扇形两边夹角约为60°，一边近端包层被腐蚀至最小厚度3μm，另一边远端包层至纤芯尺寸为125μm。取6根光纤，用金刚刀将其中5根沿腐蚀平直区起始点切断，断面显微镜照片如图8所示，再用无水乙醇对6根光纤的裸纤部分进行超声波清洗，清洗时间为1min。

步骤S3、组束外围光纤和中心光纤：S31、将外围光纤平直排列放置，纤芯朝上，用胶带固定背面，第一根光纤为未截断的光纤，外围光纤相邻裸纤之间保留一定间隙，缓慢旋转第一根光纤，对外围光纤进行组束，组束后裸纤一端用胶带预固定；S32、将中心光纤腐蚀的一端完全穿入组束外围光纤的中心位置，最终得到光纤束。

清洁后，将6根外围光纤按如图9方式平直排列，纤芯朝上，用胶带固定背面，第一根外围光纤为未截断的光纤，其他5根均为截断光纤。相邻外围光纤裸纤与裸纤之间可以稍微保留一定间隙，以第一根外围光纤为轴，缓慢逆时针旋转，对6根光纤进行组束，组束后裸纤一端用胶带预固定。将6根外围光纤从中分为2组，每组3根光纤，略微拨开，穿入腐蚀好的中心光纤，由于中心光纤末端腐蚀很细，可以将中心光纤端面凸出外围光纤端面来确认是否完全穿入。

步骤S4、光纤熔融拉锥：将光纤束点低折胶固定，光纤束的裸纤端插入石英管中并点低折胶固定，将光纤束进行熔融拉锥，经过熔融拉锥后的光纤将紧密结合成一体。

如图10所示，光纤束中带涂覆层的一端点低折胶固定（图示左端），点胶过程中保持光纤束平直无应力，点胶长度约5mm，低折胶覆盖过涂覆层剥口约2mm。将组束的光纤束裸纤端穿入内外径比为1000/1250的石英管中，保持光纤束在石英管内居中位置，胶带边缘距离石英管口5mm即可，点低折胶固定石英管与光纤束。

用拉锥机对组束光纤进行拉锥，拉锥机的左右夹具分别夹持带涂覆层的光纤束和石英管，左右夹具尺寸均经过设计，保证光纤束和石英管中心轴在同一水平线上，对光纤束进行拉锥，拉锥前后的拉锥比为1.2倍，经过熔融拉锥后的石英光纤将紧密结合成一体，横截面如图11所示，光纤束直径为330μm，外围光纤纤芯外接圆直径约为95μm，纤芯28μm。

步骤S5、熔接封装：腐蚀输出光纤，截断光纤束的拉锥平直区，将光纤束截断端与输出光纤进行熔接，熔接完成后对合束器进行点胶封装。

输出光纤的规格为100/120/360，采用常规腐蚀工艺将其腐蚀至100/120/330，然后在光纤束拉锥区域对其进行切割，与输出光纤熔接。熔接完成后对合束器进行点胶封装得到最终的合束器。

当然需要说明的是，上述制备装置仅是实现本指标方法的一种具体装置结构实例，实际操作中，亦可用其他设备结构实现本制备方法，不局限此装置。

综上，本发明通过采用扇形腐蚀，减小输入光纤纤芯间的间距从而减小能量合束器的拉锥比，优化输出激光的光束质量和发散角；保留一半包层，保证合束器的整体强度和可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种高光束质量合束器制备方法，其特征在于，所述制备方法过程如下：首先处理中心光纤和外围光纤，其中处理中心光纤时将其一端腐蚀，处理外围光纤时将外围光纤腐蚀成断面为扇形，将扇形近端朝内远端朝外均为排列成一圈进行组束，然后中心位置插入中心光纤，接着对光纤束进行熔融拉锥，截断光纤束的拉锥平直区，并与输出光纤熔接，最后封装得到合束器；

所述制备方法具体包括下述步骤：

步骤S1、处理中心光纤

将中心光纤一端腐蚀，前端为平直段，平直段后方为锥形结构，然后将腐蚀后中心光纤冲洗并切断，最后对中心光纤腐蚀后的裸纤部分进行清洗；

步骤S2、处理外围光纤

S21、从外围光纤端面一定距离起点位置，向内以半包形式将光纤涂覆层剥除一半，对剥除部分裸纤进行擦拭、清洗；

S22、将多根外围光纤按照同样方式处理后，绷直外围光纤并排放置固定在光纤水平夹持工装上，且剥除部分裸纤朝下，向腐蚀盘内注入氢氟酸，控制外围光纤使得外围光纤大部分浸没在氢氟酸中，然后取出外围光纤并进行冲洗；

S23、冲洗完成后剥除另一半光纤涂覆层，保留一根外围光纤，将其他外围光纤沿腐蚀平直区起点截断，最后将所有外围光纤的裸纤部分进行清洗；

步骤S3、组束外围光纤和中心光纤

S31、将外围光纤平直排列放置，纤芯朝上，用胶带固定背面，第一根光纤为未截断的光纤，外围光纤相邻裸纤之间保留一定间隙，缓慢旋转第一根光纤，对外围光纤进行组束，组束后裸纤一端用胶带预固定；

S32、将中心光纤腐蚀的一端完全穿入组束外围光纤的中心位置，最终得到光纤束；

步骤S4、光纤熔融拉锥

将光纤束点低折胶固定，光纤束的裸纤端插入石英管中并点低折胶固定，将光纤束进行熔融拉锥，经过熔融拉锥后的光纤将紧密结合成一体；

步骤S5、熔接封装

腐蚀输出光纤，截断光纤束的拉锥平直区，将光纤束截断端与输出光纤进行熔接，熔接完成后对合束器进行点胶封装。

2.如权利要求1所述高光束质量合束器制备方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程如下：

剥除中心光纤一端的涂覆层，将中心光纤上下分别用耐腐蚀胶带和低折胶固定在光纤垂直夹持工装上，中心光纤处于绷直状态，将装载有氢氟酸的腐蚀筒缓慢移动至中心光纤下方后，按四段程序控制中心光纤上下移动进行腐蚀：第一阶段，驱动中心光纤快速下降；第二阶段，中心光纤保持暂停；第三阶段，中心光纤缓慢继续下降；第四阶段，中心光纤快速上升；最终腐蚀的中心光纤的前段为平直段，平直段后方为锥形结构；腐蚀完成后立即用纯净水对中心光纤进行冲洗，沿点低折胶边缘将光纤切断，中心光纤下盘，再用无水乙醇对中心光纤的裸纤部分进行超声波清洗。

3.如权利要求2所述高光束质量合束器制备方法，其特征在于，

步骤S21的具体过程如下：

从外围光纤左端面一定距离起点位置，向右以半包形式将光纤涂覆层剥除一半，用酒精和无尘纸将涂覆层残渣擦拭干净后，采用无水酒精对剥除后的裸纤部分进行超声清洗，多根外围光纤按照同样方式处理；

步骤S22的具体过程如下：

将外围光纤并排放置在光纤水平夹持工装的定位槽上，剥除部分裸纤朝下，带涂覆层部分朝上，上盘过程中，对外围光纤施以一定拉力，使外围光纤处于绷紧拉直状态，用耐腐蚀高温胶带将外围光纤固定在光纤水平夹持工装上；向腐蚀盘内注入氢氟酸，氢氟酸液面高于腐蚀盘上表面但不溢出，腐蚀盘缓慢移动至外围光纤下方后，在竖直方向控制外围光纤下移使得外围光纤大部分浸没在氢氟酸中，腐蚀后立即用纯净水对光纤进行冲洗；

步骤S23中，腐蚀完成后的外围光纤，断面整体呈扇形。

4.如权利要求3所述高光束质量合束器制备方法，其特征在于，步骤S32中，通过中心光纤端面凸出外围光纤端面来确认是否完全穿入。

5.一种用于权利要求1-4任一项所述高光束质量合束器制备方法的制备装置，其特征在于，所述制备装置包括Z轴驱动机构、Y轴驱动机构，所述Z轴驱动机构的驱动端固定有固定夹具，所述固定夹具为L型，所述制备装置还包括用于安装在固定夹具上的光纤水平夹持工装和光纤垂直夹持工装，光纤水平夹持工装为框型工装，其中一面左右两边等距刻有贯通半圆槽，左右两边两个相对半圆槽的中线在同一直线上，所述制备装置还包括垫块、腐蚀盘和腐蚀筒，其中垫块安装在Y轴驱动机构的驱动端，腐蚀盘放置在垫块上，或者腐蚀筒安装在Y轴驱动机构的驱动端。

6.如权利要求5所述制备装置，其特征在于，所述固定夹具的水平部分底部两侧固定有若干圆柱形磁铁，框型工装顶面的两侧表面开有匹配的凹槽，凹槽内设置有铁质或者磁性材料。