專利名稱：剝離雙包層光纖中剩余泵浦光的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖激光器和光纖放大器，特別是一種用于全光纖激光器的剝離雙包
層光纖中剩余泵浦光的方法。
背景技術(shù)：
在由分立元件構(gòu)成的光纖激光器和光纖放大器中，通常采用雙色片來(lái)濾除剩余泵 浦光。隨著光纖激光應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，全光纖激光器或放大器成為產(chǎn)業(yè)化和實(shí)用化的最佳 途徑。在全光纖化的高功率光纖激光器或放大器中，同樣會(huì)涉及剩余泵浦光的處理問(wèn)題，尤 其是在級(jí)聯(lián)放大的全光纖化光纖放大器中，剩余的泵浦光將會(huì)對(duì)下一級(jí)的放大鏈路中的耦 合器件等造成一定的損害。有人提出采用腐蝕部分內(nèi)包層的方法來(lái)去除剩余泵浦光，參見(jiàn) ["End-pumped 300W continuous-wave ytterbium dopedall-fiber laser with master oscillator multistage power amplifiersconfiguration，，， Optics Express, Vol. 16， 2008， 17864 17869]，但由于采用化學(xué)腐蝕的方法，操作較為繁瑣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于全光纖激光器的剝離
雙包層光纖中剩余泵浦光的方法，該方法能夠在剝離泵浦光的同時(shí)實(shí)現(xiàn)良好的散熱，具有
操作簡(jiǎn)單、實(shí)施方便的特點(diǎn)。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 —種用于全光纖激光器的剝離雙包層光纖中剩余泵浦光的方法，其特點(diǎn)是將全光 纖激光器輸出端的雙包層光纖的一段外包層及涂覆層去除，然后在該段光纖的內(nèi)包層外面 覆蓋以高折射率的光學(xué)凝膠，該光學(xué)凝膠的折射率高于所述的雙包層光纖的內(nèi)包層的折射 率，在內(nèi)包層中傳輸?shù)墓鈱⑼高^(guò)光學(xué)凝膠而泄漏出去，泄漏出去的高功率泵浦光被散熱裝 置充分吸收。
所述的方法，其特點(diǎn)在于包括下列步驟 ①所述的全光纖激光器的輸出端的雙包層光纖去除一段外包層及涂覆層，然后再 在該段光纖的內(nèi)包層外套上一段石英管，在所述的石英管和該光纖的內(nèi)包層之間填充一種 高折射率的光學(xué)凝膠； ②制備散熱裝置，該散熱裝置由上蓋板和水冷底座構(gòu)成，所述的水冷底座開(kāi)設(shè)有 半圓柱形凹槽，在該半圓柱形凹槽的兩端是光纖槽，該水冷底座中有冷卻水通道，該冷卻水 通道與進(jìn)水管和出水管相連，所述的上蓋板開(kāi)設(shè)有與所述的水冷底座對(duì)應(yīng)的光纖槽和半圓 柱形凹槽； ③將所述的石英管置于水冷底座的半圓柱形凹槽之中，石英管兩端的光纖置于光 纖槽內(nèi)，然后將所述的上蓋板與水冷底座合并將所述的石英管和石英管外兩端的光纖固定 在一起，形成良好的熱傳遞。 所述的水冷底座和上蓋板的半圓柱形凹槽的半徑等于所述的石英管的外半徑。
所述的雙包層光纖去除了外包層及涂覆層的那一段的長(zhǎng)度正好等于石英管的長(zhǎng) 度。 所述的散熱裝置的上蓋板和水冷底座由導(dǎo)熱性良好的金屬制成。 本發(fā)明的原理是在內(nèi)包層中傳輸?shù)谋闷止鈱⑼高^(guò)光學(xué)凝膠而泄漏出去，泄漏出
去的高功率泵浦光被散熱裝置充分吸收。 根據(jù)折射定律nlSin e工=n2sin e 2，其中&， n2分別為內(nèi)包層和光學(xué)凝膠的折射
率，92分別為相應(yīng)的入射角和折射角。由于^〈rv可得e2< e1()這樣，在內(nèi)包層 中傳輸?shù)墓鈱⑼高^(guò)光學(xué)凝膠而泄漏出去。由于泵浦光主要是在內(nèi)包層中傳輸，故這種方法 可以有效地剝離雙包層光纖中傳輸?shù)谋闷止?。泄漏出去的高功率泵浦光將透過(guò)石英管而被 散熱裝置充分吸收，同時(shí)對(duì)散熱裝置進(jìn)行良好的散熱，即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置在高功率條件下 的正常工作。 本發(fā)明可以應(yīng)用于高功率光纖激光器或放大器中有效地剝離雙包層光纖中傳輸
的泵浦光，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施方便等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明剝離雙包層光纖中剩余泵浦光的方法的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明雙包層光纖經(jīng)處理后置于石英管之中并且灌充光學(xué)凝膠之后的剖
面示意圖。 圖3為本發(fā)明散熱裝置中光纖槽及半圓柱形凹槽的俯視圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù) 范圍。 請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明剝離雙包層光纖中剩余泵浦光的方法的結(jié)構(gòu)示意圖。由 圖可見(jiàn)，本發(fā)明剝離雙包層光纖中剩余泵浦光的方法，包括下列步驟 ①所述的全光纖激光器的輸出端的雙包層光纖1去除一段外包層13及涂覆層14， 然后再在該段光纖的內(nèi)包層外套上一段石英管5，在所述的石英管5和該光纖的內(nèi)包層之 間填充一種高折射率的光學(xué)凝膠6，參見(jiàn)圖2 ; ②制備散熱裝置2，該散熱裝置2由上蓋板21和水冷底座22構(gòu)成，所述的水冷底 座22開(kāi)設(shè)有半圓柱形凹槽23，在該半圓柱形凹槽23的兩端是光纖槽24，該水冷底座22中 有冷卻水通道，該冷卻水通道與進(jìn)水管3和出水管4相連，所述的上蓋板21開(kāi)設(shè)有與所述 的水冷底座22對(duì)應(yīng)的光纖槽和半圓柱形凹槽，參見(jiàn)圖3 ; ③將所述的石英管5置于水冷底座22的半圓柱形凹槽23之中，石英管5兩端的 光纖置于光纖槽24內(nèi)，然后將所述的上蓋板21與水冷底座22合并將所述的石英管5和石 英管5兩端的光纖固定在一起，形成良好的熱傳遞。 所述的水冷底座22和上蓋板21的半圓柱形凹槽23的半徑等于所述的石英管5 的外半徑。 所述的散熱裝置2的上蓋板21和水冷底座22由導(dǎo)熱性良好的金屬制成。 在本發(fā)明中，被灌到石英管5之內(nèi)的光學(xué)凝膠6的折射率高于內(nèi)包層12的折射率。而雙包層光纖1去除了外包層13及涂覆層14的那一段的長(zhǎng)度應(yīng)正好等于該石英管5 的長(zhǎng)度。本發(fā)明利用高折射率的光學(xué)凝膠將內(nèi)包層中傳輸?shù)谋闷止庑孤┏鋈?，并且由于?于具有水冷功能的散熱裝置的保護(hù)下，可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)雙包層光纖中高功率泵浦光的剝 離。
下面舉一個(gè)具體的實(shí)施例具體參數(shù)如下 例如一臺(tái)全光纖化的光纖激光器，將其輸出端光纖光柵之后的雙包層光纖的一 段外包層及涂覆層剝除，剝除區(qū)段的長(zhǎng)度為40mm。此處涉及的雙包層光纖的纖芯直徑為 20 ii m，內(nèi)包層直徑為400 ii m，涂覆層直徑大約為600 y m。將一個(gè)外徑4mm，長(zhǎng)40mm的石英管 套在該段光纖的內(nèi)包層上，使得光纖經(jīng)處理過(guò)的那一段光纖的內(nèi)包層恰好位于石英管內(nèi)。 然后在石英管和光纖的內(nèi)包層之間灌滿折射率為1. 52的光學(xué)凝膠。采用金屬銅來(lái)制作散 熱裝置，水冷底座的尺寸為60X20X15mm，在它上面鉆出連接進(jìn)水管和出水管的孔以及內(nèi) 部的冷卻水通道。然后在其表面銑出直徑略小于600 ii m的光纖槽和直徑略小于4mm的半 圓柱形凹槽。其中，光纖槽分為長(zhǎng)度均為10mm的兩段，半圓柱形凹槽的長(zhǎng)度為40mm。散熱 裝置的上蓋板尺寸為60X20X5mm，在其表面也銑出同樣的槽。這樣，當(dāng)上蓋板和水冷底座 合并到一起時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)光纖及石英管與散熱裝置的緊密接觸，確保了良好的熱傳導(dǎo)性能。 將進(jìn)水管和出水管連接到水冷機(jī)上并設(shè)定好水冷機(jī)的工作溫度，由于泄漏出來(lái)的泵浦光所 產(chǎn)生的熱量可以迅速地由冷卻水所帶走，實(shí)驗(yàn)表明，本發(fā)明方法可以有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)雙包層 光纖中剩余高功率泵浦光的剝離。
權(quán)利要求
一種用于全光纖激光器的剝離雙包層光纖中剩余泵浦光的方法，其特征是將全光纖激光器輸出端的雙包層光纖的一段的外包層及涂覆層去除，然后在該段光纖的內(nèi)包層外面覆蓋以高折射率的光學(xué)凝膠，該光學(xué)凝膠的折射率高于所述的雙包層光纖的內(nèi)包層的折射率，在內(nèi)包層中傳輸?shù)墓鈱⑼高^(guò)光學(xué)凝膠而泄漏出去，泄漏出去的高功率泵浦光被散熱裝置充分吸收。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該方法包括下列步驟① 所述的全光纖激光器的輸出端的雙包層光纖(1)去除一段外包層(13)及涂覆層(14)后再在該段光纖的內(nèi)包層外套上一段石英管(5)，在所述的石英管(5)和該段光纖的 內(nèi)包層之間填充一種高折射率的光學(xué)凝膠(6); ② 制備散熱裝置(2)，該散熱裝置(2)由上蓋板(21)和水冷底座(22)構(gòu)成，所述的水 冷底座(22)開(kāi)設(shè)有半圓柱形凹槽(23)，在該半圓柱形凹槽(23)的兩端是光纖槽(24)，該 水冷底座(22)中有冷卻水通道，該冷卻水通道與進(jìn)水管(3)和出水管(4)相連，所述的上 蓋板(21)開(kāi)設(shè)有與所述的水冷底座(22)對(duì)應(yīng)的光纖槽和半圓柱形凹槽；③ 將所述的石英管(5)置于水冷底座(22)的半圓柱形凹槽(23)之中，石英管(5)兩 端的光纖置于光纖槽(24)內(nèi)，然后將所述的上蓋板(21)與水冷底座(22)合并將所述的石 英管(5)和石英管(5)兩端的光纖固定在一起，形成良好的熱傳遞。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的水冷底座(22)和上蓋板(21)的 半圓柱形凹槽(23)的半徑等于所述的石英管(5)的外半徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的雙包層光纖(1)去除了外包層 (13)及涂覆層(14)的那一段的長(zhǎng)度正好等于石英管(5)的長(zhǎng)度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的散熱裝置(2)的上蓋板(21)和水 冷底座(22)由導(dǎo)熱性良好的金屬制成。
全文摘要
一種用于全光纖激光器的剝離雙包層光纖中剩余泵浦光的方法，將全光纖激光器輸出端的雙包層光纖的一段的外包層及涂覆層去除，然后在該段光纖的內(nèi)包層外面覆蓋以高折射率的光學(xué)凝膠，該光學(xué)凝膠的折射率高于所述的雙包層光纖的內(nèi)包層的折射率，在內(nèi)包層中傳輸?shù)墓鈱⑼高^(guò)光學(xué)凝膠而泄漏出去，泄漏出去的高功率泵浦光被散熱裝置充分吸收。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊便于集成的特點(diǎn)，可以應(yīng)用于高功率光纖激光器或高功率光纖放大器之中。
文檔編號(hào)G02B6/036GK101718916SQ20091020015
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者何兵, 周軍, 李震, 樓祺洪 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所