雙包層光纖包層功率剝離器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種雙包層光纖包層功率剝離器，所述的包層功率剝離器包括雙包層光纖、折射率涂覆層、粗糙面吸收層、熱沉、水冷通道。將涂覆層涂覆于去除外包層的雙包層光纖，并作為的雙包層光纖的外包層。涂覆層的折射率沿光纖連續(xù)遞增或階梯遞增。剝離出來(lái)的光經(jīng)過(guò)粗糙面吸收層吸收并轉(zhuǎn)換為熱并導(dǎo)入熱沉中。熱沉中水冷通道內(nèi)循環(huán)的冷水將熱沉中的熱量帶出。本發(fā)明的功率剝離器將殘余光沿光纖均勻剝離，克服了剝離器中局部過(guò)熱的問(wèn)題，使得包層功率剝離器沿光纖的溫度均勻分布，大大提高包層功率剝離器的功率耐受能力。
【專利說(shuō)明】雙包層光纖包層功率剝離器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高功率光纖激光【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種雙包層光纖包層功率剝離器，用于高功率光纖激光器。

【背景技術(shù)】
[0002]高功率光纖激光器與放大器所具有的光束質(zhì)量?jī)?yōu)異、散熱特性良好、易于小型化、運(yùn)行成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，使得其逐漸取代傳統(tǒng)高功率激光器成為工業(yè)加工等應(yīng)用領(lǐng)域一個(gè)新的選擇。為了實(shí)現(xiàn)高功率激光輸出，光纖激光器與放大器中均采用雙包層摻雜光纖作為有源光纖，并采用包層泵浦方式將泵浦激光注入有源光纖中。然而，雙包層光纖包層中螺旋光的存在導(dǎo)致光纖中的泵浦光不可能完全被摻雜纖芯吸收而形成殘余光。如果殘余光通過(guò)光纖激光器輸出端直接輸出，會(huì)對(duì)光纖激光器輸出端的光束整形等設(shè)備帶來(lái)額外的熱沉積，甚至?xí)踊敵龉獍叩馁|(zhì)量。因此，在光纖激光器輸出端對(duì)光纖包層中的殘余光進(jìn)行剝離非常必要。目前，制作雙包層光纖包層功率剝離器均是基于耐高溫高折射率涂覆膠作為導(dǎo)光及光熱轉(zhuǎn)換層，在不同涂覆工藝下具有不同的功率耐受能力。因此，尋找一種可以實(shí)現(xiàn)將包層中殘余螺旋光功率在剝離區(qū)沿光纖軸向均勻剝離具有迫切的現(xiàn)實(shí)意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于光纖包層光泄漏的功率剝離器。本發(fā)明的功率剝離器將殘余光沿光纖均勻剝離，通過(guò)調(diào)節(jié)涂覆于光纖外的折射率膠的折射率沿光纖軸向的分布使得剝離器沿光纖的溫度均勻分布，提高包層功率剝離器的功率耐受能力。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是:
本發(fā)明的雙包層光纖包層功率剝離器，其特點(diǎn)是，所述的功率剝除器包括雙包層光纖、折射率涂覆層、粗糙面吸收層、熱沉、水冷通道。其連接關(guān)系是，所述功率剝除器外形為圓柱狀，在圓柱狀的軸向中心設(shè)置有一去除外包層的雙包層光纖，所述雙包層光纖的軸向外圍依次設(shè)置有沿光纖軸向變化的折射率涂覆層、粗糙面吸收層、熱沉。所述熱沉上設(shè)置有軸向V型槽；所述折射率涂覆層作為做為雙包層光纖的外包層，粗糙面吸收層將雙包層光纖泄漏出來(lái)的光吸收后轉(zhuǎn)換為熱。所述粗糙面吸收層緊密包裹在折射率涂覆層外，且與所述熱沉緊密貼合。所述熱沉中沿軸向設(shè)置有水冷通道。
[0005]所述水冷通道在熱沉橫截面均勻分布。
[0006]所述折射率涂覆層的折射率沿光纖連續(xù)增加。
[0007]所述折射率涂覆層的折射率替換為沿光纖階梯增加。
[0008]所述折射率涂覆層表面進(jìn)行糙化處理。
[0009]所述折射率涂覆層折射率的起始折射率與雙包層光纖的初始外包層折射率相同。
[0010]所述的包層功率剝離器件中粗糙面吸收層的材質(zhì)為碳粉。
[0011]本發(fā)明中，優(yōu)選熱沉材質(zhì)為銅或鋁。優(yōu)選水冷通道在熱層中直接打孔而成。
[0012]本發(fā)明能將包層中的殘余光沿光纖均勻?qū)б秸凵渎释扛矊又胁⒂纱植诿嫖諏游?，?shí)現(xiàn)功率剝離器中沿光纖溫度均勻分布。本發(fā)明的包層功率剝離器中的熱沉積分布均勻，且熱沉面積變大，因而能用于更高功率的光纖激光器系統(tǒng)中。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的雙包層光纖包層功率剝離器剖面示意圖；
圖2為本發(fā)明的雙包層光纖包層功率剝離器橫截面示意圖；
圖3為本發(fā)明中的折射率涂覆層沿光纖的連續(xù)遞增折射率分布示意圖；
圖4為本發(fā)明中的折射率涂覆層沿光纖的階梯遞增折射率分布示意圖；
圖中，1.雙包層光纖 2.折射率涂覆層3.粗糙面吸收層 4.熱沉
5.水冷通道。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述實(shí)施例1
圖1為本發(fā)明的雙包層光纖包層功率剝除器剖面示意圖，圖2為本發(fā)明的雙包層光纖包層功率剝除器橫截面示意圖，圖3為本發(fā)明中的折射率涂覆層沿光纖的連續(xù)遞增折射率分布示意圖，圖4為本發(fā)明中的折射率涂覆層沿光纖的階梯遞增折射率分布示意圖。
[0015]在圖廣圖2中，本發(fā)明的雙包層光纖包層功率剝除器，包括雙包層光纖1、折射率涂覆層2、粗糙面吸收層3、熱沉4、水冷通道5 ；其連接關(guān)系是，所述的功率剝除器外形為圓柱狀，在圓柱狀的軸向中心設(shè)置有一去除外包層的雙包層光纖1，所述雙包層光纖1的軸向外圍依次設(shè)置有折射率涂覆層2、粗糙面吸收層3、熱沉4 ；所述熱層4上設(shè)置有軸向[型槽；所述折射率涂覆層2作為做為雙包層光纖1的外包層，粗糙面吸收層3將雙包層光纖1泄漏出來(lái)的光吸收后轉(zhuǎn)換為熱；所述粗糙面吸收層3緊密包裹在折射率涂覆層2外，且與所述熱沉4緊密貼合；所述熱沉4中沿軸向設(shè)置有水冷通道5。
[0016]所述粗糙面吸收層3的材質(zhì)為碳粉。所述水冷通道在熱沉4橫截面均勻分布。
[0017]所述折射率涂覆層2的起始折射率等于雙包層光纖1的初始折射率。
[0018]圖3為本發(fā)明中的折射率涂覆層沿光纖的連續(xù)遞增折射率分布示意圖；所述折射率涂覆層2的折射率沿光纖軸向連續(xù)遞增分布。
[0019]本實(shí)施例中，水冷通道共設(shè)置有四個(gè)，水冷通道5是其中一個(gè)。
[0020]本發(fā)明的制作流程是:將雙包層光纖1去除外包層，用高純酒精對(duì)去除涂覆的雙包層光纖1進(jìn)行清洗待用。將調(diào)配好的折射率膠對(duì)雙包層光纖1進(jìn)行涂覆，所形成折射率涂覆層2的折射率沿光纖逐漸增加，其分布如圖3所示。折射率涂覆層2的起始折射率與雙包層光纖1的包層折射率相同。經(jīng)過(guò)紫外固化后，將折射率涂覆層2外表面進(jìn)行糙化處理然后置于熱沉4的V型槽中，并向V型槽中填充具有光強(qiáng)吸收效率以及高熱傳導(dǎo)效率的碳粉材料形成粗糙面吸收層3。光纖中的光在粗糙面3被吸收轉(zhuǎn)化為熱并被傳導(dǎo)至熱沉4中。水冷通道5中通入循環(huán)的冷水將熱沉4中的熱量吸收，保證熱沉4的溫度保持在較低水平。
[0021]實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，不同之處是，折射率涂覆層沿光纖的折射率階梯遞增，如圖4所示。
[0022]以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種用于雙包層光纖包層功率剝除器及其實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種雙包層光纖包層功率剝離器，其特征在于，所述的功率剝離器包括雙包層光纖(I)、折射率涂覆層(2)、粗糙面吸收層(3)、熱沉(4)、水冷通道(5);其連接關(guān)系是，所述的功率剝離器外形為圓柱狀，在圓柱狀的軸向中心設(shè)置有一去除外包層的雙包層光纖(1)，所述雙包層光纖(I)的軸向外圍依次設(shè)置有折射率涂覆層(2)、粗糙面吸收層(3)、熱沉(4)；所述熱沉(4)上設(shè)置有軸向U型槽；所述折射率涂覆層(2)作為做為雙包層光纖(I)的外包層；粗糙面吸收層(3)包裹在折射率涂覆層(2)外，且與所述熱沉(4)緊密貼合；所述熱沉(4)中沿軸向設(shè)置有水冷通道(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包層功率剝離器，其特征在于，所述水冷通道(5)在熱沉(4)橫截面均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包層功率剝離器，其特征在于，所述折射率涂覆層(2)的折射率沿光纖連續(xù)增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包層功率剝離器，其特征在于，所述折射率涂覆層(2)的折射率替換為沿光纖階梯增加。
5.根據(jù)權(quán)利要求13所述的包層功率剝離器，其特征在于，所述折射率涂覆層(2)表面進(jìn)行糙化處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包層功率剝離器，其特征在于，所述折射率涂覆層(2)折射率的起始折射率與雙包層光纖(I)的初始外包層折射率相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包層功率剝離器，其特征在于，所述粗糙面吸收層(3)為碳粉吸收介質(zhì)。
【文檔編號(hào)】G02B6/245GK104297841SQ201410612090
【公開(kāi)日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】李琦, 王建軍, 張永亮, 黃志華, 林宏奐 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心