高功率光纖剝模器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高功率光纖剝模器，包括雙包層光纖1和封裝裝置2，雙包層光纖1中部設(shè)有去涂敷層光纖4，去涂敷層光纖4上設(shè)有多級(jí)膠層3，封裝裝置2內(nèi)設(shè)有冷卻腔6，去涂敷層光纖4設(shè)于冷卻腔6內(nèi)。其中多級(jí)膠層3由不同折射率膠層單元并列組成。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明能夠提供一種高功率光纖剝模器，它通過多級(jí)膠層可以有效地剝除光在光纖包層產(chǎn)生的高階模式光和殘余泵浦光等有害光，并通過封裝裝置內(nèi)的冷卻介質(zhì)將有害光轉(zhuǎn)換成的熱量吸收并帶出，極大的提高了剝模器對(duì)高功率激光的承受能力，使其能夠承受上百瓦的激光，可以運(yùn)用到千瓦級(jí)或者萬瓦級(jí)的光纖激光器中。同時(shí)，極大程度地提高了光纖激光器的安全性和使用壽命。
【專利說明】高功率光纖剝模器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高功率光纖剝模器，主要應(yīng)用于大功率百瓦至萬瓦級(jí)光纖激光器領(lǐng)域，尤其是高功率光纖激光器領(lǐng)域的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖激光器主要由泵浦源、增益介質(zhì)、諧振腔三個(gè)基本的要素組成。泵浦源主要是高功率半導(dǎo)體激光器，增益介質(zhì)為稀土摻雜雙包層光纖，諧振腔可以由光纖光柵等光學(xué)反饋元件構(gòu)成各種直線型諧振腔，也可以用耦合器構(gòu)成各種環(huán)形諧振腔。泵浦光經(jīng)適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)耦合進(jìn)入增益光纖，增益光纖在吸收泵浦光后形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)或非線性增益并產(chǎn)生自發(fā)輻射所產(chǎn)生的自發(fā)輻射光經(jīng)受激放大和諧振腔的選模作用后最終形成穩(wěn)定激光輸出。在激光的傳輸過程中，光纖包層中的泵浦光和高階模式光會(huì)嚴(yán)重影響激光的質(zhì)量，導(dǎo)致光纖激光器輸出的激光不符合要求?，F(xiàn)有的技術(shù)中還沒有專門的器件可以解決這種問題，在很大程度上阻止了光纖激光器向更高功率發(fā)展。因此，開發(fā)一種能夠除去泵浦光和高階模式光等有害光的器件就顯得很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種高功率光纖剝模器，該高功率光纖剝模器可以剝除光在光纖傳輸過程中在光纖包層產(chǎn)生的高階模式激光和殘余泵浦光等有害光并吸收這些有害光產(chǎn)生的熱量，提高了光的傳播效率并輸出滿足要求的激光。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種高功率光纖剝模器，包括光纖和封裝裝置，光纖中部設(shè)有去涂敷層光纖，去涂敷層光纖上設(shè)有多級(jí)膠層，封裝裝置內(nèi)設(shè)有冷卻腔，去涂敷層光纖設(shè)于冷卻腔內(nèi)，在其外面涂上多級(jí)膠層。
[0005]前述的高功率光纖剝模器中，多級(jí)膠層由不同折射率膠層單元并列組成。
[0006]前述的高功率光纖剝模器中，膠層單元按照折射率為N1、N2、N3…Nn…N3、N2、NI的順序設(shè)于去涂敷層光纖上，所述膠層單元的折射率滿足:N1 < N2 < N3〈…< Nn，其中η為正整數(shù)，且相鄰膠層單元折射率的差值的絕對(duì)值小于或等于0.1，光纖外包層的折射率小于任一膠層單元的折射率，使高階模式光和殘余泵浦光等有害光被折射進(jìn)入冷卻介質(zhì)內(nèi)。包層中的泵浦光和高階模式的光可以很好地被折射到冷卻介質(zhì)中，并且不會(huì)再進(jìn)入下段光纖的涂敷層。以此種方式來除去包層中的高階模式光和殘余泵浦光等有害光。
[0007]前述的高功率光纖剝模器中，封裝裝置的一側(cè)設(shè)有冷卻介質(zhì)入口，封裝裝置的另一側(cè)設(shè)有冷卻介質(zhì)出口。
[0008]前述的高功率光纖剝模器中，冷卻介質(zhì)入口通過冷卻腔與冷卻介質(zhì)出口相連通，冷卻介質(zhì)可以通過冷卻介質(zhì)入口進(jìn)入冷卻腔并通過冷卻介質(zhì)出口排出。
[0009]前述的高功率光纖剝模器中，冷卻腔內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)為水或油，由于油的成本較高，常使用水為冷卻介質(zhì)。
[0010]前述的高功率光纖·剝模器中，封裝裝置的截面形狀為方形或圓形。[0011]與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明能夠提供一種高功率光纖剝模器，它通過多級(jí)膠層可以有效地剝除光在光纖包層產(chǎn)生的高階模式光和殘余泵浦光等有害光，并將高階模式光和殘余泵浦光等有害光轉(zhuǎn)換成的熱量通過封裝裝置內(nèi)的冷卻介質(zhì)吸收并帶出。極大程度地提高了它對(duì)于高功率激光的承受能力，使其能夠承受上百瓦的激光，從而可以被運(yùn)用到千瓦級(jí)或者萬瓦級(jí)的光纖激光器中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是高功率光纖剝模器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是封裝裝置的一種截面形狀 ；
[0014]圖3是封裝裝置的另一種截面形狀。
[0015]附圖中的標(biāo)記為:1_雙包層光纖，2-封裝裝置，3-多級(jí)膠層，4-去涂敷層光纖，5-冷卻介質(zhì)入口，6-冷卻腔，7-冷卻介質(zhì)出口。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0017]本發(fā)明的實(shí)施例1:一種高功率光纖剝模器，包括雙包層光纖I和封裝裝置2，雙包層光纖I中部設(shè)有去涂敷層光纖4，去涂敷層光纖4上設(shè)有多級(jí)膠層3，封裝裝置2內(nèi)設(shè)有冷卻腔6，去涂敷層光纖4設(shè)于冷卻腔6內(nèi)。多級(jí)膠層3由不同折射率膠層單元并列組成。膠層單元按照折射率為N1、N2、N3…Nn…N3、N2、N1的順序設(shè)于去涂敷層光纖4上。所述膠層單元的折射率滿足NI < N2 < N3〈…< Nn，其中η為正整數(shù)，且相鄰膠層單元折射率的差值的絕對(duì)值小于或等于0.1，光纖外包層的折射率小于任一膠層單元的折射率。封裝裝置2的一側(cè)設(shè)有冷卻介質(zhì)入口 5，封裝裝置2的另一側(cè)設(shè)有冷卻介質(zhì)出口 7。冷卻介質(zhì)入口 5通過冷卻腔6與冷卻介質(zhì)出口 7相連通。冷卻腔6內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)為水。封裝裝置2的截面形狀為圓形。
[0018]本發(fā)明的實(shí)施例2:—種高功率光纖剝模器，包括雙包層光纖I和封裝裝置2，雙包層光纖I中部設(shè)有去涂敷層光纖4，去涂敷層光纖4上設(shè)有多級(jí)膠層3，封裝裝置2內(nèi)設(shè)有冷卻腔6，去涂敷層光纖4設(shè)于冷卻腔6內(nèi)。多級(jí)膠層3由不同折射率膠層單元并列組成。膠層單元按照折射率為Ν1、Ν2、Ν3…Nn…Ν3、Ν2、Ν1的順序設(shè)于去涂敷層光纖4上。所述膠層單元的折射率滿足NI < Ν2 < Ν3〈…< Νη，其中η為正整數(shù)，且相鄰膠層單元折射率的差值的絕對(duì)值小于或等于0.1，光纖外包層的折射率小于任一膠層單元的折射率。封裝裝置2的一側(cè)設(shè)有冷卻介質(zhì)入口 5，封裝裝置2的另一側(cè)設(shè)有冷卻介質(zhì)出口 7。冷卻介質(zhì)入口 5通過冷卻腔6與冷卻介質(zhì)出口 7相連通。冷卻腔6內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)為水。封裝裝置2的截面形狀為方形。
[0019]本發(fā)明的實(shí)施例3:—種高功率光纖剝模器，包括雙包層光纖I和封裝裝置2，雙包層光纖I中部設(shè)有去涂敷層光纖4，去涂敷層光纖4上設(shè)有多級(jí)膠層3，封裝裝置2內(nèi)設(shè)有冷卻腔6，去涂敷層光纖4設(shè)于冷卻腔6內(nèi)。多級(jí)膠層3由不同折射率膠層單元并列組成。膠層單元按照折射率為Ν1、Ν2、Ν3…Nn…Ν3、Ν2、Ν1的順序設(shè)于去涂敷層光纖4上。所述膠層單元的折射率滿足NI < Ν2 < Ν3〈…< Νη，其中η為正整數(shù)，且相鄰膠層單元折射率的差值的絕對(duì)值小于或等于0.1，光纖外包層的折射率小于任一膠層單元的折射率。封裝裝置2的一側(cè)設(shè)有冷卻介質(zhì)入口 5，封裝裝置2的另一側(cè)設(shè)有冷卻介質(zhì)出口 7。冷卻介質(zhì)入口 5通過冷卻腔6與冷卻介質(zhì)出口 7相連通。冷卻腔6內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì),冷卻介質(zhì)為油。封裝裝置2的截面形狀為方形。
[0020]本發(fā)明的工作原理:在高功率的光纖激光器的激光輸出端設(shè)置一個(gè)高功率光纖剝模器。光纖激光器產(chǎn)生激光后，在光纖的包層中會(huì)存在泵浦光和高階模式光，當(dāng)光纖中的光進(jìn)入光纖剝模器時(shí)，去涂敷層光纖4外的多級(jí)膠層3通過折射將泵浦光和高階模式光剝離掉，使這些光被冷卻腔6內(nèi)的冷卻介質(zhì)吸收,其中冷卻介質(zhì)通過冷卻介質(zhì)入口 5進(jìn)入冷卻腔6內(nèi)，冷卻介質(zhì)同時(shí)把這些有害光轉(zhuǎn)化的熱量吸收并由冷卻介質(zhì)出口 7排出，纖芯中的激光可以不受影響地在去涂敷層光纖4內(nèi)傳輸。使光纖激光器輸出高品質(zhì)的激光。
【權(quán)利要求】
1.一種高功率光纖剝模器，其特征在于:包括雙包層光纖(I)和封裝裝置(2)，雙包層光纖(I)中部設(shè)有去涂敷層光纖(4)，去涂敷層光纖(4)上設(shè)有多級(jí)膠層(3)，封裝裝置(2)內(nèi)設(shè)有冷卻腔(6 )，去涂敷層光纖(4 )設(shè)于冷卻腔(6 )內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率光纖剝模器，其特征在于:多級(jí)膠層(3)由不同折射率的膠層單元并列組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高功率光纖剝模器，其特征在于:膠層單元按照折射率為N1、N2、N3…Nn…N3、N2、NI的順序設(shè)于去涂敷層光纖(4)上，所述膠層單元的折射率滿足:N1< N2 < N3 <吣< Nn，其中n為正整數(shù)，且相鄰膠層單元折射率的差值的絕對(duì)值小于或等于0.1,光纖外包層的折射率小于任一膠層單兀的折射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率光纖剝模器，其特征在于:封裝裝置(2)的一側(cè)設(shè)有冷卻介質(zhì)入口(5)，封裝裝置(2)的另一側(cè)設(shè)有冷卻介質(zhì)出口(7)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高功率光纖剝模器，其特征在于:冷卻介質(zhì)入口(5)通過冷卻腔(6)與冷卻介質(zhì)出口(7)相連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的高功率光纖剝模器，其特征在于:冷卻腔(6)內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)，冷卻介質(zhì)為水或油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率光纖剝模器，其特征在于:封裝裝置(2)的截面形狀為方形或圓形 。
【文檔編號(hào)】G02B6/245GK103676002SQ201310628681
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】李剛, 胡小波 申請(qǐng)人:深圳市創(chuàng)鑫激光技術(shù)有限公司