本發(fā)明是一種包層光濾除器的制造方法，涉及光纖激光器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種通過離子束刻蝕制造包層光濾除器的方法。

背景技術(shù)：

離子束刻蝕是在真空條件下，將低壓惰性氣體離子化，經(jīng)過加速、集束等，使具有一定速度的離子投射到材料表面，通過微觀的機械撞擊能量來加工的，離子束刻蝕加工加工精度高，污染少，加工應力、熱變形等極小。

包層功率濾除裝置是光纖激光器中的重要組成部分，通過在光纖激光器直接輸出端和光纖激光放大系統(tǒng)輸入端之前將光纖包層中的泵浦光和激光濾除，可以有效提高光纖激光器的運轉(zhuǎn)安全性，包層功率濾除裝置是保證激光器安全穩(wěn)定運行和激光輸出質(zhì)量的重要光纖器件。

現(xiàn)有的技術(shù)和方法是將單包層光纖或者雙包層光纖的一段涂覆層和外包層去除，通過涂敷折射率大于去除部分的光學膠，或者腐蝕光纖表面，使包層中的泵浦光或者激光因為折射率變化或者全反射條件的破壞而泄露，但是由于光學膠對于泵浦光和激光的吸收，以及光學膠本身熱傳導系數(shù)低，造成了光學膠層中的光能迅速轉(zhuǎn)化為熱能，光學膠的溫度迅速上升，增加了光學膠在使用中的不穩(wěn)定性；而腐蝕光纖表面無法精確控制處理過程，同時會對光纖自身強度造成影響，從而影響器件安全性及系統(tǒng)穩(wěn)定性，甚至損壞光纖激光器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種包層光濾除器的制造方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。

一種包層光濾除器的制造方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟一，對雙包層光纖1的中間一段除外包層和涂覆層，形成去除外包層和涂覆層的光纖4；

步驟二，對去除外包層和涂覆層的光纖4外表面進行離子束刻蝕處理，使去除外包層和涂覆層的光纖4的表面形成數(shù)量多的微型導光槽；

步驟三，將多種光學玻璃3在熔融狀態(tài)下將去除外包層和涂覆層的光纖4緊密包裹起來，形成園柱體、園臺、或多棱柱；

步驟四，將成形后的多種光學玻璃3外表面進行離子束刻蝕處理，使多種光學玻璃3外表面形成數(shù)量多的微型導光槽；

步驟五，在多種光學玻璃3外表面包裹上金屬外殼2，使金屬外殼2的內(nèi)表面與多種光學玻璃3外表面連接。

所述的步驟三，是先在多種光學玻璃3中間縱向挖一通孔，通孔內(nèi)徑應微大于去除外包層和涂覆層的光纖4的直徑；讓去除外包層和涂覆層的光纖4正處在通孔中間，用氫氧焰或者石墨加熱所述的光學玻璃層3，使去除外包層和涂覆層的光纖4和光學玻璃層3緊密連結(jié)。

所述的光學玻璃3的由折射率大于去除外包層和涂覆層的光纖4的多種高折射率、高透光材料組成。

所述的多種光學玻璃層3的多種光學玻璃層按照折射率從低到高的順序沿雙包層光纖1中光的傳播方向排列。

所述的多種光學玻璃層3的表面的微型刻蝕槽形狀是倒三角形、矩形或兩者都有。

本發(fā)明的技術(shù)效果：

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明盡量多地采用包層光濾除原理，分三次將包層光導出，采用多種折射率的光學玻璃層代替光學膠，提高了材料本身的耐熱溫度和熱傳導系數(shù)，同時去除外包層和涂覆層的光纖和光學玻璃層外表面采用離子束刻蝕方法制造的微型導光槽，可以根據(jù)實驗設計和使用情況，更改相應位置的微型導光槽數(shù)量和形狀，達到定點定型加工，使包層中的激光和泵浦光在傳播界面處不規(guī)則發(fā)散，降低了局部能量聚集，最大程度使包層光以光的形式傳播，提高包層功率濾除裝置的安全穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1、為本發(fā)明制造的包層光濾除器剖面圖。

圖2、為本發(fā)明制造的包層光濾除器剖右視圖。

其中，1為雙包層光纖；2為金屬外殼；3為多種光學玻璃3；4為去除外包層和涂覆層的光纖。

具體實施方式

一種包層光濾除器的制造方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟一，對雙包層光纖1的中間一段除外包層和涂覆層，形成去除外包層和涂覆層的光纖4；

步驟二，對去除外包層和涂覆層的光纖4外表面進行離子束刻蝕處理，使去除外包層和涂覆層的光纖4的表面形成數(shù)量多的微型導光槽；

步驟三，將多種光學玻璃3在熔融狀態(tài)下將去除外包層和涂覆層的光纖4緊密包裹起來，形成園柱體、園臺、或多棱柱；

步驟四，將成形后的多種光學玻璃3外表面進行離子束刻蝕處理，使多種光學玻璃3外表面形成數(shù)量多的微型導光槽；

步驟五，在多種光學玻璃3外表面包裹上金屬外殼2，使金屬外殼2的內(nèi)表面與多種光學玻璃3外表面連接。

所述的步驟三，是先在多種光學玻璃3中間縱向挖一通孔，通孔內(nèi)徑應微大于去除外包層和涂覆層的光纖4的直徑；讓去除外包層和涂覆層的光纖4正處在通孔中間，用氫氧焰或者石墨加熱所述的光學玻璃層3，使去除外包層和涂覆層的光纖4和光學玻璃層3緊密連結(jié)。

所述的光學玻璃3的由折射率大于去除外包層和涂覆層的光纖4的多種高折射率、高透光材料組成。

所述的多種光學玻璃層3的多種光學玻璃層按照折射率從低到高的順序沿雙包層光纖1中光的傳播方向排列。

所述的多種光學玻璃層3的表面的微型刻蝕槽形狀是倒三角形、矩形或兩者都有。

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1為本發(fā)明的包層功率濾除裝置右視圖，如圖所示，本發(fā)明通過離子束刻蝕制造的包層光濾除器，特點是其構(gòu)成包括經(jīng)過離子束刻蝕處理后的去除外包層和涂覆層的光纖4，經(jīng)過外表面離子束刻蝕處理的光學玻璃層3和金屬外殼2；雙包層光纖1的外包層和涂覆層剝除一段裸露出包層，形成去除外包層和涂覆層的光纖4；對所述的去除外包層和涂覆層的光纖4外表面進行離子束刻蝕加工，使其表面分散排布微型導光槽，將所述的加工處理后的去除外包層和涂覆層的光纖4穿過所述的光學玻璃層3，用氫氧焰或者石墨加熱使去除外包層和涂覆層的光纖4和光學玻璃層3連結(jié)；將連結(jié)后的光學玻璃層3的外表面進行離子束刻蝕處理，再與金屬外殼2固定并密封。

①選定需要濾除包層功率的位置，雙包層光纖1的外包層和涂覆層剝除一段裸露出內(nèi)包層，形成去除外包層和涂覆層的光纖4；

②對去除外包層和涂覆層的光纖4外表面進行離子刻蝕加工，使其表面分散排布微型導光槽；

③將所述的加工處理后的去除外包層和涂覆層的光纖4，從光學玻璃層3的一端進入，另一端穿出，使所述的去除外包層和涂覆層的光纖4處于光學玻璃層3中心；

④用氫氧焰或者石墨加熱所述的光學玻璃層3，使去除外包層和涂覆層的光纖4和光學玻璃層3緊密連結(jié)；

⑤采用離子束刻蝕的方法，對所述的連接后的光學玻璃層3的外表面進行處理，使微型導光槽均勻排列布滿光學玻璃層外表面；

⑥將所述離子束刻蝕處理后光學玻璃層3放入所述的金屬外殼2中，固定并密封。

本發(fā)明的工作原理：在高功率激光器的輸出端設置一個通過離子束刻蝕制造的包層光濾除器。光纖激光器產(chǎn)生激光后，在光纖的包層中會存在泵浦光和激光，當光纖的包層光通過本發(fā)明時，去除外包層和涂覆層的光纖4外外表面的微型導光槽將對包層光進行第一次濾除，多種光學玻璃層3通過折射率的改變將泵浦光和激光導入光學玻璃層3中，由于光學玻璃層的表面存在微型導光槽，這些光在光學玻璃層3的外表面發(fā)生散射，光照射在金屬外殼2上吸收，轉(zhuǎn)化為少量熱量，通過金屬外殼2去除。雙包層光纖1中的包層光被濾出，從而提高了光纖激光器激光質(zhì)量及安全穩(wěn)定性。

提供了一種通過離子束刻蝕制造包層光濾除器的新方法，使用光學玻璃層熔融結(jié)合的方式替代傳統(tǒng)的光學膠涂覆手段，同時離子束刻蝕加工處理的引入，減小了因為腐蝕造成的不可控及機械損傷，可以根據(jù)實驗設計及使用情況，在去除外包層和涂覆層的光纖及光學玻璃層外表面進行定點定型定量加工，外表面均勻排列布滿微型導光槽，同時通過圓柱體或者錐體光學玻璃層熔融結(jié)合，使傳輸?shù)谋闷止夂图す庾畲蟪潭壬弦怨獾男问桨l(fā)散出去，提高包層功率濾除裝置的濾除效果及安全穩(wěn)定性。

本發(fā)明所涉及的技術(shù)解決原理：

將雙包層光纖的一段外包層和涂覆層剝除，對光纖內(nèi)包層外表面進行離子刻蝕處理，破壞光在光纖中的全反射傳輸條件，然后放入一個內(nèi)徑大于雙包層光纖的內(nèi)包層的光學玻璃層，使用氫氧焰或者石墨加熱光學玻璃層，使光學玻璃層熔融，從而與去除外包層和涂覆層的光纖緊密連結(jié)，、通過光纖內(nèi)包層表面導光槽和高折射率光學玻璃層折射率的改變，包層中的泵浦光和激光濾出至光學玻璃層中，根據(jù)實驗設計及使用情況，光學玻璃層外表面再經(jīng)過離子束刻蝕處理，在光學玻璃層外表面加工并均勻排列布滿微型導光槽，進一步破壞光的全反射條件，使包層中的泵浦光和激光不規(guī)則地從光學玻璃層的發(fā)散，達到濾除效果，降低熱量聚集。

所述的通過離子束刻蝕制造包層光濾除器的新方法的技術(shù)方案：

①選定需要濾除包層功率的位置，將者雙包層光纖的一段外包層和涂覆層剝除；

②對去除外包層和涂覆層的光纖進行離子束刻蝕處理，在其外表面加工出微型導光槽；

③將去除外包層和涂覆層的光纖加工處理后，穿過一個內(nèi)徑大于雙包層光纖的內(nèi)包層的光學玻璃層；

④使用氫氧焰或者石墨加熱光學玻璃層，在光學玻璃層熔融態(tài)下，與去除外包層和涂覆層的光纖緊密連結(jié)；

⑤對光學玻璃層的外表面進行離子束刻蝕處理，加工出微型導光槽均勻排列布滿光學玻璃層外表面；

⑥將連結(jié)好的去除外包層和涂覆層的光纖與光學玻璃層固定并密封在金屬外殼中；

⑦去除外包層和涂覆層的光纖外表面有導光槽，光學玻璃層的折射率大于去除外包層和涂覆層的光纖，以及光學玻璃層外表面微型導光槽的存在，通過折射率的改變，，破壞包層光的全反射條件，分三次將光濾出，濾出的包層光經(jīng)過光學玻璃層照射到金屬外殼的內(nèi)壁，轉(zhuǎn)化的熱量通過外殼水冷去除。

所述的雙包層光纖的外包層和涂覆層剝除長度根據(jù)濾除效果的選擇大于10cm。

所述的去除外包層和涂覆層的光纖外表面經(jīng)過離子束刻蝕處理，分散排布導光槽。

所述的光學玻璃層為折射率大于去除外包層和涂覆層的光纖的高折射率、高透光材料。

所述的光學玻璃層的內(nèi)徑應微大于去除外包層和涂覆層的光纖的直徑。

所述的多種光學玻璃層種類應大于1種，其截面形狀為圓形或者錐形。

所述的光學玻璃層按照折射率從低到高的順序沿雙包層光纖中光的傳播方向排列。

所述的光學玻璃層外表面經(jīng)過離子束刻蝕處理后要保持光學玻璃層的透過率；

所述的微型導光槽要均勻排列布滿光學玻璃層外表面；

所述的通過離子束刻蝕制造的包層光濾除器中，光纖兩端與光學玻璃層接觸密封處應位于光纖的剝除外包層和涂覆層的界面處。

所述的通過離子束刻蝕制造的包層光濾除器中，光學玻璃層應固定并密封在在金屬外殼中。

一種通過離子束刻蝕制造包層光濾除器的新方法，其特征在于：包括雙包層光纖1和金屬外殼2，光纖中設有去除外包層和涂覆層的光纖4且其外表面需經(jīng)過離子刻蝕處理，去除外包層和涂覆層的光纖上設有經(jīng)過表面離子束刻蝕處理的光學玻璃層3，金屬外殼2中設有冷卻水道。

去除外包層和涂覆層的光纖4外表面需經(jīng)過離子束刻蝕處理，其截面形狀為圓形。

多種光學玻璃3由折射率大于去除外包層和涂覆層的光纖4的多種高折射率、高透光材料組成。

多種光學玻璃層3的內(nèi)徑應微大于去除外包層和涂覆層的光纖4的直徑。

根據(jù)實驗設計及使用情況，多種光學玻璃層4種類應大于1種，截面形狀為圓形或者錐形。

光學玻璃層3按照折射率從低到高的順序沿雙包層光纖1中光的傳播方向排列。

多種光學玻璃層3的外表面需要離子束刻蝕處理，根據(jù)包層功率濾除器的設計及使用情況，在光學玻璃層3外表面刻蝕出微型導光槽，均勻排列布滿光學玻璃層3外表面。

多種光學玻璃層3的表面的微型刻蝕槽形狀可以分為倒三角形，矩形或者其他形狀。