CN103606803A - 一种用于高功率光纤激光器的光纤包层光剥离器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于高功率光纤激光器的光纤包层光剥离器，属于光纤激光器件技术领域，本发明的包层光剥离器包括对涂覆层及外包层进行热剥除处理并涂覆高折射率光学凝胶的光纤以及散热装置，所述散热装置由一块完整的金属（优选高导热金属）加工而成，包括底座和其上凸出的半圆形柱状物，其横截面呈Ω形，在半圆形柱状物两端的顶部开有两条细槽，通过此两条细槽在散热装置内部分别固定有热敏电阻。本装置简单小巧并能有效地导走由包层光转化成的热。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于高功率光纤激光器的光纤包层光剥离器，属于光纤激光器件技术领域。
背景技术
近年来，随着大功率半导体激光泵浦技术和双包层光纤拉制技术的逐渐成熟，光纤激光器由空间分立结构向全光纤结构转化，输出功率不断提高，目前最大单模输出功率已经超过一万瓦，多模输出功率达到数万瓦。
在双包层光纤激光系统的末端的光纤内包层中除了有残留的泵浦光，还存在一部分自发辐射光（ASE）和在熔接点处从纤芯泄露到内包层中的信号光。如果这些光没有被剥离而是被直接输出，则会影响激光光束质量，更严重的还会引起下一级的泵浦合束器等器件发热，甚至会烧毁器件。如果在剥离包层光时，不能将包层光转化成的热及时导走，就会导致光纤局部过热，导致光纤烧断。因此，对于光纤包层光的彻底剥离对于高功率的光纤激光系统的稳定性和高质量的激光输出具有重要意义。
目前，国内外提出了多种剥离光纤包层光的方法，比如直接在裸露的内包层上涂高折射率光学凝胶的方法（参见2012年12月9日公开的专利公开号为CN101718916A的专利《剥离双包层光纤中剩余泵浦光的方法》）和在内包层上刻写V型槽的方法（参见2011年5月19日公开的专利公开号为CN102255235A的专利《双包层光纤中包层光的滤除方法》）都是使包层中的高阶模式光因为不满足全反射条件而从包层中泄露出来。但是这些方法无法将内包层中的低阶模式的光滤除。有人提出采用腐蚀部分内包层的方法来剥离包层光(参见《End-pumped300W continuous-wave ytterbium doped all-fiber laser withmaster oscillator multistage power amplifiers configuration》,OpticsExpress,Vol.16,2008,P17864-17869)。但上述三种方法都在很短光纤长度内剥离绝大部分包层光，这些包层光转化成热之后会导致光纤局部温度过高，严重的会导致剥离器烧毁，甚至由于自聚焦效应而向前烧毁整个激光系统。一种将能剥离包层光的光纤密封在一个有进水口和出水口的金属容器中，并对该容器通以流动的冷却水的装置虽然能起到散热效果，但需要考虑密封等多种制作工艺，较为复杂，并且将光纤长期浸泡在冷却水中会加速光纤的老化（参见2011年4月29日公开的专利公开号为CN102255227A的专利《光纤包层光滤除器及其制造方法》）。
所以，需要一种简单小巧的光纤包层光剥离器，并能够有效地导走由包层光转化成的热。
发明内容
本发明的目的在于有效地导走由包层光转化成的热，由此提供了一种用于高功率光纤激光器的光纤包层光剥离器。
所述光纤包层光剥离器包括对涂覆层和外包层进行热剥除处理和涂覆了高折射率光学凝胶的光纤以及散热装置，所述散热装置包括底座和其上凸出的半圆形柱状物，其横截面呈Ω形，半圆形柱状物沿轴向打有通孔，其孔径略大于光纤直径，对涂覆层和外包层进行热剥除处理和涂覆了高折射率光学凝胶的光纤置于散热装置的通孔中，在半圆形柱状物两端的顶部开有两条细槽。
所述散热装置由一块完整的金属（优选高导热金属）加工而成。
光纤在散热装置中固定的方式是：将光纤置于通孔中并拉紧、悬空，用粘合剂将光纤固定在通孔两端，通过细槽使光纤与孔壁之间充满石墨。
通过上述细槽在散热装置内部分别固定有热敏电阻，热敏电阻分别靠近散热装置内光纤的输入端和输出端，通过分别读取两个热敏电阻的阻值，确定对应处的光纤的温度，从而实现对激光器系统和反射光的监控。
所述散热装置的底座设有螺孔，用于固定在激光器的热沉上以用水冷散热。
有益效果
与现有技术相比，本发明能有效地导走由包层光转化成的热，散热装置内的光纤不受径向的压力，不会产生自聚焦效应；所述光纤包层光剥离器设有热敏电阻有利于实现对激光器系统和反射光的监控；其散热装置的底座设有螺孔，能够安装在高功率激光器的水冷热沉上，有利于装置小型化和紧凑化。
附图说明
图1为根据本发明的实施例的高功率光纤激光器光纤包层光剥离器的散热装置。
10散热装置、1001和1002细槽、1003螺孔、1004通孔。
具体实施方式
以下结合附图与实施例对本发明作进一步的说明,但不应以此限制本发明范围。为了不模糊本发明的主题，将省略对公知功能或者步骤的描述。
作为本发明的一个实施例，光纤包层光剥离器包括对涂覆层和外包层进行热剥除处理并涂覆了高折射率光学凝胶的光纤以及散热装置。其中所述散热装置由一块完整的高导热率金属加工而成，横截面为Ω形，中间打有通孔1004，孔径略大于光纤直径，顶部刻有两条细槽1001和1002。
散热装置与光纤固定的方式为：先将光纤对涂覆层和外包层进行热剥除处理和涂覆了高折胶的部分放入通孔中，然后将光纤拉紧、悬空，用粘合剂将光纤固定在通孔1004两端，最后从顶部的细槽1001和1002用高压枪向通孔1004内注入石墨浆，使光纤与孔壁之间充满石墨浆。至此，光纤与散热装置固定。
等石墨浆完全凝固以后，分别将一个热敏电阻贴在两条细槽1001和1002内凝固的石墨浆表面。通过读取两个热敏电阻的阻值，可以确定每个热敏电阻对应处的光纤的温度，从而分别实现对来自外界的从激光器输出端入射的反射光和激光系统自身产生的包层光的监控。
鉴于目前的高功率光纤激光器基本上采用水冷散热，散热装置的底座上设有螺孔1003，通过所述螺孔可以将散热装置固定在激光器的热沉上以用水冷对其进行散热，从而节省了剥离器本身的体积和重量，简化了装置。
本发明除了可以用于高功率光纤激光器，还可以用于高功率光纤放大器中。
本领域普通技术人员将会理解，在不脱离权利要求书及其等价物定义其范围的本发明的原则和精神的情况下，可以在此处描述的实施例中做出各种改变和修改。
Claims (5)
1.一种用于高功率光纤激光器的光纤包层光剥离器，其特征在于，所述光纤包层光剥离器包括经热剥除处理并涂覆高折射率光学凝胶的光纤以及散热装置，其中，所述散热装置包括底座和其上凸出的半圆形柱状物，其横截面呈Ω形，所述半圆形柱状物沿轴向打有通孔（1004），光纤包层光剥离器包括经热剥除处理并涂覆了高折射率光学凝胶的光纤放置于散热装置的通孔（1004）中，通孔（1004）孔径略大于光纤直径。
2.按照权利要求1所述的光纤包层光剥离器，其特征在于，所述散热装置的半圆形柱状物两端的顶部开有两条细槽（1001、1002）；
所述光纤在所述散热装置中固定的方式是：将经热剥除处理并涂覆了高折胶的光纤段置于通孔（1004）中并拉紧、悬空，用粘合剂将光纤固定在通孔（1004）两端，通过两条细槽（1001、1002）使光纤与孔壁之间充满石墨。
3.按照权利要求1或2所述的光纤包层光剥离器，其特征在于，通过上述细孔在散热装置内部分别固定有热敏电阻，热敏电阻分别靠近散热装置内光纤的输入端和输出端，通过分别读取两个热敏电阻的阻值，确定对应处的光纤的温度，从而实现对反射光和激光器系统的监控。
4.按照权利要求1或2所述的光纤包层光剥离器，其特征在于，所述散热装置的底座设有螺孔（1003），用于固定在所述高功率光纤激光器的热沉上以用水冷散热。
5.按照权利要求1或2所述的光纤包层光剥离器，其特征在于，所述散热装置由一块完整的金属加工而成，所述金属为高导热金属。
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