CN103676002A - 高功率光纤剥模器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高功率光纤剥模器，包括双包层光纤1和封装装置2，双包层光纤1中部设有去涂敷层光纤4，去涂敷层光纤4上设有多级胶层3，封装装置2内设有冷却腔6，去涂敷层光纤4设于冷却腔6内。其中多级胶层3由不同折射率胶层单元并列组成。与传统技术相比，本发明能够提供一种高功率光纤剥模器，它通过多级胶层可以有效地剥除光在光纤包层产生的高阶模式光和残余泵浦光等有害光，并通过封装装置内的冷却介质将有害光转换成的热量吸收并带出，极大的提高了剥模器对高功率激光的承受能力，使其能够承受上百瓦的激光，可以运用到千瓦级或者万瓦级的光纤激光器中。同时，极大程度地提高了光纤激光器的安全性和使用寿命。

Description

高功率光纤剥模器
技术领域
本发明涉及一种高功率光纤剥模器，主要应用于大功率百瓦至万瓦级光纤激光器领域，尤其是高功率光纤激光器领域的应用。
背景技术
光纤激光器主要由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本的要素组成。泵浦源主要是高功率半导体激光器，增益介质为稀土掺杂双包层光纤，谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔，也可以用耦合器构成各种环形谐振腔。泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤，增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益并产生自发辐射所产生的自发辐射光经受激放大和谐振腔的选模作用后最终形成稳定激光输出。在激光的传输过程中，光纤包层中的泵浦光和高阶模式光会严重影响激光的质量，导致光纤激光器输出的激光不符合要求。现有的技术中还没有专门的器件可以解决这种问题，在很大程度上阻止了光纤激光器向更高功率发展。因此，开发一种能够除去泵浦光和高阶模式光等有害光的器件就显得很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高功率光纤剥模器，该高功率光纤剥模器可以剥除光在光纤传输过程中在光纤包层产生的高阶模式激光和残余泵浦光等有害光并吸收这些有害光产生的热量，提高了光的传播效率并输出满足要求的激光。
本发明的技术方案：一种高功率光纤剥模器，包括光纤和封装装置，光纤中部设有去涂敷层光纤，去涂敷层光纤上设有多级胶层，封装装置内设有冷却腔，去涂敷层光纤设于冷却腔内，在其外面涂上多级胶层。
前述的高功率光纤剥模器中，多级胶层由不同折射率胶层单元并列组成。
前述的高功率光纤剥模器中，胶层单元按照折射率为N1、N2、N3…Nn…N3、N2、N1的顺序设于去涂敷层光纤上，所述胶层单元的折射率满足：N1＜N2＜N3＜…＜Nn，其中n为正整数，且相邻胶层单元折射率的差值的绝对值小于或等于0.1，光纤外包层的折射率小于任一胶层单元的折射率，使高阶模式光和残余泵浦光等有害光被折射进入冷却介质内。包层中的泵浦光和高阶模式的光可以很好地被折射到冷却介质中，并且不会再进入下段光纤的涂敷层。以此种方式来除去包层中的高阶模式光和残余泵浦光等有害光。
前述的高功率光纤剥模器中，封装装置的一侧设有冷却介质入口，封装装置的另一侧设有冷却介质出口。
前述的高功率光纤剥模器中，冷却介质入口通过冷却腔与冷却介质出口相连通，冷却介质可以通过冷却介质入口进入冷却腔并通过冷却介质出口排出。
前述的高功率光纤剥模器中，冷却腔内设有冷却介质，冷却介质为水或油，由于油的成本较高，常使用水为冷却介质。
前述的高功率光纤剥模器中，封装装置的截面形状为方形或圆形。
与传统技术相比，本发明能够提供一种高功率光纤剥模器，它通过多级胶层可以有效地剥除光在光纤包层产生的高阶模式光和残余泵浦光等有害光，并将高阶模式光和残余泵浦光等有害光转换成的热量通过封装装置内的冷却介质吸收并带出。极大程度地提高了它对于高功率激光的承受能力，使其能够承受上百瓦的激光，从而可以被运用到千瓦级或者万瓦级的光纤激光器中。
附图说明
图1是高功率光纤剥模器的结构示意图；
图2是封装装置的一种截面形状；
图3是封装装置的另一种截面形状。
附图中的标记为：1-双包层光纤，2-封装装置，3-多级胶层，4-去涂敷层光纤,5-冷却介质入口,6-冷却腔,7-冷却介质出口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
本发明的实施例1：一种高功率光纤剥模器，包括双包层光纤1和封装装置2，双包层光纤1中部设有去涂敷层光纤4，去涂敷层光纤4上设有多级胶层3，封装装置2内设有冷却腔6，去涂敷层光纤4设于冷却腔6内。多级胶层3由不同折射率胶层单元并列组成。胶层单元按照折射率为N1、N2、N3…Nn…N3、N2、N1的顺序设于去涂敷层光纤4上。所述胶层单元的折射率满足N1＜N2＜N3＜…＜Nn，其中n为正整数，且相邻胶层单元折射率的差值的绝对值小于或等于0.1，光纤外包层的折射率小于任一胶层单元的折射率。封装装置2的一侧设有冷却介质入口5，封装装置2的另一侧设有冷却介质出口7。冷却介质入口5通过冷却腔6与冷却介质出口7相连通。冷却腔6内设有冷却介质，冷却介质为水。封装装置2的截面形状为圆形。
本发明的实施例2：一种高功率光纤剥模器，包括双包层光纤1和封装装置2，双包层光纤1中部设有去涂敷层光纤4，去涂敷层光纤4上设有多级胶层3，封装装置2内设有冷却腔6，去涂敷层光纤4设于冷却腔6内。多级胶层3由不同折射率胶层单元并列组成。胶层单元按照折射率为N1、N2、N3…Nn…N3、N2、N1的顺序设于去涂敷层光纤4上。所述胶层单元的折射率满足N1＜N2＜N3＜…＜Nn，其中n为正整数，且相邻胶层单元折射率的差值的绝对值小于或等于0.1，光纤外包层的折射率小于任一胶层单元的折射率。封装装置2的一侧设有冷却介质入口5，封装装置2的另一侧设有冷却介质出口7。冷却介质入口5通过冷却腔6与冷却介质出口7相连通。冷却腔6内设有冷却介质，冷却介质为水。封装装置2的截面形状为方形。
本发明的实施例3：一种高功率光纤剥模器，包括双包层光纤1和封装装置2，双包层光纤1中部设有去涂敷层光纤4，去涂敷层光纤4上设有多级胶层3，封装装置2内设有冷却腔6，去涂敷层光纤4设于冷却腔6内。多级胶层3由不同折射率胶层单元并列组成。胶层单元按照折射率为N1、N2、N3…Nn…N3、N2、N1的顺序设于去涂敷层光纤4上。所述胶层单元的折射率满足N1＜N2＜N3＜…＜Nn，其中n为正整数，且相邻胶层单元折射率的差值的绝对值小于或等于0.1，光纤外包层的折射率小于任一胶层单元的折射率。封装装置2的一侧设有冷却介质入口5，封装装置2的另一侧设有冷却介质出口7。冷却介质入口5通过冷却腔6与冷却介质出口7相连通。冷却腔6内设有冷却介质，冷却介质为油。封装装置2的截面形状为方形。
本发明的工作原理：在高功率的光纤激光器的激光输出端设置一个高功率光纤剥模器。光纤激光器产生激光后，在光纤的包层中会存在泵浦光和高阶模式光，当光纤中的光进入光纤剥模器时，去涂敷层光纤4外的多级胶层3通过折射将泵浦光和高阶模式光剥离掉，使这些光被冷却腔6内的冷却介质吸收，其中冷却介质通过冷却介质入口5进入冷却腔6内，冷却介质同时把这些有害光转化的热量吸收并由冷却介质出口7排出，纤芯中的激光可以不受影响地在去涂敷层光纤4内传输。使光纤激光器输出高品质的激光。

Claims (7)

1.一种高功率光纤剥模器，其特征在于：包括双包层光纤（1）和封装装置（2），双包层光纤（1）中部设有去涂敷层光纤（4），去涂敷层光纤（4）上设有多级胶层（3），封装装置（2）内设有冷却腔（6），去涂敷层光纤（4）设于冷却腔（6）内。
2.根据权利要求1所述的高功率光纤剥模器，其特征在于：多级胶层（3）由不同折射率的胶层单元并列组成。
3.根据权利要求2所述的高功率光纤剥模器，其特征在于：胶层单元按照折射率为N1、N2、N3…Nn…N3、N2、N1的顺序设于去涂敷层光纤（4）上，所述胶层单元的折射率满足：N1＜N2＜N3＜…＜Nn，其中n为正整数，且相邻胶层单元折射率的差值的绝对值小于或等于0.1，光纤外包层的折射率小于任一胶层单元的折射率。
4.根据权利要求1所述的高功率光纤剥模器，其特征在于：封装装置（2）的一侧设有冷却介质入口（5），封装装置（2）的另一侧设有冷却介质出口（7）。
5.根据权利要求4所述的高功率光纤剥模器，其特征在于：冷却介质入口（5）通过冷却腔（6）与冷却介质出口（7）相连通。
6.根据权利要求1或5所述的高功率光纤剥模器，其特征在于：冷却腔（6）内设有冷却介质，冷却介质为水或油。
7.根据权利要求1所述的高功率光纤剥模器，其特征在于：封装装置（2）的截面形状为方形或圆形。
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