CN105372759A - 用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光纤加工，提供了一种用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法，先采用浓硫酸腐蚀去除光纤的涂覆层，同时采用氢氟酸、缓冲剂以及增稠剂混合制备腐蚀浆，将光纤的涂覆层去除段插入腐蚀浆内腐蚀内包层，然后对两次腐蚀后的光纤进行清洗并封装。本发明的操作步骤中，光纤采用两步腐蚀的方法在内包层的外表面形成稳定的粗糙面，应用时残余的包层光通过漫反射被剥离，另外由于采用浓硫酸去除涂覆层，不但方便快速，而且去除非常干净，内包层上不会残留任何涂覆层，使其耐热以及散热性能优异。

Description

用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法

技术领域

本发明涉及高功率光纤激光器，尤其涉及一种用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法。

背景技术

大功率光纤激光器具有光束质量优异、散热性好等优点，使其逐步取代传统的高功率激光器。为了实现高功率激光的传输，会采用纤芯掺杂的双包层光纤作为有源光纤。泵浦光以斜射的方式注入到有源光纤内包层中，发生反射进而在光纤中反复穿越，纤芯中的稀土离子吸收泵浦光产生的激光则沿纤芯传播。但是，光纤包层中由于螺旋光的存在导致泵浦光不可能完全被纤芯吸收，就会形成残余光，对光纤激光器输出端的光束整形等设备带来额外的热沉积，甚至影响输出光斑质量。所以，在这样的光学系统中，将包层光剥离出去是一项非常有必要的工作。

目前技术，主要是在光纤内包层上涂覆高折射率的有机高分子材料，用以剥离双包层光纤中的包层功率。例如专利号CN101718916A《剥离双包层光纤中剩余泵浦光的方法》，但是这种方法有一定的弊端，涂覆的有机材料导热率很小，剥离器在工作的过程中温度剧烈上升，热稳定性变差，涂覆工艺的差异也会使功率耐受能力不同。专利号CN103197440A《一种剥离双包层光纤中光功率的方法》提出使用金属镀膜代替有机材料来克服光纤散热问题，但是操作工序复杂，需要真空镀膜设备成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法，旨在用于解决现有光纤剥离内包层操作比较复杂。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法，包括以下操作步骤：

去除光纤涂覆层：室温下将光纤的中心区域浸没入浓硫酸中去除所述光纤的涂覆层，擦洗所述光纤表面，所述涂覆层的去除长度接近所述光纤的封装长度；

制备腐蚀浆：采用氢氟酸、缓冲剂以及增稠剂混合制成；

腐蚀操作：将所述光纤去除所述涂覆层的部分插入制备好的所述腐蚀浆中，所述光纤被腐蚀的长度小于所述光纤去除的所述涂覆层长度；

清洗光纤：将所述光纤的腐蚀段浸没入碱性溶液中，取出后对所述光纤表面再次进行擦洗；

封装：将腐蚀并清洗完成后的所述光纤采用石英管进行封装。

进一步地，所述氢氟酸中氟化氢的浓度为20～40％，所述缓冲剂为氟化铵、氟化氢铵和氯化铵中的一种或几种，所述增稠剂为淀粉、冰晶石、硫酸钡中的一种或几种。

进一步地，在去除所述涂覆层时，所述光纤在所述浓硫酸中静置2-15min。

在进行擦洗时，先采用离子水冲洗所述光纤表面，然后采用沾有乙醇或者丙酮的擦拭纸擦净。

进一步地，腐蚀后，所述光纤对应的腐蚀段插入所述碱液中10-60s取出。

进一步地，所述光纤浸没于所述腐蚀浆中的时间为2-10min。

本发明具有以下有益效果：

本发明的腐蚀方法中，先采用腐蚀的方式去除光纤表面的涂覆层，由于浓硫酸对涂覆层具有较强的腐蚀性，而难以对内包层形成腐蚀，即采用浓硫酸腐蚀的方法可以快速去除涂覆层，非常方便，对内包层的损伤小，而在去除涂覆层时则采用制备的腐蚀浆进行腐蚀，主要是采用氢氟酸腐蚀内包层，同时腐蚀浆内还添加有缓冲剂与增稠剂，从而可以在光纤腐蚀段形成稳定的粗糙面，满足其在光纤激光器中光路的传输要求。在上述工艺步骤中，通过两步腐蚀的方法以剥离内包层，不但操作方便，形成稳定的粗糙面，而且精度高，表面为涂层。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的光纤封装后的结构示意图；

图2为图1的光纤封装后的截面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1以及图2，本发明实施例提供一种用于包层光剥离器的光纤1湿法腐蚀方法，包括以下操作步骤：

去除光纤1涂覆层11：在室温下将光纤1的中心区浸没入浓硫酸中，通过浓硫酸的强腐蚀性可以有效去除光纤1浸没段的涂覆层11，然后将该光纤1由浓硫酸内取出并对其表面进行擦拭，在后续步骤中需要对加工的光纤1进行封装，采用浓硫酸腐蚀光纤1涂覆层11的长度应接近光纤1的封装长度，即光纤1去除涂覆层11的部分应全部位于封装结构内；

制备腐蚀浆：采用氢氟酸、缓冲剂以及增稠剂，即向氢氟酸溶液内添加有一定量的缓冲剂与增稠剂，使得制备后的腐蚀浆对玻璃类物质具有较强的腐蚀性；

腐蚀操作：将光纤1去除涂覆层11的部分插入上述制备好的腐蚀浆中，采用腐蚀浆的强腐蚀性腐蚀光纤1的内包层12，当然在该腐蚀操作中，光纤1的内包层12腐蚀长度应小于光纤1去除的涂覆层11长度；

清洗光纤1；在上述腐蚀操作完成后，将光纤1有腐蚀浆中抽出，并将光纤1的腐蚀段浸没入碱性溶液中，通过碱性溶液中和光纤1表面携带的酸性溶液，且在将其由碱性溶液中取出后，对光纤1的表面再次进行擦洗；

封装：在上述步骤均操作完成后，对经过两次腐蚀的光纤1进行封装，且通常将该腐蚀段封装于石英管2内。

在上述操作步骤中，去除光纤1涂覆层11步骤与制备腐蚀浆步骤的顺序可以互换，也可以两者同步进行，由于内包层12的成分与玻璃成分相近，在采用浓硫酸腐蚀涂覆层11时，浓硫酸不会对内包层12产生腐蚀作用，对此采用浓硫酸去除涂覆层11的方式，相比传统手动剥离的方式，不但方便快速，内表层表面涂覆层11去除比较干净，而且易于控制不会破坏内包层12表面，而在另一腐蚀步骤中在氢氟酸内添加有缓冲剂与增稠剂，采用这种成分的腐蚀浆在腐蚀内包层12时，内包层12的表面具有稳定的粗糙面，具体形成无规则的鳞片状，在应用时残余的包层光通过漫反射被剥离，最小剥离率≥30dB，而且表面无任何涂覆层11，耐热以及散热性能优异，也无涂覆层11振动脱落风险，可以应用于大功率的光纤1激光器系统。

具体参见图1，细化腐蚀浆的制备成分，腐蚀浆的主要成分为氢氟酸溶液，而在氢氟酸溶液中氟化氢的浓度则为20～40％，而缓冲剂一般选用氟化铵、氟化氢铵或者氯化铵，其可为上述的一种或者多种，增稠剂可为淀粉、冰晶石以及硫酸钡中的一种或者多种。在将光纤1去除涂覆层11的部分插入制备好的腐蚀浆中，其腐蚀时间可为2-10min，而在实际操作中较优方案可为4-5min，腐蚀后的内表层表面可形成稳定的粗糙面。对于涂覆层11的去除，则通常是将光纤1的待腐蚀段静置于浓硫酸中2-15min，涂覆层11即可在浓硫酸的强腐蚀性下快速剥离，效率比较高。

在两步清洗光纤1时，均需采用沾有乙醇或者丙酮的擦拭纸进行擦洗，以使光纤1表面不会存有。而在第二次腐蚀后，还需先将光纤1的腐蚀段插入碱液中10-60s取出，消除光纤1腐蚀段表面存有的腐蚀浆，然后采用离子水冲洗该光纤1表面，以去除光纤1表面存留的碱液。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

去除光纤涂覆层：室温下将光纤的中心区域浸没入浓硫酸中去除所述光纤的涂覆层，擦洗所述光纤表面，所述涂覆层的去除长度接近所述光纤的封装长度；

制备腐蚀浆：采用氢氟酸、缓冲剂以及增稠剂混合制成；

腐蚀操作：将所述光纤去除所述涂覆层的部分插入制备好的所述腐蚀浆中，所述光纤被腐蚀的长度小于所述光纤去除的所述涂覆层长度；

清洗光纤：将所述光纤的腐蚀段浸没入碱性溶液中，取出后对所述光纤表面再次进行擦洗；

封装：将腐蚀并清洗完成后的所述光纤采用石英管进行封装。

2.如权利要求1所述的用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法，其特征在于：所述氢氟酸中氟化氢的浓度为20～40％，所述缓冲剂为氟化铵、氟化氢铵和氯化铵中的一种或几种，所述增稠剂为淀粉、冰晶石、硫酸钡中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法，其特征在于：在去除所述涂覆层时，所述光纤在所述浓硫酸中静置2-15min。

4.如权利要求1所述的用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法，其特征在于：在进行擦洗时，先采用离子水冲洗所述光纤表面，然后采用沾有乙醇或者丙酮的擦拭纸擦净。

5.如权利要求1所述的用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法，其特征在于：腐蚀后，所述光纤对应的腐蚀段插入所述碱液中10-60s取出。

6.如权利要求1所述的用于包层光剥离器的光纤湿法腐蚀方法，其特征在于：所述光纤浸没于所述腐蚀浆中的时间为2-10min。