CN105739014A - 新型高功率光纤剥模器及其制备方法 - Google Patents

新型高功率光纤剥模器及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105739014A
CN105739014A CN201610227080.3A CN201610227080A CN105739014A CN 105739014 A CN105739014 A CN 105739014A CN 201610227080 A CN201610227080 A CN 201610227080A CN 105739014 A CN105739014 A CN 105739014A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical fiber
coated
doubly clad
mode stripper
novel high
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201610227080.3A
Other languages
English (en)
Inventor
卓壮
余建敏
代启彪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunshan Huachen Optoelectronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Kunshan Huachen Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunshan Huachen Optoelectronics Technology Co Ltd filed Critical Kunshan Huachen Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority to CN201610227080.3A priority Critical patent/CN105739014A/zh
Publication of CN105739014A publication Critical patent/CN105739014A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/245—Removing protective coverings of light guides before coupling

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)

Abstract

本发明公开了一种新型高功率光纤剥模器及其制备方法，通过溶胶凝胶法或其他制备方法在去除外包层的双包层光纤上涂覆一层耐高温的高折射率(折射率大于内包层的折射率)的氧化物(含金属氧化物)涂层，并在氧化物(含金属氧化物)涂层外包封一玻璃套管，可避免使用有机胶水，使高功率光纤剥模器能够承受更高的温度，从而增加产品的可靠性和稳定性，还可避免采用类似光栅结构，因偏光而烧蚀光纤涂覆层，且玻璃套管可对高功率光纤剥模器进行防护。

Description

新型高功率光纤剥模器及其制备方法
技术领域
本发明涉及高功率光纤激光器技术领域，具体是涉及一种采用溶胶凝胶法制备高折射率氧化物涂层的高功率光纤剥模器及其制备方法。
背景技术
高功率光纤激光器具有光束质量好、效率高、结构紧凑和散热性好等优点，近年来得到快速的发展。为了实现高功率激光的输出，通常采用双包层掺杂光纤作为有源光纤。泵浦光在有源光纤内包层中传播的同时，不断被纤芯吸收，在谐振腔反馈的条件下，产生激光。由于有源光纤的有限长度和包层中螺旋光存在等原因导致泵浦光不能被纤芯完全吸收，会有残余泵浦光存在。同时，光纤之间的不完美熔接和光纤本身的局部缺陷也会导致部分信号光泄漏到包层中。这两种光在包层中传播形成包层光。包层光的存在使激光能量分布不集中，严重影响激光的光束质量，从而影响后续激光合束和激光加工效果。在高功率光纤激光器中，包层光功率太大甚至会对后续器件产生破坏。因此除去包层光是非常必要的。
目前，现有的高功率光纤剥模器制备技术，较多的是将双包层光纤外包层剥除后，在内包层表面沿着光纤单段或者分段涂覆一层单一或不同高折射率的有机胶水，破坏原来的全反射条件，使包层光可以泄漏到外部空间中。由于高折射率有机胶水是有机聚合物，能够长期承受的温度有限。长时间高温条件下使用，可能导致胶水性质发生变化，光吸收增加，且温度升高，会进一步加剧光吸收，最终可能导致剥模器损坏，严重影响高功率光纤激光器的稳定性。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出一种高功率光纤剥模器及其制备方法，通过在去除外包层的双包层光纤上涂覆一层耐高温的高折射率氧化物(含金属氧化物)涂层，避免使用有机胶水，使高功率光纤剥模器能够承受更高的温度，增加了产品的可靠性和稳定性。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种新型高功率光纤剥模器，包括双包层光纤，所述双包层光纤包括光纤纤芯、内包层和外包层，所述双包层光纤轴向形成有至少一段剥离了外包层暴露出内包层的待涂覆光纤段，所述待涂覆光纤段上涂覆有至少一层耐高温的折射率高于内包层的氧化物涂层，所述氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上包封有一封装件。
进一步的，所述双包层光纤轴向形成有一段或两段所述待涂覆光纤段，且所述待涂覆光纤段上涂覆有一层所述氧化物涂层。
进一步的，所述双包层光纤轴向形成有两段所述待涂覆光纤段，两段待涂覆光纤段上涂覆的两段所述氧化物涂层通过一个所述封装件包封。
进一步的，所述氧化物涂层为SiO2、Al2O3、Ti2O3。
进一步的，所述封装件为玻璃套管。
一种新型高功率光纤剥模器的制备方法，首先，将双包层光纤轴向至少一段的外包层剥离，暴露出内包层，形成至少一段待涂覆光纤段；然后，将醇盐前驱体溶解于液体介质中制备出氧化物的前驱体溶液，将去除外包层的双包层光纤置于该前驱体溶液中进行胶凝，将湿凝胶干燥，并进行局部高温热处理，使氧化物熔覆在双包层光纤的内包层上，并和外包层成为一体，形成氧化物涂层；最后，将一封装件包封在氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上。
进一步的，所述局部高温热处理的方法为采用CO2激光扫描加热、感应电加热、电阻加热。
进一步的，所述加热在空气或氧气环境中进行。
本发明的有益效果是：本发明提供一种高功率光纤剥模器及其制备方法，通过在去除外包层的双包层光纤上涂覆一层耐高温的高折射率(折射率大于内包层的折射率)的氧化物(含金属氧化物)涂层，并在氧化物(含金属氧化物)涂层外包封一玻璃套管，可避免使用有机胶水，使高功率光纤剥模器能够承受更高的温度，从而增加产品的可靠性和稳定性，还可避免采用类似光栅结构，因偏光而烧蚀光纤涂覆层，且玻璃套管可对高功率光纤剥模器进行防护。较佳的，该氧化物涂层可以为高折射率的SiO2、Al2O3、Ti2O3等。较佳的，可以对双包层光纤进行单段或者两段或多段涂覆氧化物(含金属氧化物)涂层。该氧化物(含金属氧化物)涂层采用局部高温处理，以确保氧化物涂层熔覆在光纤内包层上，和外包层成为一体。较佳的，该热处理的方法可采用CO2激光扫描加热、感应电源加热及电阻加热等系列局部加热方法，加热氛围可在空气和氧气环境中进行。
附图说明
图1为本发明高功率光纤剥模器一实施例结构示意图；
图2为本发明高功率光纤剥模器涂覆氧化物处截面图；
图3为本发明高功率光纤剥模器另一实施例结构示意图；
结合附图，作以下说明：
1——双包层光纤11——光纤纤芯
12——内包层13——外包层
14——待涂覆光纤段2——氧化物涂层
3——封装件
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1和图2所示，一种新型高功率光纤剥模器，包括双包层光纤1，所述双包层光纤包括光纤纤芯11、内包层12和外包层13，所述双包层光纤轴向形成有一段(单段)剥离了外包层暴露出内包层的待涂覆光纤段14，所述待涂覆光纤段上涂覆有一层溶胶凝胶法制备的耐高温的折射率高于内包层的氧化物涂层2，所述氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上包封有一封装件3。通过溶胶凝胶法在去除外包层的双包层光纤上涂覆一层耐高温的高折射率(折射率大于内包层的折射率)的氧化物(含金属氧化物)涂层，并在氧化物(含金属氧化物)涂层外包封一玻璃套管，可避免使用有机胶水，使高功率光纤剥模器能够承受更高的温度，从而增加产品的可靠性和稳定性，还可避免采用类似光栅结构，因偏光而烧蚀光纤涂覆层，且玻璃套管可对高功率光纤剥模器进行防护。
作为优选的实施方式，所述氧化物涂层为SiO2、Al2O3、Ti2O3，但限于此，其他耐高温的高折射率的氧化物涂层也可。
优选的，所述封装件为玻璃套管，但不限于此，其他可以起到对高功率光纤剥模器进行防护作用的套管也可以。本实施例中优选玻璃套管。
一种新型高功率光纤剥模器的制备方法，首先，将双包层光纤轴向至少一段的外包层剥离，暴露出内包层，形成至少一段待涂覆光纤段；然后，将醇盐前驱体溶解于液体介质中制备出氧化物的前驱体溶液，将去除外包层的双包层光纤置于该前驱体溶液中进行胶凝，将湿凝胶干燥，并进行局部高温热处理，使氧化物熔覆在双包层光纤的内包层上，并和外包层成为一体，形成氧化物涂层；最后，将一封装件包封在氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上。这样，该氧化物(含金属氧化物)凝胶涂层采用局部高温处理，可确保氧化物涂层熔覆在双包层光纤的内包层上，和外包层成为一体。
作为优选的实施方式，所述局部高温热处理的方法可采用CO2激光扫描加热、感应电加热、电阻加热等系列局部加热方法。所述加热在空气或氧气环境中进行。
调节涂覆层材料的折射率，控制包层光衰减效率。制备方法包括旋涂法、溶胶凝胶法、喷雾热解法等化学制备的方法以及磁控溅射、热蒸发、粒子束蒸发、PLD、MCVD等物理沉积的方法。
本发明高功率光纤剥模器用来剥除残余泵浦光和包层中传输的信号光，以保护光纤激光器长期稳定工作，其工作原理为：包层光在光纤中的传播满足全反射条件，通过在剥除了外包层的内包层上涂覆一层高折射率的氧化物(含金属氧化物)涂层，可破坏包层光的全反射条件，使包层光通过氧化物(含金属氧化物)涂层泄漏到外部环境中。高折射率的氧化物(含金属氧化物)涂层的制备方法包括旋涂法、溶胶凝胶法、喷雾热解法等化学制备的方法以及磁控溅射、热蒸发、粒子束蒸发、PLD、MCVD等物理沉积的方法。优选的，本发明采用溶胶凝胶法制备。由于该氧化物涂层具有耐高温的性能，因此，相比现有技术中涂覆有机胶水的技术方案，本发明能够长期承受更高的温度，避免考虑高温对有机高折射率胶水的影响，提高了产品的稳定性和使用寿命。
实施例2
如图3所示，本实施例2包含实施例1中新型高功率光纤剥模器的大部分技术特征，其区别在于，双包层光纤轴向形成有两段待涂覆光纤段，两段待涂覆光纤段上涂覆的氧化物涂层通过一个所述封装件包封，且待涂覆光纤段上涂覆有一层所述氧化物涂层。在其他实施例中，双包层光纤轴向还可以形成多段待涂覆光纤段，多段待涂覆光纤段上涂覆的氧化物涂层可以共用一个玻璃套管或一段氧化物涂层使用一个玻璃套管包封。
以上实施例是参照附图，对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本发明的实质的情况下，都落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型高功率光纤剥模器，包括双包层光纤(1)，所述双包层光纤包括光纤纤芯(11)、内包层(12)和外包层(13)，其特征在于：所述双包层光纤轴向形成有至少一段剥离了外包层暴露出内包层的待涂覆光纤段(14)，所述待涂覆光纤段上涂覆有至少一层耐高温的折射率高于内包层的氧化物涂层(2)，所述氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上包封有一封装件(3)。
2.根据权利要求1所述的新型高功率光纤剥模器，其特征在于：所述双包层光纤轴向形成有一段或两段所述待涂覆光纤段，且所述待涂覆光纤段上涂覆有一层所述氧化物涂层。
3.根据权利要求1所述的新型高功率光纤剥模器，其特征在于：所述双包层光纤轴向形成有两段所述待涂覆光纤段，两段待涂覆光纤段上涂覆的两段所述氧化物涂层通过一个所述封装件包封。
4.根据权利要求1所述的新型高功率光纤剥模器，其特征在于：所述氧化物涂层为SiO2、Al2O3、Ti2O3。
5.根据权利要求1所述的新型高功率光纤剥模器，其特征在于：所述封装件为玻璃套管。
6.一种新型高功率光纤剥模器的制备方法，其特征在于：首先，将双包层光纤轴向至少一段的外包层剥离，暴露出内包层，形成至少一段待涂覆光纤段；然后，将醇盐前驱体溶解于液体介质中制备出氧化物的前驱体溶液，将去除外包层的双包层光纤置于该前驱体溶液中进行胶凝，将湿凝胶干燥，并进行局部高温热处理，使氧化物熔覆在双包层光纤的内包层上，并和外包层成为一体，形成氧化物涂层；最后，将一封装件包封在氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上。
7.根据权利要求6所述新型高功率光纤剥模器的制备方法，其特征在于：所述局部高温热处理的方法为采用CO2激光扫描加热、感应电加热、电阻加热。
8.根据权利要求7所述新型高功率光纤剥模器的制备方法，其特征在于：所述加热在空气或氧气环境中进行。
CN201610227080.3A 2016-04-13 2016-04-13 新型高功率光纤剥模器及其制备方法 Withdrawn CN105739014A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610227080.3A CN105739014A (zh) 2016-04-13 2016-04-13 新型高功率光纤剥模器及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610227080.3A CN105739014A (zh) 2016-04-13 2016-04-13 新型高功率光纤剥模器及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105739014A true CN105739014A (zh) 2016-07-06

Family

ID=56254178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610227080.3A Withdrawn CN105739014A (zh) 2016-04-13 2016-04-13 新型高功率光纤剥模器及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105739014A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108627916A (zh) * 2017-03-16 2018-10-09 Ofs菲特尔有限责任公司 用于光学系统的包层模剥离器及其形成方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012088267A2 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Nufern Rough-clad optical fibers
CN103257399A (zh) * 2013-04-26 2013-08-21 中国人民解放军国防科学技术大学 一种用于光纤激光器且可滤除包层光的装置
CN103560383A (zh) * 2013-11-19 2014-02-05 山东海富光子科技股份有限公司 一种高功率光纤包层模式滤除器
WO2015017909A1 (en) * 2013-08-07 2015-02-12 Coractive High-Tech Inc. A spatially modulated cladding mode stripper and optical fiber therewith
JP2015132773A (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 株式会社フジクラ 光デバイスおよびその製造方法
US20150362684A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Pump beam stripper and manufacturing method of the same
CN205562862U (zh) * 2016-04-13 2016-09-07 昆山华辰光电科技有限公司 新型高功率光纤剥模器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012088267A2 (en) * 2010-12-23 2012-06-28 Nufern Rough-clad optical fibers
CN103257399A (zh) * 2013-04-26 2013-08-21 中国人民解放军国防科学技术大学 一种用于光纤激光器且可滤除包层光的装置
WO2015017909A1 (en) * 2013-08-07 2015-02-12 Coractive High-Tech Inc. A spatially modulated cladding mode stripper and optical fiber therewith
CN103560383A (zh) * 2013-11-19 2014-02-05 山东海富光子科技股份有限公司 一种高功率光纤包层模式滤除器
JP2015132773A (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 株式会社フジクラ 光デバイスおよびその製造方法
US20150362684A1 (en) * 2014-06-12 2015-12-17 Electronics And Telecommunications Research Institute Pump beam stripper and manufacturing method of the same
CN205562862U (zh) * 2016-04-13 2016-09-07 昆山华辰光电科技有限公司 新型高功率光纤剥模器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108627916A (zh) * 2017-03-16 2018-10-09 Ofs菲特尔有限责任公司 用于光学系统的包层模剥离器及其形成方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103257399B (zh) 一种用于光纤激光器且可滤除包层光的装置
CN105676354A (zh) 新型侧边抛磨高功率光纤剥模器
CN206432553U (zh) 一种光纤激光器包层光剥除器
CN106094111B (zh) 一种熔接光纤的处理方法
CN205809346U (zh) 一种光纤包层功率剥除器
CN104570213B (zh) 一种高功率光纤包层功率剥离器装置
CN205562862U (zh) 新型高功率光纤剥模器
WO2011085619A1 (zh) 大模场有源光纤及其制造方法
CN101666890B (zh) 高功率光纤准直器及其制造方法
CN207882578U (zh) 一种激光合束器
CN106469888A (zh) 一种光纤器件及其制作方法
CN109768459A (zh) 一种激光刻蚀的泵浦光剥除器及其制作方法
CN109188610A (zh) 一种带有封装结构的光纤合束器
JP2015079942A (ja) 高パワーで液体冷却された励起光および信号光の結合器
CN104185931B (zh) 大功率金属包层模式吸收器
CN105739014A (zh) 新型高功率光纤剥模器及其制备方法
CN204666860U (zh) 光纤包层模滤除器
CN107092054A (zh) 一种有源光纤熔接点保护装置及方法
TWI667853B (zh) High power fiber laser beam combining component
CN109546523A (zh) 一种光纤激光器的光剥离器及光剥离方法
CN102208741A (zh) 一种高效剩余泵浦光衰减方法
CN105703207A (zh) 光纤包层光功率剥离器
CN203574218U (zh) 一种高功率光纤传输系统
CN208246058U (zh) 一种激光清洗装置
CN206834506U (zh) 一种（2+1）×1侧面融锥型光纤泵浦合束器及其封装装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20160706