CN107290822A - 包层光滤除器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

包层光滤除器的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一：将双包层光纤(1)中的一段经过去除外包层和涂覆层，裸露出内包层，形成去除了外包层和涂覆层的光纤(3)；步骤二：采用离子束刻蚀对去除了外包层和涂覆层的光纤(3)进行锥型细化处理；形成从去除了外包层和涂覆层的光纤(3)两端向中间形成两个锥型，即仅包含内包层的去除了外包层和涂覆层的光纤(3)两个端部粗、中间部分细，两个锥型细端连在一起或两个锥型中间由一部分均匀的去除了外包层和涂覆层的光纤(3)连接在一起；本发明的技术效果：本发明不引入其他物质，减少污染，微型导光槽数量和形状，使包层中的激光和泵浦光在光学玻璃层界面处发散，降低了局部能量聚集。

Description

包层光滤除器的制造方法
技术领域
本发明是一种制备包层光滤除器的方法，涉及光纤激光器件技术领域，特别是涉及一种采用离子束刻蚀光纤制备包层光滤除器的方法。
背景技术
包层功率滤除装置是光纤激光器中的重要组成部分，通过在光纤激光器直接输出端和光纤激光放大系统输入端之前将光纤包层中的泵浦光和激光滤除，可以有效提高光纤激光器的运转安全性，包层功率滤除装置是保证激光器安全稳定运行和激光输出质量的重要光纤器件。通过引入离子刻蚀技术，将低压惰性气体离子化，经过加速、集束使具有一定速度的离子通过的机械撞击来加工材料，提高材料加工精度，减小材料污染。
现有的技术和方法是将单包层光纤或者双包层光纤的一段涂覆层和外包层去除，通过涂敷折射率大于去除部分的光学胶，或者腐蚀光纤表面，使包层中的泵浦光或者激光因为折射率变化或者全反射条件的破坏而泄露，但是由于光学胶对于泵浦光和激光的吸收，以及光学胶本身热传导系数低，造成了光学胶层中的光能迅速转化为热能，光学胶的温度迅速上升，增加了光学胶在使用中的不稳定性；而腐蚀光纤表面无法精确控制处理过程，同时会对光纤自身强度造成影响，从而影响器件安全性及系统稳定性，甚至损坏光纤激光器。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备包层光滤除器的方法，以克服上述现有技术的不足。
包层光滤除器的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一：将双包层光纤1中的一段经过去除外包层和涂覆层，裸露出内包层，形成去除了外包层和涂覆层的光纤3；
步骤二：采用离子束刻蚀对去除了外包层和涂覆层的光纤3进行锥型细化处理；形成从去除了外包层和涂覆层的光纤3两端向中间形成两个锥型，即仅包含内包层的去除了外包层和涂覆层的光纤3两个端部粗、中间部分细，两个锥型细端连在一起或两个锥型中间由一部分均匀的去除了外包层和涂覆层的光纤3连接在一起；
步骤三：采用离子束刻蚀对已经锥型细化处理后的去除了外包层和涂覆层的光纤3表面进行微型导光槽加工处理，使去除了外包层和涂覆层的光纤3外表面排列布满微型导光槽；
步骤四：在去除了外包层和涂覆层的光纤3外面包裹有金属外壳2，包裹有金属外壳2的内表面与去除了外包层和涂覆层的光纤3外表面固定连接在一起，并将去除了外包层和涂覆层的光纤3密封在金属外壳2内。
在金属外壳2的壁内开有冷却水道。
所述的去除了外包层和涂覆层的光纤3外表面均匀排列布满微型导光槽。
所述的去除了外包层和涂覆层的光纤3两个锥型部分和两个锥型之间匀粗部分三部分分别各自均匀排列布满微型导光槽。
所述的双包层光纤的外包层和涂覆层剥除长度选择大于10cm，且小于15cm。
本发明的技术效果：与现有技术相比，本发明的有益效果是直接利用双包层光纤本身的材料特性，不引入其他物质，减少污染，同时可以根据实验设计和使用情况，更改相应位置的微型导光槽数量和形状，达到定点定型定量加工，使包层中的激光和泵浦光在光学玻璃层界面处发散，降低了局部能量聚集，最大程度使包层光以光的形式传播，提高包层功率滤除装置的安全稳定性。
附图说明
图1、为本发明制备的包层光滤除器等轴图；
图2、为本发明制备的包层光滤除器剖视图。
图3、为本发明制备的包层光滤除器局部示意图。
附图中的标记为：1为双包层光纤；2为金属外壳；3为去除了外包层和涂覆层的光纤。
具体实施方式
包层光滤除器的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一：将双包层光纤1中的一段经过去除外包层和涂覆层，裸露出内包层，形成去除了外包层和涂覆层的光纤3；
步骤二：采用离子束刻蚀对去除了外包层和涂覆层的光纤3进行锥型细化 处理；形成从去除了外包层和涂覆层的光纤3两端向中间形成两个锥型，即仅包含内包层的去除了外包层和涂覆层的光纤3两个端部粗、中间部分细，两个锥型细端连在一起或两个锥型中间由一部分均匀的去除了外包层和涂覆层的光纤3连接在一起；
步骤三：采用离子束刻蚀对已经锥型细化处理后的去除了外包层和涂覆层的光纤3表面进行微型导光槽加工处理，使去除了外包层和涂覆层的光纤3外表面排列布满微型导光槽；
步骤四：在去除了外包层和涂覆层的光纤3外面包裹有金属外壳2，包裹有金属外壳2的内表面与去除了外包层和涂覆层的光纤3外表面固定连接在一起，并将去除了外包层和涂覆层的光纤3密封在金属外壳2内。
在金属外壳2的壁内开有冷却水道。
所述的去除了外包层和涂覆层的光纤3外表面均匀排列布满微型导光槽。
所述的去除了外包层和涂覆层的光纤3两个锥型部分和两个锥型之间匀粗部分三部分分别各自均匀排列布满微型导光槽。
所述的双包层光纤的外包层和涂覆层剥除长度选择大于10cm，且小于15cm。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明的包层功率滤除装置等轴视图，如图所示，本发明通过离子束刻蚀制造的包层光滤除器，特点是其构成包括经过外表面离子束刻蚀处理的去除外包层和涂覆层的光纤3和金属外壳2；双包层光纤1的外包层和涂覆层剥除一段裸露出包层，形成去除外包层和涂覆层的光纤3；将所述的去除外包层和涂覆层的光纤3的外表面进行离子束刻蚀处理，再与金属外壳2固定并密封。
①选定需要滤除包层功率的位置，双包层光纤1的外包层和涂覆层剥除一段裸露出内包层，形成去除外包层和涂覆层的光纤3；
④采用离子束刻蚀的方法，对所述的将所述的去除外包层和涂覆层的光纤(3)进行锥形细化及外表面微型导光槽加工处理；
⑤将所述离子束刻蚀处理后将所述的去除外包层和涂覆层的光纤3放入所述的金属外壳2中，固定并密封。
本发明的工作原理：在高功率激光器的输出端设置一个通过离子束刻蚀制造的包层光滤除器。光纤激光器产生激光后，在光纤的包层中会存在泵浦光和 激光，当光纤的包层光通过通过离子束刻蚀制造的包层光滤除器时，由于去除外包层和涂覆层的光纤3通过离子束刻蚀进行了锥型细化及外表面微型导光槽加工处理，使包层光在传播过程中无法以完成全反射，从而在外表面发生散射，光照射在金属外壳2上吸收，转化为少量热量，通过金属外壳2去除。双包层光纤1中的包层光被滤出，从而提高了光纤激光器激光质量及安全稳定性。
一种采用离子束刻蚀光纤制备包层光滤除器的新方法，其特征在于：包括双包层光纤1和金属外壳2，光纤中设有去除外包层和涂覆层的光纤3，去除外包层和涂覆层的光纤3经过离子束刻蚀锥型细化及其外表面微型导光槽加工，金属外壳2中设有冷却水道。
去除外包层和涂覆层的光纤3)用离子束刻蚀进行锥形细化和外表面微型导光槽加工处理。
锥形细化按照双包层光纤1中光的传播方向从粗到细进行离子束刻蚀。
去除外包层和涂覆层的光纤3的外表面根据实验设计及使用情况，加工成微型导光槽。
去除外包层和涂覆层的光纤3的外表面微型导光槽尺寸级别为10μm。
提供了一种采用离子束刻蚀光纤制备包层光滤除器的新方法，去除双包层光纤的外包层和涂敷层后，直接采用离子束刻蚀方法，对光纤的内包层进行加工处理，使光纤在滤除段呈现出锥形，并在光纤内包层表面加工出均匀排列的微型导光槽，减小了因为腐蚀造成的不可控及机械损伤，可以根据实验设计及使用情况，在光学玻璃层外表面进行定点定型加工，使传输的泵浦光和激光最大程度上以光的形式发散出去，提高包层功率滤除装置的滤除效果及安全稳定性。
本发明所涉及的技术解决原理：
将双包层光纤的一段外包层和涂覆层剥除，经过离子束刻蚀处理，将光纤加工成表面光滑的锥型体，根据实验设计及使用情况，在去除外包层和涂覆层的光纤表面均匀加工出微型导光槽，破坏光在全反射过程中的角度条件，包层中的泵浦光和激光从光学玻璃层的发散，达到滤除效果。
所述的通过离子束刻蚀制造包层光滤除器的方法的技术方案：
①选定需要滤除包层功率的位置，将者双包层光纤的一段外包层和涂覆层剥除；
②采用离子束刻蚀对双包层光纤去除外包层和涂敷层的部分进行锥型细化处理；
③采用离子束刻蚀对已经锥型细化处理后的光纤表面进行加工，使光纤外表面均匀排列布满微型导光槽；
④将加工处理好的去除外包层和涂覆层的光纤直接固定并密封在金属外壳中；
⑤由于双包层光纤内包层形状的变化，破坏了光在全反射过程中的角度条件，滤出的包层光从光纤锥形表面照射到金属外壳的内壁。
所述的双包层光纤的外包层和涂覆层剥除长度根据滤除效果的选择大于10cm。
所述的去除外包层和涂覆层的光纤按照光的传播方向从粗到细进行锥型细化处理。
所述的去除外包层和涂覆层的光纤外表面根据实验设计和使用情况加工出微型导光槽。
所述的去除外包层和涂覆层的光纤外表面均匀排列布满微型导光槽。
所述的去除外包层和涂覆层的光纤外表面微型导光槽尺寸级别为10μm。
所述的去除外包层和涂覆层的光纤截面形状为圆形。
所述的通过离子束刻蚀制造的包层光滤除器中，去除外包层和涂覆层的光纤应固定并密封在在金属外壳中。
本发明公开了一种采用离子束刻蚀制备光纤包层光滤除器的新方法，属于光纤激光器件技术领域，包括双包层光纤1和金属外壳2，双包层光纤中设有去除外包层和涂覆层的光纤3，去除外包层和涂覆层的光纤3经过外表面离子束刻蚀锥形细化处理，其中去除外包层和涂覆层的光纤3外表面需要加工出微型导光槽，外壳2中设有冷却水道。与传统技术相比，本发明能够提供一种可以维持千瓦级激光输出时使用的包层功率滤除装置，它通过离子束刻蚀对去除外包层和涂覆层的光纤进行锥型细化及其外表面微型导光槽加工，破坏光在全反射过程中的角度条件，使激光和剩余泵浦光从处理后的光纤表面发散。这种方法可以最大程度使包层光以光的形式发散，保证了光纤表面材料的均匀性和强度， 同时光纤表面可以定点定型定量处理，提高了光纤激光器的输出质量和整体安全性、稳定性。

Claims (5)

1.包层光滤除器的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：
步骤一：将双包层光纤(1)中的一段经过去除外包层和涂覆层，裸露出内包层，形成去除了外包层和涂覆层的光纤(3)；
步骤二：采用离子束刻蚀对去除了外包层和涂覆层的光纤(3)进行锥型细化处理；形成从去除了外包层和涂覆层的光纤(3)两端向中间形成两个锥型，即仅包含内包层的去除了外包层和涂覆层的光纤(3)两个端部粗、中间部分细，两个锥型细端连在一起或两个锥型中间由一部分均匀的去除了外包层和涂覆层的光纤(3)连接在一起；
步骤三：采用离子束刻蚀对已经锥型细化处理后的去除了外包层和涂覆层的光纤(3表面进行微型导光槽加工处理，使去除了外包层和涂覆层的光纤3外表面排列布满微型导光槽；
步骤四：在去除了外包层和涂覆层的光纤(3)外面包裹有金属外壳(2)，包裹有金属外壳(2)的内表面与去除了外包层和涂覆层的光纤(3)外表面固定连接在一起，并将去除了外包层和涂覆层的光纤(3)密封在金属外壳(2)内。
2.根据权利要求1所述的包层光滤除器的制造方法，其特征在于，在金属外壳(2)的壁内开有冷却水道。
3.根据权利要求1或2所述的包层光滤除器的制造方法，其特征在于，所述的去除了外包层和涂覆层的光纤3外表面均匀排列布满微型导光槽。
4.根据权利要求1或2所述的包层光滤除器的制造方法，其特征在于，所述的去除了外包层和涂覆层的光纤(3)两个锥型部分和两个锥型之间匀粗部分三部分分别各自均匀排列布满微型导光槽。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的包层光滤除器的制造方法，其特征在于，所述的双包层光纤的外包层和涂覆层剥除长度选择大于10cm，且小于15cm。
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