CN112490831A - 一种光纤应力长期保持装置 - Google Patents

一种光纤应力长期保持装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112490831A
CN112490831A CN202011309768.9A CN202011309768A CN112490831A CN 112490831 A CN112490831 A CN 112490831A CN 202011309768 A CN202011309768 A CN 202011309768A CN 112490831 A CN112490831 A CN 112490831A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical fiber
stress
disc
quartz glass
long
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.)
Pending
Application number
CN202011309768.9A
Other languages
English (en)
Inventor
何幸锴
王顺艳
胡元航
冯力天
周鼎富
孙鹏
卢明腾
陈涌
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.)
North Laser Research Institute Co Ltd
South West Institute of Technical Physics
Original Assignee
North Laser Research Institute Co Ltd
South West Institute of Technical Physics
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 North Laser Research Institute Co Ltd, South West Institute of Technical Physics filed Critical North Laser Research Institute Co Ltd
Priority to CN202011309768.9A priority Critical patent/CN112490831A/zh
Publication of CN112490831A publication Critical patent/CN112490831A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06708—Constructional details of the fibre, e.g. compositions, cross-section, shape or tapering
    • H01S3/06729—Peculiar transverse fibre profile
    • H01S3/06733—Fibre having more than one cladding

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种光纤应力长期保持装置，包括：以石英玻璃作为基材，设计一种石英玻璃碟片，沿着石英玻璃碟片边沿缠绕光纤，并拉伸光纤施加预应力，用光学环氧胶将光纤与石英玻璃碟片粘合固化，使光纤应力得以保持。由于石英玻璃碟片与光纤材料热膨胀系数相同，在环境温度剧烈变化时光纤应力将保持稳定。相比于普通的光纤应力加载装置易受温度变化影响导致应力大小变化，本发明采用石英玻璃材料设计应力保持装置，光纤应力大小不受温度变化影响，能够承受长期的温度冲击；光纤应力的长期保持，可改变光纤的传输特性，从而有效抑制其内部受激布里渊散射效应，是光纤MOPA放大器中实现高峰值功率单频脉冲激光的重要途径。

Description

一种光纤应力长期保持装置
技术领域
本发明属于光纤激光器技术领域，涉及一种光纤应力长期保持装置。
背景技术
随着单频脉冲光纤激光输出功率水平的不断提高，受激布里渊散射效应成为制约单频脉冲光纤激光峰值功率进一步提高的主要因素，如何抑制受激布里渊散射效应，成为单频脉冲光纤激光器领域重要的研究课题。
当前，作为抑制受激布里渊散射效应的有效方法之一，光纤应力梯度技术具有较大的应用局限性，普通的机械应力加持方法无法适应环境温度剧烈变化造成的温度冲击。因此，长期以来，采用光纤应力梯度技术抑制受激布里渊散射效应只能应用于恒温实验室中，无法实现商用化应用。目前尚无采用光纤应力梯度技术的相关产品和专利。本专利创造性提出一种光纤应力长期保持装置，可使在不同温度环境以及剧烈温度冲击下光纤内部应力保持长期稳定存在,通过光纤的应力梯度分布，实现抑制光纤受激布里渊散射效应的作用，从而提高单频脉冲光纤激光器峰值功率的效果。
发明内容
(一)发明目的
本发明的目的是：提供一种光纤应力长期保持装置，保证在不同温度环境以及剧烈温度冲击下光纤内部应力保持长期稳定存在,从而实现抑制光纤受激布里渊散射效应的作用。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种光纤应力长期保持装置，其包括石英玻璃碟片，包括同心固连的上碟片和下碟片，上碟片尺寸小于下碟片尺寸，上碟片在下碟片上形成凸起部；沿着上碟片和下碟片形成的台阶边沿缠绕光纤，并拉伸光纤施加预应力，用光学环氧胶将光纤与石英玻璃碟片粘合固化，使光纤应力得以保持。从而使在不同温度环境以及剧烈温度冲击环境下，光纤内部应力保持长期稳定存在,从而实现抑制该段光纤内受激布里渊散射效应的作用。
其中，采用石英玻璃作为基材，利用石英玻璃碟片与光纤材料热膨胀系数相同的原理，实现光纤应力在环境温度剧烈变化的情况下保持稳定。
其中，石英玻璃碟片可以设计为空心圆环形、实心圆盘形、椭圆环形、椭圆盘形，并适应不同的结构固定安装要求。石英玻璃碟片设计为侧面盘绕结构，便于光纤盘绕、拉伸、固定工艺的实现。加持应力的光纤盘绕到石英盘上后，采用光学环氧胶粘合固化。加持应力的光纤在石英盘上盘绕一圈、或两圈、或多圈。加应力光纤多圈盘绕时采用螺旋盘绕方式，以保证盘绕光纤不重叠。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)石英玻璃碟片与光纤材料热膨胀系数相同，光纤应力在环境温度剧烈变化的情况下保持稳定，解决了应力梯度技术的环境温度适应性难题，为该项技术实现产品化提供了可能。
(2)石英玻璃碟片有多种结构形状可选，能适应各种激光器结构设计需求。
(3)可实现一级应力梯度，也可实现多级应力梯度，满足激光器性能设计需求。
(4)创造性的采用石英碟片作为光纤应力缠绕基材，解决了应力梯度技术的环境温度适应性难题，为该项技术实现产品化提供了可能。
(5)加应力光纤螺旋式盘绕有利于散热。
附图说明
图1为本发明石英玻璃碟片结构俯视图。
图2为本发明石英玻璃碟片结构侧视图。
图3为本发明石英玻璃碟片圆环方案示意图。
具体实施方式
为了进一步说明而不是限制本发明的上述实现方式，下面结合附图对本发明进一步说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施范围之中。所有这些构思应视为本技术所公开的内容和本发明的保护范围。
本发明提出一种光纤应力长期保持装置，首先以石英玻璃作为基材，设计一种石英玻璃碟片，包括同心固连的上碟片和下碟片，上碟片尺寸小于下碟片尺寸，上碟片在下碟片上形成凸起部；沿着上碟片和下碟片形成的台阶边沿缠绕光纤，并拉伸光纤施加预应力，用光学环氧胶将光纤与石英玻璃碟片粘合固化，使光纤应力得以保持。从而使在不同温度环境以及剧烈温度冲击环境下，光纤内部应力保持长期稳定存在,从而实现抑制该段光纤内受激布里渊散射效应的作用。
其中，采用石英玻璃作为基材，利用石英玻璃碟片与光纤材料热膨胀系数相同的原理，实现光纤应力在环境温度剧烈变化的情况下保持稳定。
其中，石英玻璃碟片可以设计为空心圆环形、实心圆盘形、椭圆环形、椭圆盘形，并适应不同的结构固定安装要求。石英玻璃碟片设计为侧面盘绕结构，便于光纤盘绕、拉伸、固定工艺的实现。加持应力的光纤盘绕到石英盘上后，采用光学环氧胶粘合固化。加持应力的光纤在石英盘上盘绕一圈、或两圈、或多圈。加应力光纤多圈盘绕时采用螺旋盘绕方式，以保证盘绕光纤不重叠。
实施例
按照图1至图3所示的结构图，石英玻璃材料加工为碟片1和碟片2，其中碟片1比碟片2大，将两个碟片粘接在一起成凸台形状。光纤3在碟片边沿的凸台台阶上缠绕一圈、或两圈、或多圈后拉直，沿光纤两端通过机械拉伸施加固定预应力F并保持。用光学环氧胶将光纤与石英玻璃碟片粘结固化，使光纤应力得以长期保持，待粘结固化完成后，解除光纤两端机械装置拉伸应力，被粘结段光纤将永久保持应力F。
由于石英玻璃碟片与光纤材料热膨胀系数相同，光纤应力在环境温度剧烈变化的情况下保持稳定。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种光纤应力长期保持装置，其特征在于，包括石英玻璃碟片，包括同心固连的上碟片和下碟片，上碟片尺寸小于下碟片尺寸，上碟片在下碟片上形成凸起部；沿着上碟片和下碟片形成的台阶边沿缠绕光纤，并拉伸光纤施加预应力，用光学环氧胶将光纤与石英玻璃碟片粘合固化，使光纤应力得以保持。
2.如权利要求1所述的一种光纤应力长期保持装置，其特征在于，所述石英玻璃碟片的热膨胀系数与光纤材料热膨胀系数相同。
3.如权利要求1所述的一种光纤应力长期保持装置，其特征在于，所述石英玻璃碟片设计为空心圆环形、实心圆盘形、椭圆环形、椭圆盘形。
4.如权利要求1所述的一种光纤应力长期保持装置，其特征在于，所述光纤在石英玻璃碟片侧面盘绕。
5.如权利要求1所述的一种光纤应力长期保持装置，其特征在于，所述上碟片和下碟片用光学环氧胶粘合固化。
6.如权利要求1所述的一种光纤应力长期保持装置，其特征在于，所述加持应力的光纤在石英玻璃碟片上盘绕一圈、或两圈、或多圈。
7.如权利要求6所述的一种光纤应力长期保持装置，其特征在于，所述石英玻璃碟片上盘绕两圈或多圈光纤时，采用螺旋盘绕方式，保证盘绕光纤不重叠。
8.一种光纤应力长期保持方法，其特征在于，过程为：使用石英玻璃材料加工上碟片和下碟片，下碟片尺寸大于上碟片尺寸，两个碟片同心粘接在一起成凸台形状石英玻璃碟片；光纤在石英玻璃碟片边沿的凸台台阶上缠绕一圈、或两圈、或多圈后拉直，沿光纤两端通过机械拉伸施加固定预应力F并保持；用光学环氧胶将光纤与石英玻璃碟片粘结固化，使光纤应力得以长期保持，待粘结固化完成后，解除光纤两端机械装置拉伸应力，被粘结段光纤将永久保持应力F。
9.如权利要求1-7中任一项所述光纤应力长期保持装置在光纤激光器技术领域中的应用。
10.如权利要求8所述光纤应力长期保持方法在光纤激光器技术领域中的应用。
CN202011309768.9A 2020-11-20 2020-11-20 一种光纤应力长期保持装置 Pending CN112490831A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011309768.9A CN112490831A (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种光纤应力长期保持装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011309768.9A CN112490831A (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种光纤应力长期保持装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112490831A true CN112490831A (zh) 2021-03-12

Family

ID=74932679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011309768.9A Pending CN112490831A (zh) 2020-11-20 2020-11-20 一种光纤应力长期保持装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112490831A (zh)

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1737602A (zh) * 2005-09-01 2006-02-22 上海交通大学 磁致伸缩光纤干涉型磁传感器探头
CN102162816A (zh) * 2010-12-10 2011-08-24 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种扭转式光纤加速度传感器
CN203178337U (zh) * 2013-03-20 2013-09-04 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种全光纤电流互感器传感头
CN103323385A (zh) * 2013-05-28 2013-09-25 大连理工大学 光纤锚杆腐蚀传感器
CN103344193A (zh) * 2013-07-08 2013-10-09 大连理工大学 光纤混凝土冻融膨胀应变监测传感器
CN103376522A (zh) * 2012-04-27 2013-10-30 上海科乃特激光科技有限公司 用于有缘光纤的缠绕装置
CN103631064A (zh) * 2014-01-09 2014-03-12 四川省绵阳西南自动化研究所 一种光纤内应力调节拉伸装置
CN103901696A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 中国兵器装备研究院 一种非线性效应抑制光纤放置盘
CN204065206U (zh) * 2014-08-25 2014-12-31 国家电网公司 一种光纤敏感环
CN105322431A (zh) * 2015-11-30 2016-02-10 华南理工大学 一种抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置
CN105322434A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 株式会社拓普康 激光发光装置以及激光测量机
CN206657953U (zh) * 2016-10-14 2017-11-21 苏州孚尔唯系统集成有限公司 一种光纤激光器用圆桶式锥形螺纹槽的光纤盘绕装置
CN206862297U (zh) * 2017-07-04 2018-01-09 岭东核电有限公司 分布式传感光纤预拉粘贴装置
CN107959220A (zh) * 2016-10-14 2018-04-24 苏州孚尔唯系统集成有限公司 一种光纤激光器用圆桶式锥形螺纹槽的光纤盘绕装置和方法
CN208120420U (zh) * 2018-04-20 2018-11-20 宁波杉工智能安全科技股份有限公司 用于光纤应变传感线圈制作的光纤缠绕机
CN109066277A (zh) * 2018-09-05 2018-12-21 南京先进激光技术研究院 一种高功率光纤激光器增益光纤散热装置
CN109828339A (zh) * 2019-03-15 2019-05-31 哈尔滨工程大学 一种单层光纤应变盘装置与制作方法
CN110715614A (zh) * 2019-10-18 2020-01-21 西安建筑科技大学 一种预应力frp筋的螺旋形光纤传感应变测试装置和方法

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1737602A (zh) * 2005-09-01 2006-02-22 上海交通大学 磁致伸缩光纤干涉型磁传感器探头
CN102162816A (zh) * 2010-12-10 2011-08-24 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种扭转式光纤加速度传感器
CN103376522A (zh) * 2012-04-27 2013-10-30 上海科乃特激光科技有限公司 用于有缘光纤的缠绕装置
CN103901696A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 中国兵器装备研究院 一种非线性效应抑制光纤放置盘
CN203178337U (zh) * 2013-03-20 2013-09-04 中国工程物理研究院流体物理研究所 一种全光纤电流互感器传感头
CN103323385A (zh) * 2013-05-28 2013-09-25 大连理工大学 光纤锚杆腐蚀传感器
CN103344193A (zh) * 2013-07-08 2013-10-09 大连理工大学 光纤混凝土冻融膨胀应变监测传感器
CN103631064A (zh) * 2014-01-09 2014-03-12 四川省绵阳西南自动化研究所 一种光纤内应力调节拉伸装置
CN105322434A (zh) * 2014-07-31 2016-02-10 株式会社拓普康 激光发光装置以及激光测量机
CN204065206U (zh) * 2014-08-25 2014-12-31 国家电网公司 一种光纤敏感环
CN105322431A (zh) * 2015-11-30 2016-02-10 华南理工大学 一种抑制大功率单频光纤激光器中受激布里渊散射的装置
CN206657953U (zh) * 2016-10-14 2017-11-21 苏州孚尔唯系统集成有限公司 一种光纤激光器用圆桶式锥形螺纹槽的光纤盘绕装置
CN107959220A (zh) * 2016-10-14 2018-04-24 苏州孚尔唯系统集成有限公司 一种光纤激光器用圆桶式锥形螺纹槽的光纤盘绕装置和方法
CN206862297U (zh) * 2017-07-04 2018-01-09 岭东核电有限公司 分布式传感光纤预拉粘贴装置
CN208120420U (zh) * 2018-04-20 2018-11-20 宁波杉工智能安全科技股份有限公司 用于光纤应变传感线圈制作的光纤缠绕机
CN109066277A (zh) * 2018-09-05 2018-12-21 南京先进激光技术研究院 一种高功率光纤激光器增益光纤散热装置
CN109828339A (zh) * 2019-03-15 2019-05-31 哈尔滨工程大学 一种单层光纤应变盘装置与制作方法
CN110715614A (zh) * 2019-10-18 2020-01-21 西安建筑科技大学 一种预应力frp筋的螺旋形光纤传感应变测试装置和方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU736870B2 (en) Temperature stabilization of optical waveguides
US7957623B2 (en) Deformable thermal pads for optical fibers
KR940007341Y1 (ko) 광섬유 권취 시스템(fiber optic cannister with compliant baselayer)
JP2009522534A (ja) 太陽エネルギー収集システム用の反射器及び太陽エネルギー収集システム
CN103887688B (zh) 分布反馈光纤激光器的封装结构
JP2001141933A (ja) 光ファイバ装置用の小型パッケージ構造
CN202350792U (zh) 绝热性好的光纤陀螺用光纤环圈
US9606311B2 (en) Thermal management for high-power optical fibers
EP2270560A3 (en) Optical device
US6430350B1 (en) Optical device having an optical component isolated from housing
US6426124B2 (en) Processed fiber for emission of energy into a medium and method therefor
CN112490831A (zh) 一种光纤应力长期保持装置
CN104185931A (zh) 大功率金属包层模式吸收器
CN103631064B (zh) 一种光纤内应力调节拉伸装置
WO2012098835A1 (ja) 光ファイバ布線構造体及びその製造方法
CN101000392A (zh) 全光纤热光型可变光衰减器及其制作方法
CN103825165A (zh) 一种圆形结构的高功率全光纤激光器
TWI261123B (en) Adjustable long period fiber grating structure and manufacturing method thereof
JP2003107250A (ja) 光ファイバコイルおよびその作製方法
KR100334813B1 (ko) 장주기 광섬유 격자의 리코팅 장치 및 그 방법
CN210779479U (zh) 一种高功率光纤激光器泵浦光剥除装置
CN102565914B (zh) 导光体及其制造方法
CN104201544A (zh) 一种分布反馈式光纤激光器降噪封装
CN105935651A (zh) 固化炉及光缆制备方法
WO2013015706A1 (ru) Способ монтажа волоконно-оптических элементов лазерных устройств киловаттного диапазона мощности и опто-волоконный модуль его реализующий

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210312

RJ01 Rejection of invention patent application after publication