CN115248474A - 一种带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤，包括光纤本体，光纤本体包括由内至外的玻璃纤芯层、玻璃包层和环氧树脂涂覆层；光纤本体上其中一部分区域处的环氧树脂涂覆层被剥除，该区域为包层区域，所述光纤本体外侧套设有陶瓷套管且包层区域位于陶瓷套管内部，位于包层区域的玻璃包层具有蚀刻斑点且蚀刻斑点能够破坏玻璃包层与空气界面的全反射条件，使包层区域传输上午光不满足全反射条件而折射出包层区域。本发明通过在泵浦激光尾纤的耦合端增加包层光剥除功能，包层光在该区域内被剥除，包层光被陶瓷套管吸收透射，最终都实现光能转换成热能传导到泵浦激光器的金属壳体上，完成散热，从而有效降温并避免出现烧纤现象。

Description

一种带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤

技术领域

本发明涉及光纤处理技术领域，具体是一种带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤。

背景技术

现有大功率光纤激光器(波长1064nm)是多个高功率半导体激光器(波长915nm或者976nm)经过合束后泵浦含有掺杂稀土的有源光纤实现的(如图1)。目前光纤激光器在工业加工领域已经广泛使用，而且对光纤激光器输出功率要求越来越高，因此对泵浦源要求功率越来越高。泵浦源除了追求高功率同时还要保证高亮度指标(功率密度)，因此泵浦源的耦合尾纤芯径需要保持在200um以内。

由于光学耦合技术的限制，目前无法把泵浦源内100％的激光都耦合到纤芯中，将有一部分光耦合到光纤的包层中，这部分光我们称之为包层光。包层光一般会顺着尾纤向后传输，在合束器位置被集中剥除，被剥除的包层光将来会转换成热量，这给合束器带来了很大的温升压力。如果让包层光沿着泵浦源的尾纤逐渐释放，也会导致泵浦源尾纤整体升温，严重时会引起烧纤。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤，以通过在光纤耦合端增加剥除功能，把包层光纤在泵浦激光器壳体内部剥除变成热能导出。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤，包括光纤本体，光纤本体包括由内至外的玻璃纤芯层、玻璃包层和环氧树脂涂覆层；光纤本体上其中一部分区域被剥除环氧树脂涂覆层，该区域为包层区域，所述光纤本体外侧套设有陶瓷套管且包层区域位于陶瓷套管内部，陶瓷套管能够吸收包层光以及导热，位于包层区域中光纤本体的玻璃包层上具有蚀刻斑点且蚀刻斑点能够破坏玻璃包层与空气界面的全反射条件，使包层区域内传输的光不满足全反射条件而折射出包层区域。

在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

在一种可选方案中：所述蚀刻斑点为表面粗糙和不规则形状，具备光学散射条件。

在一种可选方案中：位于所述陶瓷套管区域的玻璃包层裸露部分与陶瓷套管之间具有固化层且固化层用于将包层区域固定在陶瓷套管内部。

在一种可选方案中：固化层是通过在蚀刻斑点处涂抹紫外胶水实现固化，并且紫外胶水与陶瓷套管的端部保留0.5mm以上的无胶距离。

在一种可选方案中：所述陶瓷套管为氧化锆或者氧化铝陶瓷套管。

在一种可选方案中：所述光纤本体的端面处具有光学减反射膜。

在一种可选方案中：所述陶瓷套管端部与光纤本体的连接处具有软硅胶，所述软硅胶安装在陶瓷套管端部。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

本发明通过在泵浦激光尾纤的耦合端增加包层光剥除功能，包层光在该区域内被剥除，部分包层光被陶瓷套管吸收，部分透射出陶瓷套管，最终都实现光能转换成热能传导到泵浦激光器的金属壳体上，完成散热，纤芯里的激光继续向后传输不受影响，从而有效降温并避免出现烧纤现象。

附图说明

图1为光纤激光器原理示意图。

图2为本发明的该尾纤结构示意图。

图3为本发明的光纤表面蚀刻处理示意图。

图4为本发明的该尾纤结构示意图。

附图标记注释：光纤本体1、包层区域2、陶瓷套管4、软硅胶5、固化层6、蚀刻斑点21。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明；在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。

在一个实施例中，如图2和图3所示，一种带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤，包括光纤本体1，光纤本体1包括由内至外的玻璃纤芯层11、玻璃包层12和环氧树脂涂覆层13；光纤本体1上其中一部分区域的环氧树脂涂覆层13被剥除，该区域为包层区域2，所述光纤本体1外侧套设有陶瓷套管4且包层区域2位于陶瓷套管4内部，陶瓷套管4能够吸收包层光以及导热，位于包层区域2中光纤本体1的玻璃包层12上具有蚀刻斑点21且蚀刻斑点21能够破坏玻璃包层12与空气界面的全反射条件，使光不满足全反射条件而折射出包层区域2；

在本实施例中，通过在泵浦激光尾纤的耦合端增加包层光剥除功能，其中，包层光在该包层区域2区域内因包层区域2表面上的蚀刻斑点21，破坏包层区域2与空气界面的全反射条件，使在包层中传输的光不满足全反射条件而折射出包层区域2；其中一部分包层光被陶瓷套管4吸收且另一部分包层光透射出陶瓷套管4，最终都实现光能转换成热能传导到泵浦激光器的金属壳体上，完成散热，纤芯里的激光继续向后传输不受影响，作为一个实施例，附图中给出的各个部件的左右上下位置只是一种排布方式，具体的位置根据具体需要设定；

在一个实施例中，如图2和图3所示，所述蚀刻斑点21为表面粗糙和不规则形状；在本实施例中，蚀刻斑点21的形状不规则而实现包层光多方向散射。

在一个实施例中，如图2所示，位于所述包层区域2的光纤本体1部分与陶瓷套管4之间具有固化层6且固化层6用于将包层区域2固定在陶瓷套管4内部；固化层6是通过在蚀刻斑点21处涂抹透光紫外胶水实现固化，从而能够保证固化的牢固度，并且透光紫外胶水与陶瓷套管4的端部保留0.5mm以上的距离，避免胶水被激光直接照射引起失效；包层区域2的端部距离陶瓷套管4前端适当长度，避免包层区域2端面被胶水污染并且凸出陶瓷套管4前端的包层区域2不做蚀刻处理，避免陶瓷套管4前端的包层区域2容易脆断；

在一个实施例中，如图2所示，所述陶瓷套管4为氧化锆或者氧化铝陶瓷套管，氧化锆或者氧化铝具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性；能够保证包层区域2处的安全性。

在一个实施例中，如图2所示，所述光纤本体1的端面处具有光学减反射膜，从而能够有效提高激光耦合效率；

在一个实施例中，如图2所示，所述陶瓷套管4端部与光纤本体1的连接处具有软硅胶5，所述软硅胶5安装在陶瓷套管4端部；软硅胶5能够保护光纤本体1，避免光纤本体1在此处因外力导致折断。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤，包括光纤本体，光纤本体包括由内至外的玻璃纤芯层、玻璃包层和环氧树脂涂覆层；其特征在于，光纤本体上其中一部分区域被剥除环氧树脂涂覆层，该区域为包层区域，所述光纤本体外侧套设有陶瓷套管且包层区域位于陶瓷套管内部，陶瓷套管能够吸收包层光以及导热，位于包层区域中光纤本体的玻璃包层上具有蚀刻斑点且蚀刻斑点能够破坏玻璃包层与空气界面的全反射条件，使包层区域内传输的光不满足全反射条件而折射出包层区域。

2.根据权利要求1所述的带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤，其特征在于，所述蚀刻斑点为表面粗糙和不规则形状，具备光学散射条件。

3.根据权利要求2所述的带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤，其特征在于，位于所述陶瓷套管区域的玻璃包层裸露部分与陶瓷套管之间具有固化层且固化层用于将包层区域固定在陶瓷套管内部。

4.根据权利要求3所述的带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤，其特征在于，固化层是通过在蚀刻斑点处涂抹紫外胶水实现固化，并且紫外胶水与陶瓷套管的端部保留0.5mm以上的无胶距离。

5.根据权利要求1所述的带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤，其特征在于，所述陶瓷套管为氧化锆或者氧化铝陶瓷套管。

6.根据权利要求1所述的带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤，其特征在于，所述光纤本体的端面处具有光学减反射膜。

7.根据权利要求1所述的带有剥除包层光功能的光纤激光器泵浦源耦合尾纤，其特征在于，所述陶瓷套管端部与光纤本体的连接处具有软硅胶，所述软硅胶安装在陶瓷套管端部。

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