CN115657214B - 包层光剥离器、包层光剥离器的制造方法及激光装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种包层光剥离器、包层光剥离器的制造方法及激光装置,包层光剥离器包括:光纤,包括纤芯,及包覆纤芯的包层;折射构件,包括至少一个第一折射件,第一折射件的折射率大于包层的折射率,第一折射件包覆至少部分包层的外周面,在光纤的输入端至输出端方向上,第一折射件在光纤径向上的横截面积逐渐增大。第一折射件的折射率大于包层的折射率,用以剥离包层光,在光纤的输入端至输出端方向上,通过使第一折射件在光纤径向上的横截面积逐渐增大,用以避免第一折射件局部温度的快速升高,以安全剥离包层光。
Description
技术领域
本申请涉及激光装置技术领域,尤其涉及包层光剥离器、包层光剥离器的制造方法及激光装置。
背景技术
随着高功率光纤激光装置及半导体光纤激光装置的快速发展,输出功率不断提高,激光装置中的包层光也随之不断增大,包层光有别于信号光,属于系统中的杂散光,如果任其输出不仅会影响输出光的光束质量,而且会引起光纤发热,严重损坏光纤器件,甚至烧毁激光装置,因此对其进行安全剥离至关重要。
发明内容
本申请实施例提供一种包层光剥离器、包层光剥离器的制造方法及激光装置,旨在解决包层光引起光纤发热导致损坏光纤器件的问题。
本申请实施例提供一种包层光剥离器,包括:
光纤,包括纤芯,及包覆所述纤芯的包层;
折射构件,包括至少一个第一折射件,所述第一折射件的折射率大于所述包层的折射率,所述第一折射件包覆至少部分所述包层的外周面,在所述光纤的输入端至输出端方向上,所述第一折射件在所述光纤径向上的横截面积逐渐增大。
可选地,在所述输入端至所述输出端的方向上,所述第一折射件在所述纤芯径向上的厚度逐渐增大。
可选地,所述折射构件包括多个所述第一折射件,多个所述第一折射件沿输入端至输出端的方向依次设置。
可选地,所述纤芯包括沿所述输入端至所述输出端依次连接的第一子纤芯和第二子纤芯,所述包层包括沿所述输入端至所述输出端依次连接的第一子包层和第二子包层,所述第一子包层包覆所述第一子纤芯,所述第二子包层包覆所述第二子纤芯;所述第一折射件包覆至少部分所述第一子包层的外周面;
所述包层光剥离器还包括反射件,所述反射件包覆于所述包层在所述第一子包层和所述第二子包层连接处的外周面,所述反射件的折射率小于所述包层的折射率。
可选地,所述折射构件还包括至少一个第二折射件,所述第二折射件的折射率大于所述包层的折射率,所述第二折射件包覆所述包层的外周面,所述第二折射件位于所述反射件在所述输入端至所述输出端方向的一侧。
可选地,沿着所述输入端至所述输出端的方向上,所述第二折射件在所述光纤径向上的横截面积逐渐增大;
所述折射构件包括多个所述第二折射件,多个所述第二折射件沿着所述输入端至所述输出端的方向上依次设置。
可选地,所述光纤包括包覆所述包层的第一涂覆层和第二涂覆层,所述第一涂覆层和所述第二涂覆层在所述输入端至所述输出端方向上依次间隔设置;所述折射构件位于所述第一涂覆层和所述第二涂覆层之间;
所述折射构件在所述光纤延伸方向上的长度与所述第一涂覆层至所述第二涂覆层之间距离的比值大于或等于90%;所述折射构件的第一折射件在所述光纤延伸方向上的总长度与所述第一涂覆层至所述第二涂覆层之间距离的比值大于或等于46%。
本申请实施例还提供一种包层光剥离器的制造方法,包括以下步骤:
提供光纤,所述光纤包括纤芯,及包覆所述纤芯的包层;
在所述包层的外周面设置第一折射件,所述第一折射件包覆至少部分所述包层的外周面,所述第一折射件的折射率大于所述包层的折射率,在所述光纤的输入端至输出端方向上,所述第一折射件在所述光纤径向上的横截面积逐渐增大。
可选地,所述在所述包层的外周面设置第一折射件包括:
在所述包层的外周面涂设折射胶水,所述折射胶水的折射率大于所述包层的折射率;
利用拉伸件将所述折射胶水沿着所述光纤的输出端至输入端的方向拉伸,以形成所述第一折射件。
本申请实施例还提供一种激光装置,所述激光装置包括上述任意一项所述的包层光剥离器。
本申请实施例提供的包层光剥离器通过在包层的外周面设置折射构件,使第一折射件的折射率大于包层的折射率,当光纤包层内的包层光沿光纤的输入端至输出端方向传输至包层与第一折射件相连接的位置后,由于包层和第一折射件的折射率不同,折射率发生突变,此时能够使包层光折射至第一折射件,并通过第一折射件散射至光纤的外部,以实现剥离包层光,在光纤的输入端至输出端方向上,通过使第一折射件在光纤径向上的横截面积逐渐增大,通过热量在光纤的输入端至输出端方向上的阶梯散热,以避免第一折射件局部温度的快速升高,从而安全剥离包层光。
附图说明
下面结合附图,通过对本申请的具体实施方式详细描述,将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的第一种包层光剥离器在光纤轴向上的截面示意图;
图2为本申请实施例提供的第二种包层光剥离器在光纤轴向上的截面示意图;
图3为本申请实施例提供的第三种包层光剥离器在光纤轴向上的截面示意图;
图4为本申请实施例提供的包层光剥离器的制造方法流程示意图。
包层光剥离器1000;包层光剥离器1000a; 包层光剥离器1000b;光纤1100;光纤1100a;输入端1101; 输入端1101a; 输入端1101b;输出端1102; 输出端1102a; 输出端1102b;纤芯1110;第一子纤芯1111;第二子纤芯1112;包层1120; 包层1120a;包层1120b;第一子包层1121;第二子包层1122;第一涂覆层1130;第二涂覆层1140;折射构件1200; 折射构件1200a; 折射构件1200b;第一折射件1210; 第一折射件1210a; 第一折射件1210b;第二折射件1220;反射件1300;光纤涂覆层100a; 光纤涂覆层100b。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本申请实施例提供一种包层光剥离器、包层光剥离器的制造方法及激光装置。以下分别进行详细说明。
图1为本申请实施例提供的第一种包层光剥离器在光纤轴向上的截面示意图。如图1所示,首先,本申请实施例提供一种包层光剥离器1000,用以安全剥离包层光,避免在剥离包层光时由于温度的升高对光学元器件造成损伤,本申请提供的包层光剥离器1000包括用以对光进行传输的光纤1100,容易理解的,光纤1100包括纤芯1110,以及包覆纤芯1110的包层1120,包层1120的折射率小于纤芯1110的折射率,用以将光信号封闭在纤芯1110中传播,但在实际应用过程中,仍有杂散光进入包层1120以形成包层光。
包层光剥离器1000还包括折射构件1200,折射构件1200包括至少一个第一折射件1210,第一折射件1210的折射率大于包层1120的折射率,第一折射件1210包覆至少部分包层1120的外周面,在光纤1100的输入端1101至输出端1102方向上,第一折射件1210在光纤1100径向上的横截面积逐渐增大。光纤1100的输入端1101用以接收光,光纤1100的输出端1102用以输出光。
本申请通过在包层1120的外周面设置第一折射件1210,使第一折射件1210的折射率大于包层1120的折射率,当光纤1100包层1120内的包层光沿光纤1100的输入端1101至输出端1102方向传输至包层1120与第一折射件1210相连接的位置后,由于包层1120和第一折射件1210的折射率不同,折射率发生突变,此时能够使包层光折射至第一折射件1210,并通过第一折射件1210散射至光纤1100的外部,从而实现对包层光的剥离。
而且,在光纤1100的输入端1101至输出端1102方向上,通过使第一折射件1210在光纤1100径向上的横截面积逐渐增大,当包层光刚接触第一折射件1210时,由于折射率的突变,使得包层光集中剥离的区域位于第一折射件1210中光纤1100径向上的横截面积较小的区域,在对包层光进行剥离时,该区域温度最高,同时由于该区域在光纤1100径向上的横截面积较小,由于剥离包层光产生的热量在该区域中较容易向外部散去,并且,该区域的热量还可向第一折射件1210与该区域相邻的下一区域传递,下一区域由于在光纤1100径向上的横截面积增大,可将该区域传递的热量快速扩散,实现热量的阶梯状散热。
因此,沿着输入端1101至输出端1102方向,第一折射件1210的温度逐渐降低,根据热传导的原理,第一折射件1210可持续散热。此外,第一折射件1210与包层1120接触的部位均用于剥离包层光,由于包层光属于杂散光,通过包覆包层1120的外周面,用以在包层1120的周向上剥离包层光,使包层光剥离的更加充分,同时也可实现在周向上的散热。
其中,第一折射件1210可在包层1120的周向上包覆包层1120,在光纤1100的延伸方向上,第一折射件1210包覆至少部分包层1120的外周面,或者,第一折射件1210可包覆全部包层1120的外周面。
具体的,折射构件1200可包括一个第一折射件1210。
可选地,纤芯1110包括沿输入端1101至输出端1102依次连接的第一子纤芯1111和第二子纤芯1112,包层1120包括沿输入端1101至输出端1102依次连接的第一子包层1121和第二子包层1122,第一子包层1121包覆第一子纤芯1111,第二子包层1122包覆第二子纤芯1112;第一折射件1210包覆至少部分第一子包层1121的外周面。
本实施例将两段规格相同的光纤1100进行连接,在沿着输入端1101至输出端1102的方向上,使第一折射件1210包覆至少部分第一子包层1121的外周面,用以将包层光被第一子包层1121上的第一折射件1210所剥离,同时,还可除去还未进入到第二子包层1122中的包层光。
其中,第一折射件1210可包覆部分第一子包层1121的外周面;或者,第一折射件1210可包覆全部第一子包层1121的外周面。同时,将两段光纤1100进行连接的方式包括使两段光纤1100进行熔接,或者,两段光纤1100可通过光纤连接器进行连接。
具体的,对两段光纤1100进行熔接时,需要先将两段光纤1100的连接段的涂覆层进行去除。此外,两段光纤1100通过光纤连接器进行连接时,光纤连接器可包括单模连接器。
可选地,包层光剥离器1000还包括反射件1300,反射件1300包覆于包层1120在第一子包层1121和第二子包层1122连接处的外周面,反射件1300的折射率小于包层1120的折射率。本实施例通过在第一子包层1121和第二子包层1122连接处的外周面包覆反射件1300,由于反射件1300直接与第一子包层1121和第二子包层1122相接触,而反射件1300的折射率是小于第一子包层1121以及第二子包层1122的折射率,因此,反射件1300可对第一子包层1121到第二子包层1122中的包层光进行反射,用以避免包层光在两段光纤1100的连接段处出现泄漏,导致漏光使得局部温度过高,损害光学元器件。
其中,反射件1300可沿着包层1120的周向包覆包层1120,反射件1300可沿着光纤1100的延伸方向包覆于第一子包层1121和第二子包层1122连接处。此外,反射件1300可与第一折射件1210间隔设置或者直接连接。
具体的,反射件1300可通过反射胶水固化以形成,在制作反射件1300时,可沿着光纤1100的延伸方向将反射胶水涂设于第一子包层1121和第二子包层1122的连接处,待反射胶水固化后以形成反射件1300,其中,涂设反射胶水的方式包括点胶、涂抹等,同时,反射胶水的折射率小于第一子包层1121以及第二子包层1122的折射率,以保证反射胶水可对包层光的进行反射。在一些实施例中,当两段规格相同的光纤1100通过熔接相互连接时,将反射胶水涂设于第一子包层1121和第二子包层1122的连接处,可避免熔接处的熔接点发生漏光,以致熔接点温度升高对光学器件造成损伤。
还有一些实施例中,为了使反射件1300可有效反射第一子包层1121和第二子包层1122连接处的反射光,同时节省反射件1300的成本,反射件1300在光纤1100延伸方向上的长度可在0.3 cm~0.5 cm之间。而通过点胶方式形成反射件1300时,将胶水点于第一子包层1121以及第二子包层1122连接处,胶水可自然形成0.3 cm~0.5 cm长度的反射件1300,此时操作方便,且对包层光的反射效果较好。
可选地,折射构件1200还包括至少一个第二折射件1220,第二折射件1220的折射率大于包层1120的折射率,第二折射件1220包覆包层1120的外周面,第二折射件1220位于反射件1300在输入端1101至输出端1102方向的一侧。本实施例通过在反射件1300沿着输入端1101至输出端1102方向的一侧设置第二折射件1220,使得第二折射件1220可将自反射件1300中传输过来的包层光进行剥离,同时,第一折射件1210和第二折射件1220相互配合可剥离更多的包层光,同时,第一折射件1210、反射件1300和第二折射件1220之间相互配合,用于除去相互连接的两段光纤1100中的包层光。
其中,第二折射件1220可与反射件1300间隔设置,或者可直接连接。第二折射件1220的数目可为多个或者一个。
具体的,第二折射件1220可与反射件1300间隔设置时,显然第二折射件1220可包覆部分第二子包层1122;第二折射件1220与反射件1300直接连接时,第二折射件1220用于剥离未被第一折射件1210所剥离的包层光。
同时,第二折射件1220沿着输入端1101至输出端1102的方向上,第二折射件1220在光纤1100径向上的横截面积可接近一个恒定值。具体的,第二折射件1220在纤芯1110径向上的厚度可接近一个恒定值。
可选地,沿着输入端1101至输出端1102的方向上,第二折射件1220在光纤1100径向上的横截面积逐渐增大。本实施例中,第二折射件1220在光纤1100径向上的横截面积沿着输入端1101至输出端1102的方向上逐渐增大,使得至少自反射件1300中传输过来的包层光在折射时由于折射率突变导致的热量逐渐向外部传递,避免温度升高对光学元器件的损害。
其中,沿着输入端1101至输出端1102的方向上,第二折射件1220在光纤1100径向上的厚度逐渐增大。
具体的,第二折射件1220在纤芯1110径向上的厚度逐渐增大的幅度可相同或者不同。
例如,当第二折射件1220在纤芯1110径向上的厚度逐渐增大的幅度相同时,第二折射件1220的外周面可为锥面,例如圆锥面或者棱锥面等;当第二折射件1220在纤芯1110径向上的厚度逐渐增大的幅度不相同时,第二折射件1220的外周面可为抛物面,例如椭圆抛物面等。
容易理解的,沿着输入端1101至输出端1102的方向上,在第二折射件1220在光纤1100径向上的横截面积逐渐增大,但是第二折射件1220的单侧厚度可骤然增加,对应的另一侧的厚度可逐渐减小,骤然增加的厚度会导致散热效果一般,而厚度逐渐减小的一侧散热效果较好。
可选地,折射构件1200包括多个第二折射件1220,多个第二折射件1220沿着输入端1101至输出端1102的方向上依次设置。本实施例通过设置多个第二折射件1220,可使得多个第二折射件1220在剥离包层光的同时对剥离包层光过程中产生的热量进行散热。
其中,多个第二折射件1220之间可以相互连接;或者,多个第二折射件1220中部分第二折射件1220之间可相互连接,其余的第二折射件1220之间可间隔设置;或者,多个第二折射件1220之间可相互间隔设置。
具体的,当多个第二折射件1220之间可以相互连接时,相邻两第二折射件1220之间相互配合以实现散热,多个第二折射件1220之间相互连接以剥离更多的包层光。
当多个第二折射件1220之间部分可相互连接时,数个第二折射件1220之间可以相互连接,数个第二折射件1220之间相互间隔设置。
还有一些实施例中,多个第二折射件1220之间可以相互间隔设置,例如,多个第二折射件1220之间可等间距间隔设置,此时,可通过增加第二折射件1220的数量以剥离更多的包层光。
可选的,光纤1100包括包覆包层1120的第一涂覆层1130和第二涂覆层1140,第一涂覆层1130和第二涂覆层1140在输入端1101至输出端1102方向上依次间隔设置;折射构件1200位于第一涂覆层1130和第二涂覆层1140之间。本实施例通过将折射构件1200设置在第一涂覆层1130和第二涂覆层1140之间的包层1120上,可实现重新连接的两段光纤1100中包层光的去除。
其中,为了实现较好的包层光剥离以及散热效果,可控制第一涂覆层1130和第二涂覆层1140之间的距离。
具体的,对于规格为135/155 um的光纤,第一涂覆层1130和第二涂覆层1140之间的距离可在4.6 cm~5 cm之间。容易理解的,不同规格光纤的第一涂覆层1130和第二涂覆层1140之间的距离存在差异。
容易理解的,除折射构件1200位于第一涂覆层1130和第二涂覆层1140之间外,反射件1300也可位于第一涂覆层1130和第二涂覆层1140之间,其中,反射件1300位于第一子包层1121和第二子包层1122的连接处,同时折射构件1200可位于反射件1300在光纤1100延伸方向上的一侧或两侧。
可选地,折射构件1200在光纤1100延伸方向上的长度与第一涂覆层1130至第二涂覆层1140之间距离的比值大于或等于90%;折射构件1200的第一折射件1210在光纤1100延伸方向上的总长度与第一涂覆层1130至第二涂覆层1140之间距离的比值大于或等于46%。本实施例通过在重新连接的两段光纤1100中,控制折射构件1200包覆包层1120的最低比例,可实现较好的散热效果和剥离包层光。同时,控制第一折射件1210包覆包层1120的比例范围,使得第一折射件1210可与第二折射件1220之间相互配合以实现对重新连接的两段光纤1100剥离包层光以及散热。
其中,通过调节第一折射件1210在光纤1100延伸方向上的长度与第一涂覆层1130至第二涂覆层1140之间距离的占比,可得到对应第二折射件1220在光纤1100延伸方向上的长度与第一涂覆层1130至第二涂覆层1140之间距离的占比。
具体的,当第一折射件1210的数目为一个时,第一折射件1210在光纤1100延伸方向上的长度与第一涂覆层1130至第二涂覆层1140之间距离的比值大于或等于46%;当第一折射件1210的数目为多个时,多个第一折射件1210在光纤1100延伸方向上的长度与第一涂覆层1130至第二涂覆层1140之间距离的比值大于或等于46%。
可选地,在输入端1101至输出端1102的方向上,第一折射件1210在纤芯1110径向上的厚度逐渐增大。本实施例通过在输入端1101至输出端1102的方向,使第一折射件1210在纤芯1110径向上的厚度逐渐增大,使得在输入端1101至输出端1102的方向第一折射件1210周向上的厚度均逐渐增加,提高了热量的传递效率,使得第一折射件1210可稳定均匀向外部散热,避免在第一折射件1210的周向上同时出现局部散热过快以及局部散热过慢,以提高散热效率。
其中,第一折射件1210在纤芯1110径向上的厚度逐渐增大的幅度可相同或者不同。
具体的,当第一折射件1210在纤芯1110径向上的厚度逐渐增大的幅度相同时,第一折射件1210的外周面可为锥面,例如圆锥面或者棱锥面等;当第一折射件1210在纤芯1110径向上的厚度逐渐增大的幅度不相同时,第一折射件1210的外周面可为抛物面,例如椭圆抛物面等。
在其它的一些实施例中,虽然第一折射件1210在光纤1100径向上的横截面积逐渐增大,但是第一折射件1210的单侧厚度可骤然增加,对应的另一侧的厚度可逐渐减小,骤然增加的厚度会导致散热效果一般,而厚度逐渐减小的一侧散热效果较好,因此,该实施例中的第一折射件1210整体具有一定的散热效果。
图2为本申请实施例提供的第二种包层光剥离器在光纤轴向上的截面示意图。如图2所示,可选地,包层光剥离器1000a中折射构件1200a包括多个第一折射件1210a,多个第一折射件1210a沿输入端1101a至输出端1102a的方向依次设置。本实施例中,通过设置多个第一折射件1210a剥离包层光的同时,也可使多个第一折射件1210a对在包层光折射过程中由于介质折射率突变产生的热量进行散热。
其中,多个第一折射件1210a之间可以相互连接;或者,多个第一折射件1210a之间中部分第一折射件1210a之间可相互连接,其余的第一折射件1210a之间可间隔设置;或者,多个第一折射件1210a之间可相互间隔设置。
具体的,多个第一折射件1210a中部分第一折射件1210a之间相互连接,其余的部分第一折射件1210a之间相互间隔设置,在相互间隔设置的第一折射件1210a中,第一折射件1210a首先与包层1120a相互接触的部分由于折射率突变大量剥离包层光,此处的温度升高,多个相互连接的第一折射件1210a可使得包层1120a中包层光沿着输入端1101a至输出端1102a的方向上可连续被剥离,此时,第一折射件1210a首先与包层1120a相互接触的部分虽然温度升高,但是温度可在预定工作温度范围中,预定工作温度范围可为包层光剥离器1000a安全剥离包层光的温度范围。第一折射件1210a可与包覆包层1120a的光纤涂覆层100a相连接或者间隔设置。
还有一些实施例中,多个第一折射件1210a之间可以相互间隔设置,同时,可通过控制相邻两第一折射件1210a之间的间距来避免包层光在包层1120a中大量累积,其中,多个第一折射件1210a之间可等间距间隔设置,还有一些实施例中,多个第一折射件1210a之间可不等间距间隔设置。
可选地,折射构件1200a包括多个第一折射件1210a,多个第一折射件1210a沿输入端1101a至输出端1102a的方向依次连接。本实施例中,通过设置多个第一折射件1210a,使得多个折射件之间首尾连接,即,第一折射件1210a在光纤1100a径向上的横截面积较大的部分与下一第一折射件1210a横截面积较小的部分连接,由于第一折射件1210a在光纤1100a径向上的横截面积较大的部分热量散热较慢,而第一折射件1210a横截面积较小的部分散热较快,第一折射件1210a在光纤1100a径向上的横截面积较大的部分热量可通过包层1120传递至第一折射件1210a横截面积较小的部分,避免热量的累积造成局部温度升高。
同时,相邻两个第一折射件1210a相接触的部位也可同步传导热量,通过这样设置,可避免第一折射件1210a中热量的积累,以实现在没有冷却设备的帮助下包层光剥离器1000a较长时间的工作。
其中,当设置多个第一折射件1210a时,为了使得多个第一折射件1210a的散热效果较好,可控制单个第一折射件1210a在光纤1100a延伸方向上的长度,以充分剥离包层光和实现较好的散热效果。
具体的,对于135/155um光纤,单个第一折射件1210a在光纤1100a延伸方向上的长度可大于或者等于2.3 cm,以实现第一折射件1210a充分剥离包层光,并且可实现第一折射件1210a在光纤1100a的延伸方向上较好的散热效果。
图3为本申请实施例提供的第三种包层光剥离器在光纤轴向上的截面示意图。如图3所示,在其它的一些实施例中,当折射构件1200b不包括反射件1300以及第二折射件1220时,首先,当第一折射件1210b的数目为一个时,第一折射件1210b可覆盖全部包层1120b,或者,第一折射件1210b在输入端1101b至输出端1102b方向上可包覆至少部分包层1120b的外周面。
容易理解的,如图3所示,在实际操作过程中,可将一段光纤涂覆层100b除去,露出包层1120b,通过在包层1120b设置折射构件1200b以形成包层光剥离器1000b。
本申请实施例还提出一种包层光剥离器的制造方法,该包层光剥离器的制造方法可用于制造包层光剥离器1000,该包层光剥离器1000的具体结构参照上述实施例,由于本制造方法制造的包层光剥离器1000采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。图4为本申请实施例提供的包层光剥离器的制造方法流程示意图。
如图4所示,一种包层光剥离器的制造方法,包括以下步骤:
S100、提供光纤,光纤包括纤芯,及包覆纤芯的包层;
S200、在包层的外周面设置第一折射件,第一折射件包覆至少部分包层的外周面,第一折射件的折射率大于包层的折射率,在光纤的输入端至输出端方向上,第一折射件在光纤径向上的横截面积逐渐增大。
通过该制造方法,可安全剥离光纤1100中的包层光,避免因为剥离包层光导致温度过度升高,进而损坏光学器件。
其中,第一折射件1210可通过折射胶水的拉伸以形成;或者,第一折射件1210可通过模具以形成。例如,可在模具的内壁涂覆一层聚四氟乙烯涂层,便于第一折射件1210成型后的脱模。
具体的,折射胶水可固化成型,折射胶水的折射率大于包层1120的折射率。此外,通过空心模具包裹纤芯1110包层1120,之后,向模具内注入折射胶水,通过折射胶水在模具内成形,以形成在光纤1100径向上的横截面积逐渐增大的第一折射件1210。容易理解的,模具的内腔在光纤1100径向上的横截面积逐渐增大。
可选地,在包层的外周面设置第一折射件的步骤包括:
在包层的外周面涂设折射胶水,折射胶水的折射率大于包层的折射率;
利用拉伸件将折射胶水沿着光纤的输出端至输入端的方向拉伸,以形成第一折射件。
通过先涂设折射胶水,之后,对折射胶水进行拉伸,以使得折射胶水沿着光纤1100的输入端1101至输出端1102,在光纤1100径向上的横截面积逐渐增大,该方法简单可行,可以有效去除包层光,同时,还可避免因为剥离包层光导致温度过度升高,进而损坏光学器件。
其中,在包层1120的外周面涂设折射胶水包括沿着包层1120的周向滴折射胶水,或者,沿着包层1120的周向涂抹折射胶水,容易理解的,涂设折射胶水的手段包括但不限于此。
具体的,折射胶水滴与包层1120相接触后,折射胶水与包层1120粘接在一起,由于最初的折射胶水需要进行拉伸,因此可根据折射胶水的拉伸长度对涂设的折射胶水的量进行控制,当折射胶水的拉伸长度较长时,折射胶水的涂设量可较多,当折射胶水的拉伸长度较短时,折射胶水的涂设量可较少。
还有一些实施例中,可利用模具以形成在输入端1101至输出端1102的方向上,在纤芯1110径向上的厚度逐渐增大的第一折射件1210。
容易理解的,可通过沿输入端1101至输出端1102的方向依次涂设多次折射胶水,多次沿着光纤1100的输出端1102至输入端1101的方向拉伸折射胶水以形成沿输入端1101至输出端1102的方向依次设置的多个第一折射件1210。
此外,在光学器件中,将不同的器件进行连接时,常需要将两段光纤1100进行连接,当将两段光纤1100进行连接时,分别将两段光纤1100准备相连接处的一段涂覆层剥除,之后将两段光纤1100进行连接,以形成一段光纤1100,该光纤1100包括沿所述输入端1101至所述输出端1102依次连接的第一子纤芯1111和第二子纤芯1112,包层1120包括沿输入端1101至输出端1102依次连接的第一子包层1121和第二子包层1122,第一子包层1121包覆第一子纤芯1111,第二子包层1122包覆第二子纤芯1112;第一折射件1210包覆至少部分第一子包层1121的外周面;
之后,在第一子包层1121和第二子包层1122连接处的外周面设置反射件1300,反射件1300包覆于包层1120,反射件1300的折射率小于包层1120的折射率。
其中,反射件1300可为反射胶水,反射胶水的折射率小于包层1120的折射率。
具体的,通过向第一子包层1121和第二子包层1122连接处的外周面周向涂抹反射胶水以形成反射件1300。第一折射件1210包覆至少部分沿输入端1101至输出端1102第一子包层1121的外周面。
还可在反射件1300的输入端1101至输出端1102方向的一侧设置包覆包层1120外周面的第二折射件1220,第二折射件1220的折射率大于包层1120的折射率。
沿着输入端1101至输出端1102的方向上,第二折射件1220在光纤1100径向上的横截面积逐渐增大,或者,沿着输入端1101至输出端1102的方向上,第二折射件1220在光纤1100径向上的横截面积保持不变。
当沿着输入端1101至输出端1102的方向上,第二折射件1220在光纤1100径向上的横截面积逐渐增大,设置第二折射件1220的方法与设置第一折射件1210的方法可相同,在此不在赘述;当沿着输入端1101至输出端1102的方向上,第二折射件1220在光纤1100径向上的横截面积保持不变时,第二折射件1220可通过模具成型。
其中,第二折射件1220的数目可为单个或者多个,当第二折射件1220的数目为多个时,多个第二折射件1220可沿着输入端1101至输出端1102的方向上依次设置。
本申请提供了一种包层光剥离器的制造方法的具体实施例,例如将泵浦管和合束器连接时,首先将泵浦源侧光纤与耦合光纤两边同时去除光纤输出头到器件输出端长度距离为2.3 cm~2.5 cm的一段涂覆层,将泵浦管输出尾纤与耦合光纤进行熔接。
将熔接好的裸光纤固定在底部有冷水通道的安装位上,对其进行降温。
用小型注射针管先在熔接点处周向点低折射胶水,在光纤延伸方向上的长度控制在0.3 cm~0.5 cm,然后立即通过紫外线辐射固化。由于熔接点存在熔接损耗,此处涂低折射率胶水目的是对其起到保护层,封装的作用。在熔接点处,本身会有光泄露,如果涂高折射率胶水会破坏光的全反射条件,会使得该处的温度过高。
泵浦源侧光纤先在低折射胶边缘处周向点高折射胶水,然后借助光纤棒工具将胶水往外侧拉,胶水沿着拉伸的方向逐渐减少,然后使其固化。
耦合器光纤先在光纤剥口边缘处周向点高折射胶,然后借助光纤棒工具将胶水往熔接点中间侧拉,胶水呈梯度减少,然后使其固化。
实验证明对于包层光小于15W的泵浦管,该方法可以达到替代剥模器的作用。此外,对于多路泵浦管组成的激光装置,使用该方法可降低成本,工艺简单。
本申请实施例还提出一种激光装置,该激光装置包括包层光剥离器1000,该包层光剥离器1000的具体结构参照上述实施例,由于本激光装置的包层光剥离器1000采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
在该激光装置中,可通过设置上述提到的包层光剥离器1000对激光装置中光纤1100内的包层光进行安全剥离。例如,对于多路泵浦管组成的激光装置,由于需要多根光纤1100进行连接,通过应用该包层光剥离器1000,可降低成本。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种包层光剥离器、制造方法及激光装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想;本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种包层光剥离器,其特征在于,包括:
光纤,包括纤芯,及包覆所述纤芯的包层;
折射构件,包括至少一个第一折射件,所述第一折射件的折射率大于所述包层的折射率,所述第一折射件包覆至少部分所述包层的外周面,在所述光纤的输入端至输出端方向上,所述第一折射件在所述光纤径向上的横截面积逐渐增大。
2.如权利要求1所述的包层光剥离器,其特征在于,在所述输入端至所述输出端的方向上,所述第一折射件在所述纤芯径向上的厚度逐渐增大。
3.如权利要求2所述的包层光剥离器,其特征在于,所述折射构件包括多个所述第一折射件,多个所述第一折射件沿输入端至输出端的方向依次设置。
4.如权利要求1所述的包层光剥离器,其特征在于,所述纤芯包括沿所述输入端至所述输出端依次连接的第一子纤芯和第二子纤芯,所述包层包括沿所述输入端至所述输出端依次连接的第一子包层和第二子包层,所述第一子包层包覆所述第一子纤芯,所述第二子包层包覆所述第二子纤芯;所述第一折射件包覆至少部分所述第一子包层的外周面;
所述包层光剥离器还包括反射件,所述反射件包覆于所述包层在所述第一子包层和所述第二子包层连接处的外周面,所述反射件的折射率小于所述包层的折射率。
5.如权利要求4所述的包层光剥离器,其特征在于,所述折射构件还包括至少一个第二折射件,所述第二折射件的折射率大于所述包层的折射率,所述第二折射件包覆所述包层的外周面,所述第二折射件位于所述反射件在所述输入端至所述输出端方向的一侧。
6.如权利要求5所述的包层光剥离器,其特征在于,沿着所述输入端至所述输出端的方向上,所述第二折射件在所述光纤径向上的横截面积逐渐增大;
所述折射构件包括多个所述第二折射件,多个所述第二折射件沿着所述输入端至所述输出端的方向上依次设置。
7.如权利要求5所述的包层光剥离器,其特征在于,所述光纤包括包覆所述包层的第一涂覆层和第二涂覆层,所述第一涂覆层和所述第二涂覆层在所述输入端至所述输出端方向上依次间隔设置;所述折射构件位于所述第一涂覆层和所述第二涂覆层之间;
所述折射构件在所述光纤延伸方向上的长度与所述第一涂覆层至所述第二涂覆层之间距离的比值大于或等于90%;所述折射构件的第一折射件在所述光纤延伸方向上的总长度与所述第一涂覆层至所述第二涂覆层之间距离的比值大于或等于46%。
8.一种包层光剥离器的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供光纤,所述光纤包括纤芯,及包覆所述纤芯的包层;
在所述包层的外周面设置第一折射件,所述第一折射件包覆至少部分所述包层的外周面,所述第一折射件的折射率大于所述包层的折射率,在所述光纤的输入端至输出端方向上,所述第一折射件在所述光纤径向上的横截面积逐渐增大。
9.如权利要求8所述的制造方法,其特征在于,所述在所述包层的外周面设置第一折射件包括:
在所述包层的外周面涂设折射胶水,所述折射胶水的折射率大于所述包层的折射率;
利用拉伸件将所述折射胶水沿着所述光纤的输出端至输入端的方向拉伸,以形成所述第一折射件。
10.一种激光装置,其特征在于,所述激光装置包括权利要求1至7中任意一项所述的包层光剥离器。
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