CN116679379A - 一种光纤处理方法和光纤装置 - Google Patents

一种光纤处理方法和光纤装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种光纤处理方法和光纤装置,该光纤装置包括第一光纤、第二光纤和光纤熔接点,光纤熔接点位于第一光纤和第二光纤之间,所述第一光纤包括第一非剥除光纤和第一剥除光纤,所述第二光纤包括第二非剥除光纤和第二剥除光纤,所述第一剥除光纤和第二剥除光纤均仅具有包层和纤芯。所述第一剥除光纤、第二剥除光纤和光纤熔接点构成光纤熔接区,所述光纤熔接区上设有第一保护层,所述第一保护层上填充涂覆第二保护层。通过所述光纤装置和光纤处理方法,设置第一保护层和第二保护层对光纤熔接区进行保护处理,能够有效避免熔接点发热,烧坏光纤,且解决熔接区域涂覆低折材料保护带来的应力和消光比问题。

Description

一种光纤处理方法和光纤装置
技术领域
本申请涉及光纤技术领域,尤其是涉及一种光纤处理方法和光纤装置。
背景技术
光纤激光器的光纤使用到有源光纤或者无源光纤,光纤在吸收泵浦能量时产生大量的热量,特别是在有源光纤与无源光纤熔接区域,高温时能达到100℃以上,高功率的光纤激光器进行光纤熔接时更为严重。因此,需要给光纤进行散热处理,而在行业中,散热处理方式是在光纤与散热结构之间填充导热胶,但是市面上高性能的导热胶水往往是高折射率和不透明的,因此不能直接填充到去除光纤涂覆层的熔接区域上,否则会导致泵浦光泄露,并烧毁光纤。目前行业采用的方式是直接填充低折射率、透明的UV胶水作为导热介质,但由于低折射率胶水固化时收缩比例大,以至于填充量较多时产生较大的应力,并作用在保偏光纤上,该应力会使通该区域的光束的偏振态发生变化,最终影响到光纤器件的消光比。并且低折射率、透明的UV胶水的导热率远低于高性能的导热胶,导热性能较差,将影响光纤装置往更高功率发展。
发明内容
本申请提供一种光纤处理方法和光纤装置,克服现有技术的不足,能够有效避免熔接点发热,烧坏光纤,还可以解决熔接区域涂覆低折材料保护带来的应力和消光比问题。
本申请提出一种光纤处理方法,以解决熔接点发热、熔接区域产生较大应力和消光比降低等问题。本申请的光纤处理方法包括以下步骤:
步骤S1:去除两根光纤熔接点附近的涂覆层,得到第一剥除光纤和第二剥除光纤,使熔接点及熔接点附近的光纤包层裸露,再将两根光纤进行熔接处理;
步骤S2:在第一剥除光纤、第二剥除光纤和光纤熔接点的光纤裸露包层区域(光纤熔接区)制作第一保护层,所述第一保护层为低折材料。
步骤S3:在光纤熔接区的第一保护层上填充第二保护层,所述第二保护层为高折材料,使光纤熔接区由里到外分别为纤芯、包层、第一保护层和第二保护层,由里到外折射率分别为:n1、n2、n3、n4,且满足:n3<n2≤n1<n4的折射率关系,所述第二保护层的厚度比第一保护层厚,所述第二保护层的导热能力优于第一保护层,所述第二保护层的膨胀系数大于第一保护层。
本申请通过上述光纤处理方法得到如下熔接后的光纤装置,该光纤装置包括第一光纤、第二光纤和光纤熔接点,光纤熔接点位于第一光纤和第二光纤之间,所述第一光纤包括第一非剥除光纤和第一剥除光纤,所述第二光纤包括第二非剥除光纤和第二剥除光纤,所述第一非剥除光纤和第二非剥除光纤由外至内均具有光纤涂覆层和包层、纤芯,所述第一剥除光纤和第二剥除光纤均仅具有包层和纤芯,即剥除了光纤涂覆层。所述第一剥除光纤、第二剥除光纤和光纤熔接点构成光纤熔接区,所述光纤熔接区上设有第一保护层,所述第一保护层上填充涂覆第二保护层。所述光纤熔接区由里到外分别为纤芯、包层、第一保护层和第二保护层,纤芯、包层、第一保护层和第二保护层的折射率分别为:n1、n2、n3、n4,且满足:n3<n2≤n1<n4的折射率关系,所述第二保护层的厚度比第一保护层厚,所述第二保护层的导热能力优于第一保护层,所述第二保护层的膨胀系数低于第一保护层。
本申请提供一种光纤装置和光纤处理方法,通过所述光纤装置和光纤处理方法,设置第一保护层和第二保护层对光纤熔接区进行保护处理,能够有效避免熔接点发热,烧坏光纤,且解决熔接区域涂覆低折材料保护带来的应力和消光比问题。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为图1为本申请的熔接前的光纤装置示意图;
图2为本申请的光纤处理方法的流程示意图;
图3为本申请的熔接后的光纤装置的俯视结构示意图;
图4为本申请的熔接后的光纤装置的侧视结构示意图;
图5为本申请的熔接后的光纤装置的立体结构示意图。
附图标记:11、第一光纤,12、第二光纤,13、光纤熔接点,14、散热结构,20、光纤熔接区,101、纤芯,102、包层,111、第一非剥除光纤,112、第一剥除光纤,121、第二非剥除光纤,122、第二剥除光纤,201、第一保护层,202、第二保护层。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。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,本领域普通技术人员在没有做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。
参阅图1所示,图1为本申请的熔接前的光纤装置示意图,该光纤装置包括第一光纤11、第二光纤12和光纤熔接点13,光纤熔接点13位于第一光纤11和第二光纤12之间,所述第一光纤11包括第一非剥除光纤111和第一剥除光纤112,所述第二光纤12包括第二非剥除光纤121和第二剥除光纤122。所述第一剥除光纤112、第二剥除光纤122和光纤熔接点13构成光纤熔接区20。
结合参阅图1和图3、图4,所述第一非剥除光纤111和第二非剥除光纤121由外至内均具有光纤涂覆层(图上未示出)和包层102、纤芯101,所述第一剥除光纤112和第二剥除光纤122均仅具有包层102和纤芯101,即剥除了光纤涂覆层。
为了有效避免在光纤熔接区20出现漏光,对第一光纤11和第二光纤12进行熔接处理后,通常,需要在光纤熔接区20涂覆低折材料,利用光线全反射的原理使得激光一直在纤芯101传输,但是采用低折材料填充光纤熔接区20时,由于熔接点对接不会形成完全理想化状态,难以形成完好的全反射临界角,熔接点还是容易出现发热,烧坏光纤问题。且当前的低折材料固化时收缩比例大,极易使得熔接区域产生较大应力和降低消光比问题。
为了解决上述问题,本申请提出一种光纤处理方法,可以解决熔接点发热、熔接区域产生较大应力和消光比降低等问题。如图2所示,并结合参阅图3~图5,图2为本申请的光纤处理方法的流程示意图,包括以下步骤:
步骤S1:去除两根光纤熔接点附近的涂覆层,得到第一剥除光纤112和第二剥除光纤122,使熔接点及熔接点附近的光纤包层102裸露,再将两根光纤进行熔接处理;
步骤S2:在第一剥除光纤112、第二剥除光纤122和光纤熔接点13的光纤裸露包层区域(光纤熔接区20)制作第一保护层201,所述第一保护层201为低折材料;
步骤S3:在光纤熔接区20的第一保护层201上填充第二保护层202,所述第二保护层202为高折材料,使光纤熔接区20由里到外分别为纤芯101、包层102、第一保护层201和第二保护层202,由里到外折射率分别为:n1、n2、n3、n4,且满足:n3<n2≤n1<n4的折射率关系,所述第二保护层202的厚度比第一保护层201厚,所述第二保护层202的导热能力优于第一保护层201,所述第二保护层202的膨胀系数低于第一保护层201。
在优选的方案中,本申请的光纤处理方法还包括以下步骤:在制作完第一保护层201之后,先设置一散热结构14,所述散热结构14和第一保护层201之间形成半个环形槽,然后通过使用一个夹具与第一保护层201之间形成另外半个环形槽,再将第二保护层202填充于该环形槽中,紧密夹装,再采用UV辐射固化成型,保障所述第一保护层201、第二保护层202和包层102之间都紧密贴合无空气。固化成型后,拆除夹具。
参阅图1和图3~图5,图3为本申请的熔接后的光纤装置的俯视结构示意图,图4为本申请的熔接后的光纤装置的侧视结构示意图,图5为本申请的熔接后的光纤装置的立体结构示意图。该光纤装置包括第一光纤11、第二光纤12和光纤熔接点13,光纤熔接点13位于第一光纤11和第二光纤12之间,所述第一光纤11包括第一非剥除光纤111和第一剥除光纤112,所述第二光纤12包括第二非剥除光纤121和第二剥除光纤122,所述第一非剥除光纤111和第二非剥除光纤121由外至内均具有光纤涂覆层和包层102、纤芯101,所述第一剥除光纤112和第二剥除光纤122均仅具有包层102和纤芯101,即剥除了光纤涂覆层。所述第一剥除光纤112、第二剥除光纤122和光纤熔接点13构成光纤熔接区20。所述光纤熔接区20上设有第一保护层201,所述第一保护层201上填充涂覆第二保护层202。在光纤熔接区20由里到外分别为纤芯101、包层102、第一保护层201和第二保护层202,由里到外折射率分别为:n1、n2、n3、n4,且满足:n3<n2≤n1<n4的折射率关系,所述第二保护层202的厚度比第一保护层201厚,所述第二保护层202的导热能力优于第一保护层201,所述第二保护层202的膨胀系数大于第一保护层201。以上结构设计可以提升光纤装置的散热能力,且减轻低折材料固化时产生的应力和消光比问题。
在优选的方案中,所述纤芯101和包层102的折射率为1.45~1.46,所述第一保护层201的折射率为1.4~1.43,所述第二保护层202的折射率为1.47~1.5。
在优选的方案中,所述第一保护层201为0.3~5um厚度、低折射率的透明UV胶。
在优选的方案中,所述第一保护层201通过喷涂方式制作于包层102表面上。
在优选的方案中,所述光纤装置还包括一散热结构14,所述散热结构14和第一保护层201之间形成半个环形槽,然后借助一夹具与第一保护层201之间形成另外半个环形槽,再将所述第二保护层202填充于该环形槽中。
在优选的方案中,所述第二保护层202为高折射率的导热胶,其导热能力比第一保护层201强30~50倍。
在可选的方案中,所述第二保护层202的厚度为100~2000um。
在可选的方案中,所述包层102为具有内包层和外包层的双包层或者单包层结构,本申请的实施例中采用单包层结构。
在可选的方案中,所述第一光纤11和第二光纤12中至少一根为有源光纤。
在可选的方案中,所述散热结构14可为风冷或者水冷散热装置,对光纤装置进行散热。
本申请的通过提供一种光纤处理方法和光纤装置,有效避免熔接点发热,烧坏光纤,且同时解决熔接区域涂覆低折材料保护带来的应力和消光比问题。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。上、下、左、右、前、后、内、外之类的位置关系术语为了方便读者更好的理解产品结构的方位关系,而不一定要求产品结构实际的必须在该方向。且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者器件所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者器件中还存在另外的相同要素。另外,本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明,以免过多赘述。
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方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,以及对本申请中的各个实施例进行组合,这些改进、修饰和组合也落入本申请权利要求的保护范围内,即本申请的权利要求可以对本申请的实施例进行任意组合,并不仅限于本申请通过的实施例的有限组合方式。

Claims (10)

1.一种光纤装置,其特征在于,包括:第一光纤(11)、第二光纤(12)和光纤熔接点(13),光纤熔接点(13)位于第一光纤(11)和第二光纤(12)之间,所述第一光纤(11)包括第一非剥除光纤(111)和第一剥除光纤(112),所述第二光纤(12)包括第二非剥除光纤(121)和第二剥除光纤(122);
所述第一非剥除光纤(111)和第二非剥除光纤(121)由外至内均具有光纤涂覆层和包层(102)、纤芯(101),所述第一剥除光纤(112)和第二剥除光纤(122)均仅具有包层(102)和纤芯(101);
所述第一剥除光纤(112)、第二剥除光纤(122)和光纤熔接点(13)构成光纤熔接区(20);
所述光纤熔接区(20)上设有第一保护层(201),所述第一保护层(201)上填充涂覆第二保护层(202),在光纤熔接区(20)由里到外分别为纤芯(101)、包层(102)、第一保护层(201)和第二保护层(202),由里到外折射率分别为:n1、n2、n3、n4,且满足:n3<n2≤n1<n4的折射率关系,所述第二保护层(202)的厚度比第一保护层(201)厚,所述第二保护层(202)的导热能力优于第一保护层(201),所述第二保护层(202)的膨胀系数大于第一保护层(201)。
2.如权利要求1所述的光纤装置,其特征在于,所述纤芯(101)和包层(102)的折射率为1.45~1.46,所述第一保护层(201)的折射率为1.4~1.43,所述第二保护层(202)的折射率为1.47~1.5。
3.如权利要求2所述的光纤装置,其特征在于,所述第一保护层(201)为0.3~5um厚度、低折射率的透明UV胶。
4.如权利要求3所述的光纤装置,其特征在于,所述第一保护层(201)通过喷涂方式制作于包层(102)表面上。
5.如权利要求1所述的光纤装置,其特征在于,还包括一散热结构(14),所述散热结构(14)和第一保护层(201)之间形成半个环形槽,然后借助一夹具与第一保护层(201)之间形成另外半个环形槽,再将所述第二保护层(202)填充于该环形槽中。
6.如权利要求1所述的光纤装置,其特征在于,所述第二保护层(202)为高折射率的导热胶,其导热能力比第一保护层(201)强30~50倍。
7.如权利要求3所述的光纤装置,其特征在于,所述第二保护层(202)的厚度为100~2000um。
8.如权利要求1所述的光纤装置,其特征在于,所述第一光纤(11)和第二光纤(12)中至少一根为有源光纤。
9.一种光纤处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:去除两根光纤熔接点附近的涂覆层,得到第一剥除光纤(112)和第二剥除光纤(122),使熔接点及熔接点附近的光纤包层(102)裸露,再将两根光纤进行熔接处理;
步骤S2:在第一剥除光纤(112)、第二剥除光纤(122)和光纤熔接点(13)的光纤熔接区(20)制作第一保护层(201),所述第一保护层(201)为低折材料;
步骤S3:在光纤熔接区(20)的第一保护层(201)上填充第二保护层(202),所述第二保护层(202)为高折材料,使光纤熔接区(20)由里到外分别为纤芯(101)、包层(102)、第一保护层(201)和第二保护层(202),由里到外折射率分别为:n1、n2、n3、n4,且满足:n3<n2≤n1<n4的折射率关系,所述第二保护层(202)的厚度比第一保护层(201)厚,所述第二保护层(202)的导热能力优于第一保护层(201),所述第二保护层(202)的膨胀系数低于第一保护层(201)。
10.如权利要求9所述的光纤处理方法,其特征在于,还包括以下步骤:
在制作完第一保护层(201)之后,先设置一散热结构(14),所述散热结构(14)和第一保护层(201)之间形成半个环形槽,然后通过使用一个夹具与第一保护层(201)之间形成另外半个环形槽,再将第二保护层(202)填充于该环形槽中,紧密夹装,再采用UV辐射固化成型,保障所述第一保护层(201)、第二保护层(202)和包层(102)之间都紧密贴合无空气;
固化成型后,拆除夹具。
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