CN203519887U - 一种光纤合束器的全胶封装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光纤合束器的全胶封装结构，其包括：合束器；一透明基座（2），其上设有凹槽，所述合束器通过涂在凹槽两端的第一道胶（3）封装于该凹槽中，所述合束器的输入纤涂覆层台阶（13）处及输出纤涂覆层台阶（14）处涂有第二道胶（4），所述第二道胶（4）之间填满第三道胶（5）；以及一金属盒（6），所述透明基座（2）通过第四道胶（7）封入在该金属盒（6）内，合束器的输入光纤（11）及输出光纤（12）伸出金属盒两端。与现有技术相比，本实用新型采用合束器与凹槽的三面充分接触，使得没有耦合进输出光纤的激光，能被充分导走，尽量减小热量的产生。因此，此封装结构能使合束器工作更稳定、散热效果更好。

Description

一种光纤合束器的全胶封装结构

技术领域

本实用新型涉及光纤合束器的封装，尤其是一种光纤合束器的全胶封装结构。

背景技术

随着光纤激光技术的迅速发展和成熟，光纤激光器的特点和优势已逐渐被人们所认识，光纤激光器在国防、工业加工、医疗等领域得到了日益广泛的应用，市场需求和应用逐年在大幅增加，这势必产生对光纤合束器的大量需求。

光纤合束器是大功率光纤激光器的核心组件之一，是目前最有效的泵浦耦合器件，它可将多个激光器的能量高效耦合进一根光纤传输，其使用功率一般在几十瓦、几百瓦、甚至千瓦量级，如此高功率的工作，对合束器的可靠性提出了高标准要求，例如其长期工作稳定性、散热设计可靠性等。

目前，合束器的封装普遍存在散热效果差、长期稳定性差等缺点，使其应用受到极大的限制。因此，如何妥善解决合束器的封装是业内亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的缺陷，提供一种光纤合束器的全胶封装结构。

本实用新型采用的技术方案是，设计一种光纤合束器的全胶封装结构，包括：一合束器，包括多根输入光纤、输入纤涂覆层台阶、锥区、熔接点、输出纤涂覆层台阶和输出光纤；一透明基座，其上设有贯通的凹槽，所述合束器放在该基座的凹槽内，并在凹槽两端使用第一道胶固定封装，所述合束器的输入纤涂覆层台阶处及输出纤涂覆层台阶处涂有第二道胶，所述第二道胶之间，合束器与凹槽的底面和两侧面填满第三道胶；以及一金属盒，所述透明基座通过第四道胶封入在该金属盒内，合束器的输入光纤及输出光纤伸出金属盒两端。

在一实施例中，所述凹槽的截面是矩形形状或弧形形状。

所述的透明基座采用石英材料。

与现有技术相比，本实用新型结构简单，工序简易，只需要一个凹槽透明基座和一个金属盒便可，合束器放进凹槽内，能得到更好的保护与固定，用胶将合束器与凹槽的三面充分接触，使得没有耦合进输出光纤的激光，能被充分导走，尽量减小热量的产生。因此，此封装结构能使合束器工作更稳定、散热效果更好。

附图说明

图1为光纤合束器的结构示意图； 

图2为本实用新型一实施例的结构示意图；

图3为光纤合束器封装入口侧示意图；

图4至图6为本实用新型封装的步骤图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对实用新型进行详细的说明。

如图1和图2所示，本实用新型提出的光纤合束器的全胶封装结构，包括：合束器；一透明基座2，其上设有凹槽，合束器通过涂在凹槽两端的第一道胶3封装于该凹槽中，合束器的输入纤涂覆层台阶13处及输出纤涂覆层台阶14处涂有第二道胶4，位于两个第二道胶4之间以及凹槽的底面和两侧面填满第三道胶5；以及一金属盒6，所述透明基座2通过第四道胶7封入在该金属盒6内，合束器的输入光纤11及输出光纤12伸出金属盒两端。

合束器，从图1和图2可以看出，合束器由多根光纤拉锥而成，一端是输入光纤11，另一端是输出光纤12，输入光纤11与输出光纤12之间形成锥区15和熔接点，在靠近锥区15和熔接点的部位分别形成输入光纤11上的输入纤涂覆层台阶13及输出光纤12上的输出纤涂覆层台阶14。

透明基座2，从图2和图3可以看出，该透明基座2是一长方体形状（当然也可以是圆柱体形状），在一侧沿其整个长度方向开设有一贯通的凹槽，其截面的形状可以是矩形形状或弧形形状，凹槽的大小可根据实际需要选择。

金属盒6，从图2和图3可以看出，金属盒6形状是可以打开上盖的一长方体（当然也可以是与透明基座2形状相配合的其他形状），两端设开有光纤输入输出的孔，其内部腔体的大小应能达到刚好能将透明基座放进去固定的大小，通过在透明基座2与金属盒6之间涂有第四道胶7固定透明基座2。

图4为仅使用第一道胶的封装结构示意图，从图4可以看出，合束器放入透明基座2的凹槽后，通过涂在凹槽两端的第一道胶3封装固定，第一道胶3将合束器置入在该凹槽内的输入光纤11、输出光纤12部分与凹槽的侧面及底部黏结。图5为使用第二道胶的封装结构示意图，从图5可以看出，在使用第一道胶3固定后，在合束器的输入纤涂覆层台阶13处及输出纤涂覆层台阶14处涂有第二道胶4。由于锥区离透明基座两端距离较远，仅采用第一道胶在透明基座两端固定，点胶后因热胀冷缩原理会令到第一道胶稍微变形，导致封在第一道胶内的光纤松动，从而会影响到距离两端位置较远的锥区的稳定性。采用此结构，通过第一道胶和第二道胶将合束器固定，光纤固定牢靠不易折断，使得锥区和熔接点能在第一道胶固化后避免与透明基座的凹槽内侧直接接触。

图6为使用第三道胶的封装结构示意图，第三道胶5采用光学性能较好的材料，从图6可以看出，采用与合束器锥区15保护胶相匹配的第三道胶5对锥区15进行封装，第三道胶5将合束器与凹槽的底面和两侧面都填满，使合束器上裸露的锥区15完全埋在凹槽的第三道胶5内。第三道胶5的横向宽度略长于台阶区的第二道胶4外侧，以致于将第二道胶4覆盖在第三道胶5内。采用此结构，第三道胶覆盖锥区但不影响锥区工作，同时能够将锥区本来泄漏的光导走，并通过与其连接的透明基座，将引起发热的泄漏光通过透明基座导走，这可以防止热量积聚；而且第三道胶封住合束器的锥区，将光线裸露的锥区部分不被暴露在空气中，具有防尘、防潮的作用。

为了进一步验证本实用新型光纤合束器的全胶封装结构的有益效果，对本实用新型的一个实施例的测试方法及结果简要描述如下。

测试方法为：制作合束器产品（18+1）×1，泵浦输入纤为105/125 0.15NA，信号输入纤为10/125 0.08/0.46NA，输出光纤为10/200 0.08/0.46NA。封装时将合束器的锥区放在透明基座2的凹槽中间，凹槽两端用第一道胶3固定输入光纤11及输出光纤12，然后分别在输入纤涂覆层台阶13及输出纤涂覆层台阶14处涂上第二道胶4，不能让胶流到锥区15和熔接点处，再用第三道胶5将合束器与凹槽的底面和两侧面都填满，使合束器埋在凹槽的胶内，不能让锥区和熔接点直接接触凹槽。最后使用第四道胶将封好的凹槽封于金属盒6中，即完成（18+1）×1合束器的封装。

测试结果为：1）18根泵浦端接入10W 915nm激光器，输出功率165W（耦合效率平均值为92%），用测温仪观察合束器锥区，在第二道胶和第三道胶处最高温度分别为：30℃和35℃，连续工作48小时，合束器热分布稳定；2）2000小时温度循环实验后测试耦合效率及信号插损指标，基本无变化，产品工作状态稳定。

本实用新型适合N×1、(N+1)×1等各种类型合束器的封装，第一道胶和第二道胶封装完后，可参考合束器的具体类型，即参考输入、输出光纤的具体类型来决定是否在它们之间再增加涂胶，以增加固定效果，带凹槽透明基座和金属盒，可以根据需要加工成各种规格。使用合理的四道封装工艺，首先具有良好的密封性，有效保护合束器的锥区不受外界环境影响；同时，未耦合进输出光纤的激光可充分地通过凹槽透明基座向外散射，减少产品本身的散热要求，选用散热性能好的金属封装盒可更有效的保证合束器的散热效果。因此，使用此封装的合束器具备长期工作稳定性佳、散热可靠性高等特点。

以上结合实施例对本实用新型进行了具体描述，但是本技术领域内的技术人员可以对这些实施方式做出多种变更或变化，这些变更和变化应落入本实用新型保护的范围之内。

Claims (3)

1.一种光纤合束器的全胶封装结构，其特征在于包括：

一合束器，包括多条输入光纤（11）、输入纤涂覆层台阶（13）、锥区（15）、熔接点、输出纤涂覆层台阶（14）和输出光纤（12）；

一透明基座（2），其上设有贯通的凹槽，所述合束器放在该基座的凹槽内，并在凹槽两端使用第一道胶（3）固定封装，所述合束器的输入纤涂覆层台阶（13）处及输出纤涂覆层台阶（14）处涂有第二道胶（4），所述第二道胶（4）之间，合束器与凹槽的底面和两侧面填满第三道胶（5）；

以及一金属盒（6），所述透明基座（2）通过第四道胶（7）封入在该金属盒（6）内，合束器的输入光纤（11）及输出光纤（12）伸出金属盒两端。

2.根据权利要求1 所述的合束器的封装结构，其特征在于：所述凹槽的截面是矩形形状或弧形形状。

3.根据权利要求1 所述的合束器的封装结构，其特征在于：所述的透明基座（2）采用石英材料。

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