CN214100215U - 光纤包层光剥除器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种光纤包层光剥除器，包括：光纤，所述光纤的部分段剥除外包层和涂覆层，所述部分段的内包层的表面形成有对称设置的凹槽组，其中，每个所述凹槽组中的每个第一凹槽的深度及间距均不相等。本实用新型提供的光纤包层光剥除器，通过在光纤的部分段的内包层的表面形成对称设置的凹槽组，每个凹槽组中的每个第一凹槽的深度及间距均不相等，改变了漫反射的角度，使内包层沿着光纤的传输方向形成预设角度的条纹，避免了光纤在包层光剥除过程中剥除效率不均造成局部温度过高的情况，进而避免了切割面的条纹异常或者喷嘴发热。

Description

光纤包层光剥除器

技术领域

本实用新型涉及光纤激光器技术领域，尤其涉及一种光纤包层光剥除器。

背景技术

激光加工在工业制造领域已展现出独特的优势，而近几年光纤激光器因其较好的光束质量、柔性介质输出、高稳定性以及较低的加工成本，使其在激光加工市场异军突起。随着光纤激光器市场的扩大，适用领域也适应性地扩大。目前对于光纤激光器来说，板材切割是其最重要的应用市场，同时对万瓦激光需求最大。

但是随着输出功率的提升，尤其是突破万瓦达到数万瓦输出激光后，光纤激光器在切割领域的一些不足之处开始体现，例如多模激光器切割厚板材时，被切割板材的几个切割面条纹深度不一致；在使用大离焦的时候，切割头喷嘴激烈发热变形，甚至烧毁等。而此种缺陷的发生，是由于输出激光只有一部分激光对板材切割起到作用，另一部分激光为杂散光，输出光纤中的杂散光主要来自于残余泵浦光，光纤熔接点处泄露到包层中的信号光以及包层模式的信号光，这部分光如果不及时处理将导致切割面的条纹异常或喷嘴发热。

包层光剥除器对高功率光纤激光器系统的作用非常重要，影响着输出激光的光束质量与单色性。现阶段剥除包层光或杂散光有一定的弊端，即包层光或杂散光在较短的长度内被大量滤除，导致热沉上功率密度较高，给散热带来较大的压力。尤其是在高功率的光纤激光器系统中，滤除的包层光功率较高，将产生大量的热量，这些大量的热量会在剥除器中较小的区域中积聚，如果不对这些积聚的热量做合适的引导、散热，将会引起剥除器本身及光纤的烧毁。

现有的光纤包层光剥除器的前端1/3处将会剥除大量的包层光，由于剥除效率不均，会导致光纤局部温度徒升并产生高温热点，进而导致切割面的条纹异常或喷嘴发热。

实用新型内容

本实用新型提供一种光纤包层光剥除器，用以解决现有技术中光纤包层光剥除器剥除效率不均的缺陷。

本实用新型提供一种光纤包层光剥除器，包括：光纤，所述光纤的部分段剥除外包层和涂覆层，所述部分段的内包层的表面形成有对称设置的凹槽组，其中，每个所述凹槽组中的每个第一凹槽的深度及间距均不相等。

根据本实用新型提供的一种光纤包层光剥除器，多个所述凹槽组均匀设置。

根据本实用新型提供的一种光纤包层光剥除器，还包括下基板，所述下基板沿其长度方向形成有贯穿的第二凹槽，所述光纤设置在所述第二凹槽内。

根据本实用新型提供的一种光纤包层光剥除器，所述光纤的两端与所述下基板采用紫外固化胶水固定，以使所述光纤悬空设置在所述第二凹槽内。

根据本实用新型提供的一种光纤包层光剥除器，所述下基板为导热下基板。

根据本实用新型提供的一种光纤包层光剥除器，还包括耐热件，盖设在所述第二凹槽上。

根据本实用新型提供的一种光纤包层光剥除器，还包括盖板，所述盖板沿其长度方向形成有贯穿的第三凹槽，所述下基板设置在所述第三凹槽内，且所述盖板的长度与所述下基板的长度相匹配。

根据本实用新型提供的一种光纤包层光剥除器，所述盖板的内表面为发光内表面。

根据本实用新型提供的一种光纤包层光剥除器，所述盖板包括第一本体和第二本体，分别与所述第三凹槽连接，并位于所述第三凹槽的两边，所述第一本体和所述第二本体的表面涂覆有导热硅脂。

根据本实用新型提供的一种光纤包层光剥除器，还包括底座，所述底座的尺寸与所述盖板的尺寸相匹配，且所述底座的内表面为吸光内表面，所述底座沿其长度方向形成有贯穿的第四凹槽，所述第四凹槽的底面形成有第五凹槽，其中，所述下基板设置在所述第四凹槽内，所述耐热件设置在所述第五凹槽内。

本实用新型提供的光纤包层光剥除器，通过在光纤的部分段的内包层的表面形成对称设置的凹槽组，每个凹槽组中的每个第一凹槽的深度及间距均不相等，改变了漫反射的角度，使内包层沿着光纤的传输方向形成预设角度的条纹，避免了光纤在包层光剥除过程中剥除效率不均造成局部温度过高的情况，进而避免了切割面的条纹异常或者喷嘴发热。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的光纤包层光剥除器的下基板的结构示意图；

图2是图1中示出的光纤内包层的表面示意图；

图3是本实用新型提供的光纤包层光剥除器的盖板的结构示意图；

图4是本实用新型提供的光纤包层光剥除器的底座的结构示意图；

附图标记：

10：光纤； 11：第一凹槽； 20：下基板；

30：耐热件； 40：盖板； 41：第三凹槽；

42：第一本体； 43：第二本体； 50：底座；

51：第四凹槽； 52：第五凹槽。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合图1-至图4描述本实用新型的光纤包层光剥除器。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种光纤包层光剥除器，包括光纤10，其中，光纤10的部分段的外包层和涂覆层被剥除，裸露出内包层，此部分光纤10的内包层的表面形成有对称设置的凹槽组，每个凹槽组中的每个第一凹槽11的深度及间距均不相等。

具体来说，如图2所示，被剥除外包层和涂覆层的光纤10，其内包层的表面形成有对称设置的凹槽组，该对称设置的凹槽组可以为两个，也可以为多个。具体地，在每两个对称设置的凹槽组中，每个第一凹槽11均是对称设置的，也即，例如一个凹槽组中的一个第一凹槽11，其与光纤10的中心轴的角度为45°，那么对称设置的另一个第一凹槽11，其与光纤10的中心轴的角度应为-45°。进一步地，在每个凹槽组中，每个第一凹槽11的凹槽深度均不相等，且相邻两个第一凹槽11的间距也均不相等，以形成衰减区域，使内包层沿着光纤10的传输方向形成预设角度的条纹，进而避免了光纤10在包层光剥除过程中剥除效率不均造成局部温度过高的情况。

进一步地，外包层的剥除长度通常为6-10cm。在本实用新型的一个实施例中，可选地，外包层的剥除长度为8-10cm，剥除长度过短会导致剥除效率过低，剥除长度过长则易导致光纤10弯曲，进而导致光纤10局部热量过高。

本实用新型提供的光纤包层光剥除器，通过在光纤的部分段的内包层的表面形成对称设置的凹槽组，每个凹槽组中的每个第一凹槽的深度及间距均不相等，改变了漫反射的角度，使内包层沿着光纤的传输方向形成预设角度的条纹，避免了光纤在包层光剥除过程中剥除效率不均造成局部温度过高的情况，进而避免了切割面的条纹异常或者喷嘴发热。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，多个凹槽组均匀设置。具体来说，多个凹槽组的角度不同，以将包层光转换为空间散射光，通过控制每个第一凹槽11的角度来改变散射光的角度，以使内包层沿着传输方向形成预设角度的条纹。在实际生产过程中，由于光纤10的内包层的直径为250μm，肉眼很难观察到具体的雕刻情况。因此，实际的包层光剥除效率需要多次雕刻并通过仪器或在线监控功率来确定雕刻表面的深浅情况。通常，会在光纤10的内包层表面雕刻两个凹槽组或者多个凹槽组，在本实用新型的一个实施例中，可选地，可雕刻4个或6个或8个凹槽组，以实现高剥除效率。具体地，在本实用新型的实施例中，包层光的剥除效率可达到98％以上，包层光剥除器可承受的功率为300W。每次雕刻完后可通过功率计上的实测功率与下述公式来计算剥除效率，直至计算出的剥除效率＞98％为止。包层光剥除效率的计算公式为：

包层光剥除效率＝(雕刻前功率-雕刻后功率)/雕刻前功率。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，光纤包层光剥除器还包括下基板20，下基板20沿其长度方向形成有贯穿的第二凹槽，光纤10设置在第二凹槽内。

具体地，在本实用新型的一个实施例中，光纤10需保证以直线形态设置在下基板20的第二凹槽内，以防止雕刻后的光纤10因弯曲导致局部过热而烧毁。进一步地，光纤10的两端与下基板20采用紫外固化胶水固定，以将雕刻后的光纤10固定在下基板20上，从而使光纤10悬空固定在下基板20中。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，下基板20为导热下基板，可选地，在本实用新型的一个实施例中，下基板20的材质为铜或铝。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，光纤包层光剥除器还包括耐热件30，盖设在第二凹槽上。具体来说，耐热件30采用固化剂固定在下基板20上，此过程中需要保证光纤10的清洁度，防止灰尘掉落，以影响光纤10的寿命，进一步地，在本实用新型的一个实施例中，可选地，耐热件30为耐热石英玻璃。

如图3所示，在本实用新型的一个实施例中，光纤包层光剥除器还包括盖板40，盖板40的内表面做发光处理。盖板40沿其长度方向形成有贯穿的第三凹槽41，下基板20设置在第三凹槽41内，且盖板40的长度与下基板20的长度相匹配。

进一步地，在本实用新型的一个实施例中，盖板40包括第一本体42和第二本体43，第一本体42和第二本体43分别设置在第三凹槽41的两边，并分别与第三凹槽41连接。进一步地，第一本体42和第二本体43的表面上涂覆有导热硅脂，以降低温升系数，减少局部发热，达到温度场均匀分布。进一步地，在第一本体42和第二本体43上涂覆的导热硅脂应尽量薄，且涂抹均匀，以利于从包层光散射出来的热量可以及时地从下基板20导出。

如图4所示，在本实用新型的一个实施例中，光纤包层光剥除器还包括底座50，底座50的尺寸与盖板40的尺寸相匹配，且底座50的内表面做吸光处理，即将底座50的内表面做发黑、磨砂处理。底座50沿其长度方向形成有贯穿的第四凹槽51，第四凹槽51的底面形成有第五凹槽52，其中，下基板20设置在第四凹槽51中，耐热件30设置在第五凹槽52中，盖板40盖设在底座50的上部，以形成包层光剥除器的封装结构。

本实用新型实施例提供的光纤包层光剥除器能够承受更高的功率及热量，注入双包层激光功率300W，实测剥除效率大于98％，高功率包层光剥除器在常温的环境下测的底座50和盖板40的最高温度为50℃以下，温升系数为0.171℃/W，剥除器两端光纤10的温度不超过35℃。连续工作12小时后在常温的环境下，测量其温度，依然在50℃以下，工作状态良好，无热量堆积，确保了包层光剥除器正常稳定地工作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种光纤包层光剥除器，其特征在于，包括：光纤，所述光纤的部分段剥除外包层和涂覆层，所述部分段的内包层的表面形成有对称设置的凹槽组，其中，每个所述凹槽组中的每个第一凹槽的深度及间距均不相等。

2.根据权利要求1所述的光纤包层光剥除器，其特征在于，多个所述凹槽组均匀设置。

3.根据权利要求1所述的光纤包层光剥除器，其特征在于，还包括下基板，所述下基板沿其长度方向形成有贯穿的第二凹槽，所述光纤设置在所述第二凹槽内。

4.根据权利要求3所述的光纤包层光剥除器，其特征在于，所述光纤的两端与所述下基板采用紫外固化胶水固定，以使所述光纤悬空设置在所述第二凹槽内。

5.根据权利要求3所述的光纤包层光剥除器，其特征在于，所述下基板为导热下基板。

6.根据权利要求3所述的光纤包层光剥除器，其特征在于，还包括耐热件，盖设在所述第二凹槽上。

7.根据权利要求6所述的光纤包层光剥除器，其特征在于，还包括盖板，所述盖板沿其长度方向形成有贯穿的第三凹槽，所述下基板设置在所述第三凹槽内，且所述盖板的长度与所述下基板的长度相匹配。

8.根据权利要求7所述的光纤包层光剥除器，其特征在于，所述盖板的内表面为发光内表面。

9.根据权利要求7所述的光纤包层光剥除器，其特征在于，所述盖板包括第一本体和第二本体，分别与所述第三凹槽连接，并位于所述第三凹槽的两边，所述第一本体和所述第二本体的表面涂覆有导热硅脂。

10.根据权利要求7所述的光纤包层光剥除器，其特征在于，还包括底座，所述底座的尺寸与所述盖板的尺寸相匹配，且所述底座的内表面为吸光内表面，所述底座沿其长度方向形成有贯穿的第四凹槽，所述第四凹槽的底面形成有第五凹槽，其中，所述下基板设置在所述第四凹槽内，所述耐热件设置在所述第五凹槽内。

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