CN214409409U - 一种双包层光纤的熔点保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种双包层光纤的熔点保护装置，属于光纤技术领域，包括双包层光纤本体、双包层光纤涂覆区、加固保护管、空气间隙区和套管主体，双包层光纤本体置于装置中间，加固保护管设有两个，两个加固保护管套设在双包层光纤本体的外侧两端，双包层光纤涂覆区置于加固保护管和双包层光纤本体之间，套管主体套设在加固保护管外，套管主体和双包层光纤本体之间设有空气间隙区。本申请利用空气间隙区，实现包层中泵浦光的全反射，避免泵浦泄漏熔点温度急剧升高，防止烧毁熔点和光纤；本申请应用的石英玻璃管耐高温耐腐蚀，价格便宜，降低成本；本申请还利用双包层光纤涂覆区对装置进行胶固化，提高装置的结构强度。

Description

一种双包层光纤的熔点保护装置

技术领域

本实用新型实施例涉及光纤技术领域，具体涉及一种双包层光纤的熔点保护装置。

背景技术

双包层光纤是一种光纤，泵浦光和信号光在其中不同的波导结构中传播。双包层光纤在采用活性光纤的领域非常重要，尤其是高功率光纤激光器和放大器。采用普通掺杂单模光纤的光纤激光器或者放大器可以产生衍射极限的输出，但是需要泵浦光源也具有衍射极限的光束质量，因此光源功率较低。但是如果采用多模光纤，得到的光束质量比较差。采用双包层光纤可以解决以上难题，这样可以实现包层泵浦。其中激光在单模（或多模）纤芯中传播，而泵浦光在纤芯周围的内包层中传播。只有光纤纤芯（有时是环绕纤芯的一圈）是稀土掺杂的。泵浦光被具有更低折射率的外包层限制在内包层中传播，同时也有一部分泵浦光在单模纤芯中传播，可以被纤芯中的激光活性离子吸收。内包层的面积比纤芯大，并且通常具有更大的数值孔径，可以支持更多的传播模式，可以有效的耦合光。

由于当前的双包层光纤采用双层或者多层低折射率涂料加高强度涂料胶进行封装，所以对于熔点的保护也是采用低折射率胶进行保护封装。这种技术的缺点是成本高，资金门槛高。涉及到昂贵的光纤涂覆机和有专利保护的昂贵的多组分低折射率胶。而且由于低折射率胶折射率一般为1.37或者1.31，远大于1，存在漏光和机械强度不足的缺点，所以涂覆后还需要进行二次保护。

因此，如何提供一种新型的熔点保护装置，使其成本低，能加固和保护双包层光纤的熔接点，保证其不漏光，不烧光纤，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为此，本实用新型实施例提供一种双包层光纤的熔点保护装置，以解决现有技术中由于当前的双包层光纤覆盖层价格高、折射率大于1而导致的成本高、漏光的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种双包层光纤的熔点保护装置，包括双包层光纤本体、双包层光纤涂覆区、加固保护管、空气间隙区和套管主体，所述双包层光纤本体置于装置中间，所述加固保护管设有两个，两个所述加固保护管套设在所述双包层光纤本体的外侧两端，所述双包层光纤涂覆区置于所述加固保护管和双包层光纤本体之间，所述套管主体套设在所述加固保护管外，所述套管主体和双包层光纤本体之间设有空气间隙区。

进一步地，所述加固保护管为细石英玻璃管，所述套管主体为粗石英玻璃管。

进一步地，所述双包层光纤涂覆区为粘接固化胶。

进一步地，所述粘接固化胶为透明的705硅橡胶。

进一步地，所述双包层光纤本体中部设有熔点，且熔点暴露在所述空气间隙区内。

进一步地，所述细石英玻璃管的内径大于所述双包层光纤本体的直径。

进一步地，所述粗石英玻璃管的内径大于所述细石英玻璃管的外径。

进一步地，所述双包层光纤本体采用高强度熔接程序。

本实用新型实施例具有如下优点：

本申请利用空气间隙区，激光在纤芯中传播，而泵浦光在纤芯周围的内包层中传播，将低折射率涂料改为空气间隙区，空气作为低折射率介质，只需将从双包层光纤本体到双包层光纤涂覆区完全暴露于空气中，即可实现包层中泵浦光的全反射，实现了泵浦不泄漏的功能，从而避免泵浦泄漏导致熔点温度急剧升高，防止烧毁熔点和光纤导致光路中断甚至烧毁放大器或激光器；本申请应用细石英玻璃管做为加固保护管，石英玻璃管具有耐高温耐腐蚀的特性，价格便宜易于获取，降低了制作成本；本申请还利用双包层光纤涂覆区对双包层光纤本体和加固保护管进行胶固化，提高装置的结构强度，具有耐高温耐腐蚀耐潮湿，不漏光，泵浦利用率进一步提高，熔点温升慢的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例的正面剖视图；

图2为本实用新型实施例的侧面剖视图；

图中：

100双包层光纤本体；200双包层光纤涂覆区；300加固保护管；400空气间隙区；500套管主体；600熔点。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，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，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决现有技术中存在的相关技术问题，本申请实施例提供了一种双包层光纤的熔点保护装置，旨在解决现有成本高、漏光等问题，实现成本低，能加固和保护双包层光纤的熔接点的效果。如图1-2，具体包括双包层光纤本体100、双包层光纤涂覆区200、加固保护管300、空气间隙区400和套管主体500，双包层光纤本体100置于装置中间，加固保护管300设有两个，两个加固保护管300套设在双包层光纤本体100的外侧两端，双包层光纤涂覆区200置于加固保护管300和双包层光纤本体100之间，双包层光纤涂覆区200为粘接固化胶。套管主体500套设在加固保护管300外，套管主体500和双包层光纤本体100之间设有空气间隙区400。

如图1所示，在生产过程中，将两个加固保护管300分别套在双包层光纤本体100的两端，且加固保护管300和双包层光纤本体100之间留有双包层光纤涂覆区200的距离，再将套管主体500套在加固保护管300外，且套管主体500能将双包层光纤本体100套在其中，保证装置的密闭性。套管完成后，用粘接固化胶涂覆在双包层光纤涂覆区200上，粘连双包层光纤本体100和加固保护管300，使双包层光纤本体100的两端加固密封，保证装置的密封性和固定性良好。用胶固化后装置的结构强度会变高，具有耐高温耐腐蚀耐潮湿的特性，不漏光，泵浦利用率进一步提高，熔点600温升慢等诸多优点。

因为加固保护管300只设置在了双包层光纤本体100的两端，所以套管主体500和双包层光纤本体100之间具有空气间隙区400。当双包层光纤本体100中同时传输泵浦光和信号光时，由于纤芯的弱波导作用，信号光会维持在纤芯内传输。而包层中泵浦光，由于数值孔径比较大，所以很容易漏光，一旦泵浦光大量泄漏，会造成熔点600温度急剧身高，会烧毁熔点600和光纤，导致光路中断甚至烧毁放大器或激光器。此时，使用空气作为低折射率介质，只需将从双包层光纤涂覆区200到双包层光纤本体100完全暴露于空气中，即可实现包层中泵浦光的全反射，实现了泵浦光不泄漏的功能，避免温度升高烧毁熔点600和光纤。

加固保护管300为细石英玻璃管，套管主体500为粗石英玻璃管。细石英玻璃管对双包层光纤本体100进行加封固定，粗石英玻璃管对整个装置进行加封固定。用来包裹双包层光纤本体100，保护双包层光纤本体100不受外部的污染。石英玻璃是由各种纯净的天然石英熔化制成。线膨胀系数极小，是普通玻璃的1/10~1/20，有很好的抗热震性。它的耐热性很高，经常使用温度为1100℃~ 1200℃，短期使用温度可达1400℃。石英玻璃主要用于实验室设备和特殊高纯产品的提炼设备。由于它具有高的光谱透射，不会因辐射线损伤。石英玻璃硬度大，具有耐高温、膨胀系数低、耐热震性、化学稳定性和电绝缘性能良好，并能透过紫外线和红外线。且石英玻璃价格便宜容易获取，降低了此装置的制作成本，实用性强，便于普及使用。

使用在双包层光纤涂覆区200的粘接固化胶采用透明的705硅橡胶。705硅橡胶具有透明和易拆修的优点，大量用作透明防污闪涂料，粘牢耐水快固化。无毒、无溶剂、无污染、无腐蚀，常温下吸收空气中的水分固化，使用方便安全。具有优良的电绝缘性和抗电弧性能，防潮、防震。在使用过程中，装置遇水时，705硅橡胶吸水固化，固化后胶体会膨胀，加固双包层光纤本体100和加固保护管300的之间的连接关系，提高此装置的密封防水性。同时，胶体存在一定的硬力，这个硬力可以起到拉直和保护光纤的作用。

双包层光纤涂覆区200使加固保护管300和双包层光纤本体100之间具有一定的距离，避免由于加固保护管300被污染或吸潮而导致双包层光纤本体100缺陷或失效。同时，在进行光纤剥除时，可以从双包层光纤涂覆区200进行剥除，避免破坏双包层光纤本体100。在进行剥除时，最好使用低破坏的刀具进行剥除，也可以使用热剥除，以免划伤光纤造成缺陷。

当前的双包层光纤采用双层或者多层低折射率涂料+高强度涂料胶进行封装，所以对于熔点的保护也是采用低折射率胶进行保护封装。这种技术的缺点是成本高，资金门槛高。涉及到昂贵的光纤涂覆机和有专利保护的昂贵的多组分低折射率胶。而且由于低折射率胶折射率并不为1，存在漏光和机械强度不足的缺点，所以涂覆后还需要进行二次保护。

本申请利用空气间隙区400，双包层光纤本体100中部设有熔点600，且熔点600暴露在空气间隙区400内。激光在纤芯中传播，而泵浦光在纤芯周围的内包层中传播，将低折射率涂料改为空气间隙区400，空气作为低折射率介质，只需将从双包层光纤本体100到双包层光纤涂覆区200完全暴露于空气中，即可实现包层中泵浦光的全反射，实现了泵浦不泄漏的功能，从而避免泵浦泄漏导致熔点600温度急剧身高，防止烧毁熔点600和光纤导致光路中断甚至烧毁放大器或激光器；本申请应用细石英玻璃管做为加固保护管300，石英玻璃管具有耐高温耐腐蚀的特性，价格便宜易于获取，降低了制作成本；本申请还利用双包层光纤涂覆区200对双包层光纤本体100和加固保护管300进行胶固化，提高装置的结构强度，具有耐高温耐腐蚀耐潮湿，不漏光，泵浦利用率进一步提高，熔点600温升慢的优点。

双包层光纤本体100采用高强度熔接程序。熔接前根据双包层光纤本体100的材料和类型，设置好最佳预熔主熔电流和时间及光纤送入量等关键参数。熔接过程中还应及时清洁熔接机“V”形槽、电极、物镜、熔接室等，随时观察熔接中有无气泡、过细、过粗、虚熔、分离等不良现象，注意OTDR跟踪监测结果，及时分析产生上述不良现象的原因，采取相应的改进措施。如多次出现虚熔现象，应检查熔接的两根光纤的材料、型号是否匹配，切刀和熔接机是否被灰尘污染，并检查电极氧化状况，若均无问题，则应适当提高熔接电流。

由于熔接机的熔接程序有很多种，我们尽可能的使用高强度熔接点，使双包层光纤本体100尽可能的短，比如4mm程序。这样可以更好的缩短和调整熔点600保护装置的尺寸以及重量。

细石英玻璃管的内径大于双包层光纤本体100的直径。粗石英玻璃管的内径大于细石英玻璃管的外径。细石英玻璃管要能套住光纤，所以细石英玻璃管的内径要大于双包层光纤本体100的直径。在熔接之前就要套入光纤，根据使用的光纤确定石英管内径外径尺寸，一般采用正公差，要留有一定空间，便于涂胶和使其固化。

如果使用4mm熔接程序，双包层光纤本体100长度可做最小尺寸，熔点600保护装置的长度可以最小可做到30mm，以保证其机械强度和功能可靠性同时满足。细石英玻璃管的外径要取决于使用的双包层光纤本体100直径，如果使用普通的直径为10/125/250um的双包层光纤本体100，封装完成的保护装置可以做成2.5*30mm的大小。

对于大芯径光纤，细石英玻璃管要适当的加粗，以确保其机械强度满足要求，使用最大直径600um的双包层光纤本体100时，细石英玻璃管最好要用内径0.7mm，外径2mm的石英管，粗石英玻璃管则使用外径大于等于3mm即可。

熔点600保护装置封装完成后仍需要固定，由于粗石英玻璃管较一般光纤和器件来说重量会大，通过测量或者计算，得到该熔点600保护装置质量约为0.5克，剧烈的振动作用下，粗石英玻璃管会导致双包层光纤本体100断裂，所以必须对粗石英玻璃管和细石英玻璃管进行加固，加固方法很多，最常用和简单的就是胶粘，为了取材方便，这里仍旧可以使用705透明硅橡胶进行胶粘固化。

本实用新型实施例的使用过程如下：

将两个加固保护管300分别套在双包层光纤本体100的两端，且加固保护管300和双包层光纤本体100之间留有双包层光纤涂覆区200的距离，再将套管主体500套在加固保护管300外，且套管主体500能将双包层光纤本体100套在其中，保证装置的密闭性。同时，套管主体500和双包层光纤本体100之间留有空气间隙区400。套管完成后，用粘接固化胶涂覆在双包层光纤涂覆区200上，粘连双包层光纤本体100和加固保护管300，使双包层光纤本体100的两端加固密封，保证装置的密封性和固定性良好。用胶固化后装置的结构强度会变高，具有耐高温耐腐蚀耐潮湿的特性。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种双包层光纤的熔点保护装置，其特征在于，包括双包层光纤本体、双包层光纤涂覆区、加固保护管、空气间隙区和套管主体，所述双包层光纤本体置于装置中间，所述加固保护管设有两个，两个所述加固保护管套设在所述双包层光纤本体的外侧两端，所述双包层光纤涂覆区置于所述加固保护管和双包层光纤本体之间，所述套管主体套设在所述加固保护管外，所述套管主体和双包层光纤本体之间设有空气间隙区。

2.如权利要求1所述的双包层光纤的熔点保护装置，其特征在于，所述加固保护管为细石英玻璃管，所述套管主体为粗石英玻璃管。

3.如权利要求2所述的双包层光纤的熔点保护装置，其特征在于，所述双包层光纤涂覆区为粘接固化胶。

4.如权利要求3所述的双包层光纤的熔点保护装置，其特征在于，所述粘接固化胶为透明的705硅橡胶。

5.如权利要求4所述的双包层光纤的熔点保护装置，其特征在于，所述双包层光纤本体中部设有熔点，且熔点暴露在所述空气间隙区内。

6.如权利要求5所述的双包层光纤的熔点保护装置，其特征在于，所述细石英玻璃管的内径大于所述双包层光纤本体的直径。

7.如权利要求6所述的双包层光纤的熔点保护装置，其特征在于，所述粗石英玻璃管的内径大于所述细石英玻璃管的外径。

8.如权利要求7所述的双包层光纤的熔点保护装置，其特征在于，所述双包层光纤本体采用高强度熔接程序。

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