TWI682205B - 包層光剝除器 - Google Patents

Abstract

本發明為有關一種包層光剝除器，該光纖上為設有將部份披覆層重新披覆之部份重新披覆部，且光纖上相距部份重新披覆部一距離處設有將整圈披覆層重新披覆之短長度重新披覆部及重新披覆長度較長之長長度重新披覆部，其光纖中所傳遞光源的高階模態光會分段從部份重新披覆部、短長度重新披覆部及長長度重新披覆部中散失，藉此可透過設計部份重新披覆部、短長度重新披覆部及長長度重新披覆部的寬度、長度、披覆膠種類等數值來精準控制高階模態光於每段的光剝除率，以有效避免因高階模態光瞬間散失的能量過高，而導致光纖燒毀之情況發生。

Description

包層光剝除器

本發明係提供一種包層光剝除器，尤指利用光纖上之部份重新披覆部、短長度重新披覆部的長度及長長度重新披覆部之披覆膠的種類來分段散失光纖所傳遞光源的高階模態光，以有效避免因高階模態光瞬間散失的能量過高，而導致光纖燒毀之情況發生。

按，隨著高科技時代來臨，產業製造生產的加工技術亦不斷提升，傳統機械式加工製程，只能針對加工物件的外表進行加工，但對於加工物件之加工處理、雕刻或切割等作業即無法完成，此外如高科技之半導體產品之晶片、零組件、薄板件鑽孔、切割等，亦無法進行相關加工處理；因此，雷射加工的製程被研發問世，製程應用相當廣泛，舉凡醫療、高精密工業、激發探測、光譜學分析或電漿動力學等領域，都可以透過雷射進行加工製程處理，傳統雷射加工免不了鏡片的機械夾持、高精度平移台等，然而透過光學式雷射進行脈衝光之雷射加工處理作業，因為光纖雷射具有構造緊密、高效能以及能夠產生高輻射品質之雷射光束等優點，故而光纖雷射被廣泛應用於材料加工的製程，且因光纖雷射具有非常好的穩定性、體積小、易於攜帶與易於架設等優點，故在於光通訊、光譜測量及光學分析之應用佔有一席之地，且又因具有非常高的良好的準直性、高 功率及高光強度，也使工業上廣泛應用雷射源加工系統。

再者，目前低階模態的光是於光纖的纖芯中傳遞，而高階模態的幫浦光是於光纖之包層中傳遞，其光纖的能量傳遞是透過高折射率的包層和較低折射率的披覆層製造出一可全反射(Total Reflection)的邊界條件，使得光源可於光纖中以全反射的型式進行傳遞作業，然而，為了使加工的雷射光有更好的光束品質，必須使用包層光剝除器將光纖中模態較高的光去除掉，只留下纖芯中光束品質好的低階模態光。

然而，一般光纖中之包層光剝除器的結構設計，其包層光剝除器通常是將光纖中一段包層外的披覆層整段去除，再重新披覆一層折射率較原先披覆層高的披覆膠，以使重新披覆的部份具有更小的數值孔徑(Numerical Aperture)或是完全破壞其全反射條件，使得原先於包層中傳遞光源的高階模態光會於該重新披覆段散失，藉以達到去除高階模態光之效果。

但是，目前光纖中的光源注入至包層光剝除器處時，其注入點溫度會瞬間上升至極高溫，而遠離注入點越遠溫度則會漸趨平緩，因此當輸入高階模態光的能量過大時，其包層光剝除器很容易於注入點最高溫處燒毀，導致熱累積於該點而造成光纖燒毀和後續的系統損壞等問題產生。

是以，要如何設法解決上述習用之缺失與不便，即為從事此行業之相關業者所亟欲研究改善之方向所在。

故，發明人有鑑於上述缺失，乃搜集相關資料，經由多方評估及考量，始設計出此種包層光剝除器的發明專利者。

本發明之主要目的乃在於該光纖上為設有將部份披覆層重新披覆之部份重新披覆部，且光纖上相距部份重新披覆部一距離處設有將整圈披覆層重新披覆之短長度重新披覆部，以及重新披覆長度較長之長長度重新披覆部，其可透過部份重新披覆部、短長度重新披覆部及長長度重新披覆部來分段破壞光纖的全反射條件，所以光源中的高階模態光即會分段於部份重新披覆部、短長度重新披覆部及長長度重新披覆部中散出，藉此可供透過設計部份重新披覆部、短長度重新披覆部及長長度重新披覆部的寬度、長度、披覆膠種類等數值來控制高階模態光於每段的光剝除率，以具有精準控制溫度及分段散失光能量之功能，進而達到避免因高階模態光瞬間散失的能量過高，而導致光纖燒毀的情況發生之目的。

1‧‧‧光纖

11‧‧‧纖芯

12‧‧‧包層

13‧‧‧披覆層

14‧‧‧部份重新披覆部

141‧‧‧單側重新披覆層

142‧‧‧雙側重新披覆層

15‧‧‧短長度重新披覆部

16‧‧‧長長度重新披覆部

161‧‧‧低剝除率披覆膠

162‧‧‧高剝除率披覆膠

第一圖 係為本發明光纖之側視剖面圖。

第二圖 係為本發明光纖之俯視圖。

為達成上述目的及功效，本發明所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本發明之較佳實施例詳加說明其特徵與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二圖所示，係為本發明光纖之側視剖面圖及俯視圖，由圖中可清楚看出，本發明之光纖1係包括有纖芯11，並於纖 芯11外包覆有包層12，且包層12外包覆有披覆層13，將光纖1中一段包層12外的披覆層13整段去除，再於光纖1上設有將部份披覆層13重新披覆之部份重新披覆部14，使得原先於包層12中傳遞光源的高階模態光會於部份重新披覆部14散失，其部份重新披覆部14包括有將部份披覆層13剝除並重新披覆之單側重新披覆層141，以及重新披覆面積大於單側重新披覆層141面積之雙側重新披覆層142，而光纖1上相距部份重新披覆部14一距離處設有將整圈披覆層13重新披覆之短長度重新披覆部15，再於光纖1上相距短長度重新披覆部15一距離處設有將整圈披覆層13重新披覆且長度大於短長度重新披覆部15長度之長長度重新披覆部16，其長長度重新披覆部16相鄰短長度重新披覆部15一側處具有低剝除率披覆膠161，而低剝除率披覆膠161遠離短長度重新披覆部15另側設有高剝除率披覆膠162。

上述光纖1之部份重新披覆部14、短長度重新披覆部15及長長度重新披覆部16的折射率為大於包層12及披覆層13的折射率，並且部份重新披覆部14之單側重新披覆層141與雙側重新披覆層142間較佳為間隔出一預定距離，但於實際應用時，其單側重新披覆層141與雙側重新披覆層142亦可相鄰接合為一體；且該部份重新披覆部14每單位長度的光剝除率為小於短長度重新披覆部15的光剝除率；而該長長度重新披覆部16每單位長度的光剝除率為大於短長度重新披覆部15的光剝除率。

當本發明於實際使用時，係可應用於被動、主動之光纖1中，且將光纖1位於部份重新披覆部14一端連接於脈衝雷射、泵浦雷射 等運用光纖1進行傳輸的外部雷射輸入源(圖中未示出)，而光纖1另端則連接於外部雷射輸出源(圖中亦未示出)，當輸入源輸入光源至光纖1中時，其光源中之低階模態光會於纖芯11中傳遞，而高階模態光則會於包層12內傳遞，然而光源之高階模態光從輸入源傳輸至輸出源的過程中，由於部份重新披覆部14、短長度重新披覆部15及長長度重新披覆部16的折射率為大於光纖1的披覆層13的折射率，且會分段破壞光纖1的全反射條件，所以光源中的高階模態光即會分段於部份重新披覆部14、短長度重新披覆部15及長長度重新披覆部16中散出，僅使低階模態光向外部雷射輸出源輸出，藉此可供透過設計部份重新披覆部14、短長度重新披覆部15及長長度重新披覆部16的寬度、長度、披覆膠種類等數值來控制高階模態光於每段的光剝除率，以具有精準控制溫度及分段散失光能量之功能，進而有效避免因高階模態光瞬間散失的能量過高，而導致光纖1燒毀之情況發生。

上述光纖1之部份重新披覆部14僅重新披覆於光纖1表面部份處(如：上半側、上下二側、上側或左右側等部份位置處)，所以當光源通過部份重新披覆部14處時，僅會先散失小部份的高階模態光，不僅可減少傳輸至短長度重新披覆部15的高階模態光，且部份重新披覆部14本身亦不會因直接、瞬間散失過高的高階模態光而導致光纖1燒毀的情形發生。

再者，上述光源中的高階模態光進入至光纖1之短長度重新披覆部15時，其高階模態光溫度的最高點會於短長度重新披覆部15之剝除起點後方一距離處，所以短長度重新披覆部15重新披覆的長度只 要小於高階模態光溫度最高點至剝除起點的距離，即可避免高階模態光溫度上升達到最高點，如此當高階模態光到達短長度重新披覆部15處時，為可先散失一部份，使高階模態光再往後傳遞到長長度重新披覆部16時，其高階模態光的強度便已降低，最高溫度便因此降低下來。

然而，上述傳遞的光源通過長長度重新披覆部16之低剝除率披覆膠161時，即可藉由低剝除率披覆膠161的低剝除率特性來使溫度上升的幅度不會過大，以避免因溫度瞬間上升過多而有毀損、燒毀的情況發生，且當光源通過高剝除率披覆膠162時，亦可藉由高剝除率披覆膠162的高剝除率來維持整體的剝除率，以使高階模態光可穩定散失。

上述詳細說明為針對本發明一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本發明之申請專利範圍，凡其它未脫離本發明所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本發明所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本發明包層光剝除器於使用時，為確實能達到其功效及目的，故本發明誠為一實用性優異之發明，為符合發明專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障發明人之辛苦發明，倘若 鈞局審委有任何稽疑，請不吝來函指示，發明人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧光纖

11‧‧‧纖芯

12‧‧‧包層

13‧‧‧披覆層

14‧‧‧部份重新披覆部

141‧‧‧單側重新披覆層

142‧‧‧雙側重新披覆層

15‧‧‧短長度重新披覆部

16‧‧‧長長度重新披覆部

161‧‧‧低剝除率披覆膠

162‧‧‧高剝除率披覆膠

Claims (7)

1. 一種包層光剝除器，該光纖係包括有纖芯，並於纖芯外包覆有包層，且包層外包覆有披覆層，將光纖中一段包層外的披覆層整段去除，再於光纖上設有將部份披覆層重新披覆之部份重新披覆部，使得原先於包層中傳遞光源的高階模態光會於部份重新披覆部散失，其特徵在於：該光纖上為設有將部份披覆層重新披覆之部份重新披覆部，且光纖上相距部份重新披覆部一距離處設有將整圈披覆層重新披覆之短長度重新披覆部，再於光纖上相距短長度重新披覆部一距離處設有將整圈披覆層重新披覆且長度大於短長度重新披覆部長度之長長度重新披覆部，且部份重新披覆部、短長度重新披覆部及長長度重新披覆部的折射率為大於光纖的披覆層的折射率，其纖芯中所傳遞光源之高階模態光會分段從部份重新披覆部、短長度重新披覆部及長長度重新披覆部中散失。
2. 如申請專利範圍第1項所述之包層光剝除器，其中該光纖之部份重新披覆部、短長度重新披覆部及長長度重新披覆部的折射率為大於包層及披覆層的折射率。
3. 如申請專利範圍第1項所述之包層光剝除器，其中該部份重新披覆部為包括有將部份披覆層剝除並重新披覆之單側重新披覆層，以及重新披覆面積大於單側重新披覆層面積之雙側重新披覆層。
4. 如申請專利範圍第1項所述之包層光剝除器，其中該部份重新披覆部的光剝除率為小於短長度重新披覆部的光剝除率。
5. 如申請專利範圍第1項所述之包層光剝除器，其中該短長度重新披覆部重新披覆的長度為小於短長度重新披覆部的剝除起點至高階模態光進入於短長度重新披覆部所產生之溫度最高點的距離。
6. 如申請專利範圍第1項所述之包層光剝除器，其中該長長度重新披覆部相鄰短長度重新披覆部一側處為具有低剝除率披覆膠，而低剝除率披覆膠遠離短長度重新披覆部另側則設有高剝除率披覆膠。
7. 如申請專利範圍第1項所述之包層光剝除器，其中該長長度重新披覆部每單位長度的光剝除率為大於短長度重新披覆部的光剝除率。

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