光纤剥模器的制作方法

1.本技术涉及激光及光纤技术领域，尤其涉及一种光纤剥模器。


背景技术：

2.随着光纤技术的不断进步，作为光纤激光器的重要元件之一的光纤合束器也得到了越来越广泛的应用。
3.在使用双包层光纤作为输入端光纤的合束器中，光纤包层溢出的包层光能量会对合束器的稳定性和输出光束的质量产生较大影响，而光纤剥模器可以对光纤包层中的包层光能量进行剥离，因此通常将光纤剥模器设置在合束器输入端的光纤上，以将输入端的包层光剥除，从而避免包层光对合束器造成损坏。现有技术中通常将每路光纤分别设置于一个光纤剥模器中，由于每个光纤剥模器中都容纳有一定长度的光纤，所以每个光纤剥模器都需要占据较大空间，从而降低了光纤激光器内的空间利用率。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种光纤剥模器，能减少光纤剥模器在光纤激光器内的占用空间，提高光纤激光器内的空间利用率。
5.本技术实施例提供了一种光纤剥模器，其特征在于，包括剥模器壳体、剥模器底座、至少一个隔离元件和多个光纤单元；
6.所述剥模器壳体位于所述剥模器底座上，且所述剥模器壳体与所述剥模器底座之间形成一容纳腔；
7.每个所述光纤单元包括光纤处理段；
8.所述多个光纤单元的所述光纤处理段位于所述容纳腔内；
9.任意相邻两个光纤单元的所述光纤处理段通过所述隔离元件相间隔。
10.在本技术一些实施例中，所述剥模器底座内设有散热装置，所述剥模器壳体在所述剥模器底座上的正投影覆盖所述散热装置。
11.在本技术一些实施例中，所述散热装置包括至少一条水冷流道；
12.所述水冷流道的延伸方向与所述光纤单元的延伸方向相垂直。
13.在本技术一些实施例中，所述隔离元件与所述剥模器底座连接，所述隔离元件包括翅片或隔板。
14.在本技术一些实施例中，每个所述光纤单元还包括连接在所述光纤处理段两端的光纤输入段和光纤输出段；
15.所述光纤输入段和所述光纤输出段贯穿所述剥模器壳体，以位于所述剥模器壳体外。
16.在本技术一些实施例中，所述光纤单元包括光纤涂覆层、涂覆处理层、光纤包层和光纤芯层，所述光纤包层包覆在所述光纤芯层外围；
17.所述光纤涂覆层包覆在所述光纤输入段与所述光纤输出段中的所述光纤包层外
围；
18.所述涂覆处理层包覆在所述光纤处理段中的所述光纤包层外围。
19.在本技术一些实施例中，所述光纤处理段的长度至少为40mm，任意两相邻所述光纤处理段之间的间距至少为5mm。
20.在本技术一些实施例中，所述光纤芯层的直径为105um，所述光纤包层的厚度为10um，所述光纤涂覆层的厚度为72.5um；
21.所述光纤芯层的长度为200um，所述光纤包层的长度为220um，所述光纤涂覆层的长度为320um。
22.在本技术一些实施例中，所述涂覆处理层为折射率大于所述光纤包层的膜层；
23.所述光纤芯层为折射率大于所述光纤包层的膜层；
24.所述光纤包层为折射率大于所述光纤涂覆层的膜层。
25.在本技术一些实施例中，所述涂覆处理层为光敏胶。
26.本技术实施例提供的光纤剥模器，包括剥模器壳体、剥模器底座、至少一个隔离元件和多个光纤单元，剥模器壳体位于剥模器底座上，且剥模器壳体与剥模器底座之间形成一容纳腔，每个光纤单元包括光纤处理段，多个光纤单元的光纤处理段位于容纳腔内，任意相邻两个光纤单元的光纤处理段通过隔离元件相间隔，避免光纤单元之间产生干扰。由于将多个光纤单元封装于同一光纤剥模器中进行包层光的剥离，减少了光纤剥模器在光纤激光器内的占用空间，提高光纤激光器内的空间利用率。
附图说明
27.图1为本技术实施例提供的光纤剥模器的俯视结构示意图；
28.图2为本技术实施例提供的光纤单元的结构示意图；
29.图3为本技术实施例提供的光纤单元的另一结构示意图；
30.图4为本技术实施例提供的光纤剥模器中的光束传播路径图；
31.图5为本技术实施例提供的光纤剥模器中的另一光束传播路径图；
32.图6为本技术实施例提供的光纤剥模器的主视结构示意图。
具体实施方式
33.这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本技术的示例性实施例的目的。但是本技术可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。
34.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
35.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。
37.下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。
38.如图1所示，图1为本技术实施例提供的光纤剥模器的俯视结构示意图，包括剥模器壳体1、剥模器底座2、至少一个隔离元件3和多个光纤单元4，剥模器壳体1位于剥模器底座2上，且剥模器壳体1与剥模器底座2之间形成一容纳腔5，每个光纤单元4包括光纤处理段41，多个光纤单元4的光纤处理段41位于容纳腔5内，任意相邻两个光纤单元4的光纤处理段41通过隔离元件3相间隔。
39.其中，在光纤单元4延伸方向上的剥模器壳体1上设置有多个开口，以固定每个光纤单元4。
40.在本实施例中，通过将多个光纤单元4容纳至剥模器壳体1与剥模器底座2所形成的容纳腔5内，以使多个光纤单元4在同一剥模器壳体1内完成包层光剥离。相较于现有技术中在每路光纤单元上都单独设置一个光纤剥模器，本实施例提供的光纤剥模器可以通过在容纳腔内容纳多个光纤单元，使多个光纤单元共用同一光纤剥模器来剥除包层光，大大节省了光纤激光器内的空间。
41.其中，剥模器壳体1的长度优选为60mm，宽度与实际容纳的光纤单元4数量有关。由于在同一光纤剥模器中容纳了多个光纤单元，在每个光纤单元4进行包层光剥离的过程中，相邻的光纤单元4之间所剥离出的包层光很可能会相互产生串扰，从而影响包层光剥除效果，因此，通过在剥模器壳体1内设置隔离元件3，以隔开任意相邻两个光纤单元4的光纤处理段41，当光纤单元4中的包层光被剥离出来后，隔离元件3会吸收这些包层光，以防止包层光之间相互串扰。其中，为了保证包层光的剥除效果，每两个相邻光纤单元4之间应当间隔预设距离，优选地，每两个相邻光纤单元4之间间隔的预设距离至少为5mm。
42.进一步地，如图2所示，光纤单元4还包括连接在光纤处理段41两端的光纤输入段42和光纤输出段43。具体的，光纤单元4包括光纤涂覆层401、涂覆处理层411、光纤包层402和光纤芯层403，其中，光纤包层402包覆在光纤芯层403外围，光纤涂覆层401包覆在光纤输入段42与光纤输出段43中的光纤包层402外围，涂覆处理层411包覆在光纤处理段41中的光纤包层402外围。
43.其中，光纤涂覆层401、光纤包层402和光纤芯层403的折射率关系为：光纤涂覆层401<光纤包层402<光纤芯层403。其中，光纤芯层403的直径为105um，长度为200um；光纤包层402的厚度为10um，长度为220um；光纤涂覆层401的厚度为72.5um，长度为320um。优选地，光纤输入段42与光纤输出段43贯穿剥模器壳体1，以位于剥模器壳体1上设置的多个开口之
外，仅需将每个光纤单元4的光纤处理段41设置在光纤剥模器中即可，从而有效减小光纤剥模器的体积，进而进一步节省光纤剥模器在激光器内的占用空间。
44.具体的，光纤涂覆层401的材料通常为多功能丙烯酸酯，光纤涂覆层401的作用是保护光纤单元4表面不受潮湿气体和外力擦伤，且具有一定的抗弯性能，故可提高光纤单元4的强度；光纤包层402的材料通常为石英玻璃或其他透明质地的材料，使激光信号封闭在光纤芯层403中传输，同时还可保护光纤芯层403；光纤芯层403的材料通常为石英玻璃，用于传输激光信号。
45.由于光纤单元中的折射率关系为：光纤涂覆层401<光纤包层402<光纤芯层403，所以光束在传输过程中会在光纤芯层403中存在低阶传输的全反射光束传输模式，在光纤包层402中存在高阶传输的全反射光束传输模式。具体的，以低阶传输模式进行传输的光束仅在光纤芯层403内发生全反射，以高阶传输模式进行传输的光束会穿过光纤芯层403，在光纤包层402内发生全反射，形成包层光，这些包层光功率高达数百瓦，会对输出激光的质量造成严重影响，甚至会对激光器内部的器件造成损害。
46.如图2所示，在一个实施例中，涂覆处理层411包覆在光纤处理段41中的光纤包层402外围，在实际制作光纤处理段41时需先将该部分长度的光纤单元4中的光纤涂覆层401剥除，具体的剥除方法主要包括机械剥除法、化学浸泡酸洗法及热剥除法等，然后在裸露出的光纤包层402表面涂覆至少一层涂覆材料，该涂覆材料包括且不限于折射率大于光纤包层402的光敏胶。
47.如图4所示，图4为本技术实施例提供的光纤剥模器中的光束传播路径图，当光束在光纤输入段42中传输时，在低阶传输模式下进行传输的光束6仅在光纤芯层403中进行全反射，而在高阶传输模式下进行传输的光束7在光纤输入段42中在光纤包层402内进行全反射，形成包层光，当该包层光进入了光纤处理段41，由于光纤包层402表面涂覆的光敏胶的折射率大于光纤包层，所以包层光会进入涂覆处理层411(光敏胶层)，当包层光接触到涂覆处理层411时，一部分包层光会直接从涂覆处理层411散射出去，剩余部分包层光会继续在光纤包层402进行全反射，在下一次接触涂覆处理层411时才会被剥除，因此，包层光的剥除过程需要经历数次与涂覆处理层411的接触，为了保证剥除效率，光纤处理段41的长度应至少为40mm。
48.如图3所示，在另一实施例中，光纤处理段41还可包括表面已被破坏的光纤包层412和光纤芯层403，其中，可通过在光纤包层表面涂覆化学腐蚀剂(例如，氢氟酸、硝酸)将光纤包层表面腐蚀，或者通过机械刻蚀的方式使光纤包层表面呈粗糙或者毛化的状态，以破坏光纤包层表面。
49.如图5所示，图5为本技术实施例提供的光纤剥模器中的另一光束传播路径图，当光束在光纤输入段42中传输时，在低阶传输模式下进行传输的光束6仅在光纤芯层403中进行全反射，而在高阶传输模式下进行传输的光束7在光纤输入段42中在光纤包层402内进行全反射，形成包层光，当该包层光进入了光纤处理段41，由于光纤包层的表面已被破坏，也即破坏了包层光的全反射条件，包层光无法继续在光纤包层内发生全反射，而是直接穿过光纤包层，泄露到光纤单元以外的空间，以达到剥除包层光的目的。
50.如图4和图5所示，由于包层光在光纤处理段41已经被剥除，所以从光纤输出段43输出的光束中不包含包层光，有效提升了输出光束的质量，同时降低了激光器内部器件损
坏的几率。
51.进一步地，如图6所示，由于包层光的热量较高，因此，当包层光从光纤单元4中剥离出来并进入容纳腔5后，包层光带有的热量会使容纳腔5内的温度大大上升，而由于在容纳腔5内设置有隔离元件3(该隔离元件3包括且不限于翅片或者隔板)，且隔离元件3与剥模器底座2通过焊接等方式进行连接，可通过隔离元件3将容纳腔5内囤积的热量传导至剥模器底座2中，再通过设置在剥模器底座2中的散热装置21将这部分热量传导出光纤剥模器，从而避免因容纳腔5内温度过高导致光纤剥模器损坏。
52.具体的，现有技术通常是将散热装置平行于光纤单元4设置，由于此时光束输入端与散热装置21的入口为同一方向，可能会导致两者之间相互产生干扰。如图6所示，本技术实施例中的散热装置21包括至少一条水冷流道，且每条水冷流道的延伸方向与光纤单元4的延伸方向相垂直，可有效避免光束输入端与水冷流道入水口产生干扰(即错开水路与光路)，且可更加充分、均匀地进行散热。其中，剥模器壳体1在剥模器底座2上的正投影覆盖每条水冷流道，以使水冷流道可以充分吸收容纳腔5内的热量。优选地，每条水冷流道之间的间距相等，以使传导至每条水冷流道的热量均衡，可选地，每条水冷流道中的水流均为流动状态，使水冷散热效果更佳。
53.本技术实施例提供的光纤剥模器，包括剥模器壳体、剥模器底座、至少一个隔离元件和多个光纤单元，剥模器壳体位于剥模器底座上，且剥模器壳体与剥模器底座之间形成一容纳腔，每个光纤单元包括光纤处理段，多个光纤单元的光纤处理段位于容纳腔内，任意相邻两个光纤单元的光纤处理段通过隔离元件相间隔，避免光纤单元之间产生干扰。由于将多个光纤单元封装于同一光纤剥模器中进行包层光的剥离，减少了光纤剥模器在光纤激光器内的占用空间，提高光纤激光器内的空间利用率。
54.综上，虽然本技术已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本技术，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本技术的精神和范围内，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，因此本技术的保护范围以权利要求界定的范围为准。