新型高功率光纤剥模器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型高功率光纤剥模器，通过溶胶凝胶法或其他制备方法在去除外包层的双包层光纤上涂覆一层耐高温的高折射率(折射率大于内包层的折射率)的氧化物(含金属氧化物)涂层，并在氧化物(含金属氧化物)涂层外包封一玻璃套管，可避免使用有机胶水，使高功率光纤剥模器能够承受更高的温度，从而增加产品的可靠性和稳定性，还可避免采用类似光栅结构，因偏光而烧蚀光纤涂覆层，且玻璃套管可对高功率光纤剥模器进行防护。
【专利说明】
新型高功率光纤剥模器
技术领域
[0001]本实用新型涉及高功率光纤激光器技术领域，具体是涉及一种采用溶胶凝胶法制备高折射率氧化物涂层的高功率光纤剥模器。
【背景技术】
[0002]高功率光纤激光器具有光束质量好、效率高、结构紧凑和散热性好等优点，近年来得到快速的发展。为了实现高功率激光的输出，通常采用双包层掺杂光纤作为有源光纤。栗浦光在有源光纤内包层中传播的同时，不断被纤芯吸收，在谐振腔反馈的条件下，产生激光。由于有源光纤的有限长度和包层中螺旋光存在等原因导致栗浦光不能被纤芯完全吸收，会有残余栗浦光存在。同时，光纤之间的不完美熔接和光纤本身的局部缺陷也会导致部分信号光泄漏到包层中。这两种光在包层中传播形成包层光。包层光的存在使激光能量分布不集中，严重影响激光的光束质量，从而影响后续激光合束和激光加工效果。在高功率光纤激光器中，包层光功率太大甚至会对后续器件产生破坏。因此除去包层光是非常必要的。
[0003]目前，现有的高功率光纤剥模器制备技术，较多的是将双包层光纤外包层剥除后，在内包层表面沿着光纤单段或者分段涂覆一层单一或不同高折射率的有机胶水，破坏原来的全反射条件，使包层光可以泄漏到外部空间中。由于高折射率有机胶水是有机聚合物，能够长期承受的温度有限。长时间高温条件下使用，可能导致胶水性质发生变化，光吸收增加，且温度升高，会进一步加剧光吸收，最终可能导致剥模器损坏，严重影响高功率光纤激光器的稳定性。
【发明内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种高功率光纤剥模器，通过在去除外包层的双包层光纤上涂覆一层耐高温的高折射率氧化物(含金属氧化物)涂层，避免使用有机胶水，使高功率光纤剥模器能够承受更高的温度，增加了产品的可靠性和稳定性。
[0005]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0006]—种新型高功率光纤剥模器，包括双包层光纤，所述双包层光纤包括光纤纤芯、内包层和外包层，所述双包层光纤轴向形成有至少一段剥离了外包层暴露出内包层的待涂覆光纤段，所述待涂覆光纤段上涂覆有至少一层耐高温的折射率高于内包层的氧化物涂层，所述氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上包封有一封装件。
[0007]进一步的，所述双包层光纤轴向形成有一段或两段所述待涂覆光纤段，且所述待涂覆光纤段上涂覆有一层所述氧化物涂层。
[0008]进一步的，所述双包层光纤轴向形成有两段所述待涂覆光纤段，两段待涂覆光纤段上涂覆的两段所述氧化物涂层通过一个所述封装件包封。
[0009]进一步的，所述氧化物涂层为Si02、Al203、Ti203。
[0010]进一步的，所述封装件为玻璃套管。
[0011]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供一种高功率光纤剥模器，通过在去除外包层的双包层光纤上涂覆一层耐高温的高折射率(折射率大于内包层的折射率)的氧化物(含金属氧化物)涂层，并在氧化物(含金属氧化物)涂层外包封一玻璃套管，可避免使用有机胶水，使高功率光纤剥模器能够承受更高的温度，从而增加产品的可靠性和稳定性，还可避免采用类似光栅结构，因偏光而烧蚀光纤涂覆层，且玻璃套管可对高功率光纤剥模器进行防护。较佳的，该氧化物涂层可以为高折射率的Si02、Al203、Ti203等。较佳的，可以对双包层光纤进行单段或者两段或多段涂覆氧化物(含金属氧化物)涂层。该氧化物(含金属氧化物)涂层采用局部高温处理，以确保氧化物涂层熔覆在光纤内包层上，和外包层成为一体。较佳的，该热处理的方法可采用CO2激光扫描加热、感应电源加热及电阻加热等系列局部加热方法，加热氛围可在空气和氧气环境中进行。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型高功率光纤剥模器一实施例结构示意图；
[0013]图2为本实用新型高功率光纤剥模器涂覆氧化物处截面图；
[0014]图3为本实用新型高功率光纤剥模器另一实施例结构示意图；
[0015]结合附图，作以下说明:
[0016]I——双包层光纤11——光纤纤芯
[0017]12——内包层13——外包层
[0018]14一一待涂覆光纤段 2—一氧化物涂层
[0019]3——封装件
【具体实施方式】
[0020]为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明，其目的仅在于更好理解本实用新型的内容而非限制本实用新型的保护范围。
[0021]实施例1
[0022]如图1和图2所示，一种新型高功率光纤剥模器，包括双包层光纤I，所述双包层光纤包括光纤纤芯11、内包层12和外包层13，所述双包层光纤轴向形成有一段(单段)剥离了外包层暴露出内包层的待涂覆光纤段14，所述待涂覆光纤段上涂覆有一层溶胶凝胶法制备的耐高温的折射率高于内包层的氧化物涂层2，所述氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上包封有一封装件3。通过溶胶凝胶法在去除外包层的双包层光纤上涂覆一层耐高温的高折射率(折射率大于内包层的折射率)的氧化物(含金属氧化物)涂层，并在氧化物(含金属氧化物)涂层外包封一玻璃套管，可避免使用有机胶水，使高功率光纤剥模器能够承受更高的温度，从而增加产品的可靠性和稳定性，还可避免采用类似光栅结构，因偏光而烧蚀光纤涂覆层，且玻璃套管可对高功率光纤剥模器进行防护。
[0023]作为优选的实施方式，所述氧化物涂层为Si02、Al203、Ti203，但限于此，其他耐高温的高折射率的氧化物涂层也可。
[0024]优选的，所述封装件为玻璃套管，但不限于此，其他可以起到对高功率光纤剥模器进行防护作用的套管也可以。本实施例中优选玻璃套管。
[0025]—种新型高功率光纤剥模器的制备方法，首先，将双包层光纤轴向至少一段的外包层剥离，暴露出内包层，形成至少一段待涂覆光纤段;然后，将醇盐前驱体溶解于液体介质中制备出氧化物的前驱体溶液，将去除外包层的双包层光纤置于该前驱体溶液中进行胶凝，将湿凝胶干燥，并进行局部高温热处理，使氧化物熔覆在双包层光纤的内包层上，并和外包层成为一体，形成氧化物涂层;最后，将一封装件包封在氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上。这样，该氧化物(含金属氧化物)凝胶涂层采用局部高温处理，可确保氧化物涂层熔覆在双包层光纤的内包层上，和外包层成为一体。
[0026]作为优选的实施方式，所述局部高温热处理的方法可采用CO2激光扫描加热、感应电加热、电阻加热等系列局部加热方法。所述加热在空气或氧气环境中进行。
[0027]调节涂覆层材料的折射率，控制包层光衰减效率。制备方法包括旋涂法、溶胶凝胶法、喷雾热解法等化学制备的方法以及磁控溅射、热蒸发、粒子束蒸发、PLD、MCVD等物理沉积的方法。
[0028]本实用新型高功率光纤剥模器用来剥除残余栗浦光和包层中传输的信号光，以保护光纤激光器长期稳定工作，其工作原理为:包层光在光纤中的传播满足全反射条件，通过在剥除了外包层的内包层上涂覆一层高折射率的氧化物(含金属氧化物)涂层，可破坏包层光的全反射条件，使包层光通过氧化物(含金属氧化物)涂层泄漏到外部环境中。高折射率的氧化物(含金属氧化物)涂层的制备方法包括旋涂法、溶胶凝胶法、喷雾热解法等化学制备的方法以及磁控溅射、热蒸发、粒子束蒸发、PLD、MCVD等物理沉积的方法。优选的，本实用新型采用溶胶凝胶法制备。由于该氧化物涂层具有耐高温的性能，因此，相比现有技术中涂覆有机胶水的技术方案，本实用新型能够长期承受更高的温度，避免考虑高温对有机高折射率胶水的影响，提高了产品的稳定性和使用寿命。
[0029]实施例2
[0030]如图3所示，本实施例2包含实施例1中新型高功率光纤剥模器的大部分技术特征，其区别在于，双包层光纤轴向形成有两段待涂覆光纤段，两段待涂覆光纤段上涂覆的氧化物涂层通过一个所述封装件包封，且待涂覆光纤段上涂覆有一层所述氧化物涂层。在其他实施例中，双包层光纤轴向还可以形成多段待涂覆光纤段，多段待涂覆光纤段上涂覆的氧化物涂层可以共用一个玻璃套管或一段氧化物涂层使用一个玻璃套管包封。
[0031]以上实施例是参照附图，对本实用新型的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更，但不背离本实用新型的实质的情况下，都落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种新型高功率光纤剥模器，包括双包层光纤(I)，所述双包层光纤包括光纤纤芯(11)、内包层(12)和外包层(13)，其特征在于:所述双包层光纤轴向形成有至少一段剥离了外包层暴露出内包层的待涂覆光纤段(14)，所述待涂覆光纤段上涂覆有至少一层耐高温的折射率高于内包层的氧化物涂层(2)，所述氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上包封有一封装件(3)。2.根据权利要求1所述的新型高功率光纤剥模器，其特征在于:所述双包层光纤轴向形成有一段或两段所述待涂覆光纤段，且所述待涂覆光纤段上涂覆有一层所述氧化物涂层。3.根据权利要求1所述的新型高功率光纤剥模器，其特征在于:所述双包层光纤轴向形成有两段所述待涂覆光纤段，两段待涂覆光纤段上涂覆的两段所述氧化物涂层通过一个所述封装件包封。4.根据权利要求1所述的新型高功率光纤剥模器，其特征在于:所述氧化物涂层为Si02、Al2〇3、Ti203o5.根据权利要求1所述的新型高功率光纤剥模器，其特征在于:所述封装件为玻璃套管。
【文档编号】G02B6/245GK205562862SQ201620305791
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月13日
【发明人】卓壮, 余建敏, 代启彪
【申请人】昆山华辰光电科技有限公司