专利名称：光纤包层光滤除器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及光纤激光器和光纤放大器，特别涉及一种光钎包层光滤除器及其制造方法。
背景技术：
在大功率的光纤激光器和光纤放大器中，需要在最后的输出端之前把单包层光纤的包层或者双包层光纤的内包层中的泵浦光和激光滤除出来，提高最终输出光的光束质量。现有的技术是将单包层光纤的一段涂覆层或者双包层光纤的一段涂覆层及外包层去除掉，将裸露出来的部分浸泡到光学胶里，由于光学胶的折射率比需要滤除的包层或内包层的折射率高，所以单包层光纤的包层或双包层光纤的内包层中的泵浦光及激光会泄露到光学胶里，达到滤除的效果。由于光学胶对泵浦光和激光有一定的吸收，将光能转化成热能， 会使得光学胶的温度上升超过光学胶所能承受的阈值，从而限制了这种光纤包层光滤除器所能滤除的功率。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的问题，提供一种光纤包层光滤除器及其制造方法，以提高包层光滤除器所能滤除的功率上限。本发明技术解决原理将单包层光纤的一段涂覆层或者双包层光纤的一段涂覆层和外包层去除，使这段裸露出来的单包层光纤的包层或者双包层光纤的内包层表面布满小缺口，使包层光在该表面的入射角小于全反射临界角，破坏包层光的全反射条件。而且滤除出去的包层光入射到冷却水中然后照射在金属容器的壁上并转换成热能，被流动的冷却水带走，克服了使用高折射率光学胶所带来的热效应对所能滤除的功率的限制。本发明技术解决方案如下—种光纤包层光滤除器，特点在于其构成包括待滤除包层光的光纤、金属容器和冷水机，所述的金属容器的侧壁具有进水口、出水口，两端面各具有光纤通孔，所述的冷水机的供水口与所述的金属容器的进水口相连，该冷水机的回水口与所述的金属容器的出水口相连；所述的待滤除包层光的单包层光纤通过所述的金属容器的光纤通孔，并将所述的待滤除包层光的单包层光纤涂覆层剥除一段裸露出包层的布满缺口的光纤段，或将待滤除包层光的双包层光纤的涂覆层和外包层剥除一段裸露出内包层的布满缺口的光纤段置于并密封在所述的金属容器内。所述冷水机将冷却水的温度控制在15到30摄氏度之间，所述的金属容器中冷却水的流量大于1升/分钟。所述待滤除包层光的单包层光纤的包层或待滤除包层光的双包层光纤的内包层的截面可以是任何形状的，所述的纤芯可以是单模的或是多模的。所述的光纤包层光滤除器的制备方法包括如下步骤
①将待滤除包层光的单包层光纤的涂覆层剥除一段裸露出包层，或将待滤除包层光的双包层光纤的涂覆层和外包层剥除一段裸露出内包层；②处理所述裸露出的包层或内包层，使表面布满缺口并称为光纤缺口包层段，该缺口的深度大于该缺口宽度的二分之一，该缺口的深度和宽度大于包层光的波长，该缺口不与光纤的纤芯接触；③将所述待滤除包层光的光纤穿过所述的金属容器的光纤通孔，使所述的光纤缺口包层段置于并密封在所述金属容器内；④将所述的冷水机的供水口与所述的金属容器的进水口相连，该冷水机的回水口与所述的金属容器的出水口相连。所述的光纤缺口包层段的长度在1厘米到10厘米之间。所述的光纤缺口包层段上的各缺口之间平整面积的总和占该表面总面积的10% 到90%之间。所述的光纤两端与金属容器的接触密封处应位于涂覆层上，整个带缺口的表面都应密封在金属容器内，而且带缺口的表面与金属容器不能直接接触。本发明的技术效果与现有技术相比，本发明具有结构简单，滤除效率高，能承受的滤除包层光的功率更高，可防止器件的热损伤，可以用于高功率光纤激光器和高功率光纤放大器中。
图1为本发明的光纤包层光滤除器的结构示意图。图2为本发明的光纤包层光滤除器实施例图。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。请参阅图1，图1为本发明的光纤包层光滤除器的结构示意图，如图所示，本发明光纤包层光滤除器，特点是其构成包括待滤除包层光的光纤、金属容器6和冷水机9，所述的金属容器6侧壁具有进水口、出水口和两端面具有光纤通孔7，所述的冷水机9的供水口与所述的金属容器6的进水口相连，该冷水机9的回水口与所述的金属容器6的出水口相连；所述的待滤除包层光的单包层光纤1通过所述的金属容器6的光纤通孔7，并将所述的待滤除包层光的单包层光纤涂覆层2剥除一段裸露出包层3的布满缺口的光纤段，或将待滤除包层光的双包层光纤1的涂覆层和外包层2剥除一段裸露出内包层3的布满缺口的光纤段置于并密封在所述的金属容器6内。所述冷水机9将冷却水的温度控制在15到30摄氏度之间，所述的金属容器6中冷却水的流量大于1升/分钟。所述的光纤包层光滤除器的制造方法，包括如下步骤①将待滤除包层光的单包层光纤1的涂覆层2剥除一段裸露出包层3，或将待滤除包层光的双包层光纤1的涂覆层和外包层2剥除一段裸露出内包层3 ；②处理所述裸露出的包层或内包层3，使表面布满缺口并称为光纤缺口包层段5，
4该缺口的深度大于该缺口宽度的二分之一，该缺口的深度和宽度大于包层光的波长，该缺口不与光纤的纤芯4接触；③将所述待滤除包层光的光纤穿过所述的金属容器6的光纤通孔7，使所述的光纤缺口包层段5置于并密封在所述金属容器6内；④将所述的冷水机9的供水口与所述的金属容器6的进水口相连，该冷水机9的回水口与所述的金属容器6的出水口相连。所述的光纤缺口包层段的长度在1厘米到10厘米之间。所述的光纤缺口包层段5上的各缺口之间平整面积的总和占该表面总面积的 10%到90%之间。图2为本发明的光纤包层光滤除器的应用实施例图，如图所示，千瓦级高功率全光纤化激光器8的输出光纤使用内包层3直径为400 μ m的传能光纤作为输出光纤1。在输出光纤上去除一段长6厘米的涂覆层2和外包层，使用腐蚀药剂将这段裸露出来的内包层3表面腐蚀出许多小缺口，然后将这段光纤缺口包层段5套进金属容器6中，将两个光纤通孔7密封好。将金属容器上的进水口和出水口用水管分别连接到水冷机上的供水口和回水口上，通以25°C的冷却水，流量为2升/分钟。在输出光纤的末端安装上输出准直头10。 输出光纤中参与的泵浦光和包层激光共约200W被滤除出来，准直头输出的激光全布来自于纤芯，光束质量良好，接近衍射极限。实验表明，光纤包层光滤除器未出现过热现象。本发明光纤包层光滤除器具有结构简单，滤除效率高，能承受的滤除包层光的功率更高，可防止器件的热损伤，可以用于高功率光纤激光器和高功率光纤放大器中。
权利要求
1.一种光纤包层光滤除器，特征在于其构成包括待滤除包层光的光纤、金属容器(6) 和冷水机(9)，所述的金属容器(6)的侧壁具有进水口、出水口，两端面各具有光纤通孔 (7)，所述的冷水机(9)的供水口与所述的金属容器(6)的进水口相连，该冷水机(9)的回水口与所述的金属容器(6)的出水口相连；所述的待滤除包层光的单包层光纤(1)通过所述的金属容器(6)的光纤通孔(7)，并将所述的待滤除包层光的单包层光纤涂覆层( 剥除一段裸露出包层(3)的布满缺口的光纤段，或将待滤除包层光的双包层光纤(1)的涂覆层和外包层(2)剥除一段裸露出内包层(3)的布满缺口的光纤段置于并密封在所述的金属容器(6)内。
2.根据权利要求1所述的光纤包层光滤除器，其特征在于所述冷水机(9)将冷却水的温度控制在15到30摄氏度之间，所述的金属容器(6)中冷却水的流量大于1升/分钟。
3.权利要求1所述的光纤包层光滤除器的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤①将待滤除包层光的单包层光纤(1)的涂覆层( 剥除一段裸露出包层(3)，或将待滤除包层光的双包层光纤(1)的涂覆层和外包层( 剥除一段裸露出内包层(3)；②处理所述裸露出的包层或内包层C3)，使表面布满缺口，称之为光纤缺口包层段 (5)，该缺口的深度大于该缺口宽度的二分之一，该缺口的深度和宽度大于包层光的波长， 该缺口不与光纤的纤芯(4)接触；③将所述待滤除包层光的光纤穿过所述的金属容器(6)的光纤通孔(7)，使所述的光纤缺口包层段(5)置于并密封在所述金属容器(6)内；④将所述的冷水机(9)的供水口与所述的金属容器(6)的进水口相连，该冷水机(9) 的回水口与所述的金属容器(6)的出水口相连。
4.根据权利要求3所述的光纤包层光滤除器的制造方法，其特征在于，所述的光纤缺口包层段的长度在1厘米到10厘米之间。
5.根据权利要求3所述的光纤包层光滤除器的制造方法，其特征在于，所述的光纤缺口包层段(5)上的各缺口之间平整面积的总和占该表面总面积的10%到90%之间。
全文摘要
一种光纤包层光滤除器及其制造方法，该光纤包层光滤除器的结构是将单包层光纤的一段涂覆层或双包层光纤的一段涂覆层及外包层去掉，使用切割刀或者化学药剂将裸露出来的包层或内包层表面粗糙化，破坏泵浦光和包层激光在单包层光纤的包层和双包层光纤的内包层内的全反射条件，将这段光纤密封在一个有进水口和出水口的金属容器中，该金属容器通以流动的冷却水。本发明具有结构简单，滤除效率高，能承受的滤除包层光的功率更高，可防止器件的热损伤，可以用于高功率光纤激光器和高功率光纤放大器中。
文档编号H01S3/067GK102255227SQ20111011221
公开日2011年11月23日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者何兵, 刘厚康, 周军, 范元媛, 郑寄托 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所