相变蓄热式光纤包层功率剥离器的制作方法

本发明属于包层功率剥离技术领域，具体涉及相变蓄热式光纤包层功率剥离器。

背景技术：

光纤包层功率剥离器(claddingpowerstripper，简称cps)应用于双包层光纤激光器和高功率光纤放大器中去除光纤包层中残留泵浦光，包括从纤芯泄露到内包层中传输的ase以及信号光(统称杂散光)，是高功率双包层光纤激光器的重要器件之一。cps的工作原理是：cps内部的双包层光纤段被剥成裸纤，将激光器运行时产生的杂散光直接向外散射而不聚集在光纤包层内，这些杂散光散射到cps外壳内壁并被其吸收转化为热。若无法及时将cps外壳内壁吸收的热散掉，这些热产生的热辐射会使cps中的裸纤产生剧烈的温升，当裸纤温度高于200℃时，就会产生光纤纤芯熔融效应，从而导致cps及激光器系统受到不可恢复的损伤。因此，cps的热处理结构设计是整个器件设计的关键。另考虑到光纤中存在高分子胶体物质，应使cps工作温度小于60℃。

传统的cps的散热方式通常包括空冷和水冷。空冷式cps适用于功率较小且具有气体对流的场合，通过cps金属外壳进行散热。水冷式包括间接水冷和直接水冷。间接水冷式，即将cps安装在热沉上，cps通过金属外壳将剥离的热传导至热沉，再通过水冷式热沉进行散热；直接水冷方式，即将光纤封装在玻璃管内并置于冷却水中，通过冷却水系统将热带走并耗散掉。

还有的cps的散热方式包括空冷式，空冷式cps的缺点是利用气体对流散热且散热功率小，不适应于真空等环境及激光器功率较高的情况，且不适用于无气体对流的场合；

而且现有技术中的传统水冷式cps方案及微通道水冷cps方案均属于主动热控形式，其散热能力取决于热控系统能力，冷却系统包含众多的泵阀组件等，系统较复杂。

技术实现要素：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供相变蓄热式光纤包层功率剥离器。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

相变蓄热式光纤包层功率剥离器，

包括玻璃管，剥去包层的裸纤套在玻璃管内部；

包括圆环柱状的金属外壳，外壳为空心，外壳内部填充有相变蓄热层；

包括安装在外壳两端用于对玻璃管进行定位及固定的两个封装堵头，封装堵头中心设置有与玻璃管大小相匹配的第一安装孔以及与剥去包层的裸纤大小相匹配的第二安装孔；

包括多个安装底座；

多个安装底座的一端均与外壳侧壁固定连接，多个安装底座的另一端均与热沉连接，玻璃管安装在外壳中其轴心位置，两个封装堵头分别安装在外壳内的两端，玻璃管的两端分别穿入并固定在两个玻璃管的第一安装孔内，剥去包层的裸纤两端再分别通过两个第二安装孔伸出包层功率剥离器。

进一步地，相变蓄热层包括泡沫骨架结构和相变材料。

优选地，安装底座为2个，2个安装底座的一端分别与外壳侧壁两端固定连接。

进一步地，外壳内壁作发黑、打毛处理。

本发明的有益效果在于：

本发明相变蓄热式光纤包层功率剥离器，采用填充泡沫骨架结构及相变材料作为光纤包层功率剥离器的储热结构，通过填充泡沫骨架结构及相变材料，利用相变材料的相变储热特性，泡沫骨架结构增大换热接触面，提高换热效率，能够高效地将从光纤包层剥离出的杂散光产生的大量的热储存在相变材料中，以保证包层功率剥离器在所需的温度内工作，保护光纤及整个光路系统，且此种散热方案的包层功率剥离器热控系统紧凑、简单。

附图说明

图1是本发明相变蓄热式光纤包层功率剥离器的结构示意图；

图2是本发明相变蓄热式光纤包层功率剥离器的侧面结构示意图；

图3是本发明相变蓄热式光纤包层功率剥离器中相变蓄热层的结构示意图。

图中：1-外壳、2-底座、3-封装堵头、4-玻璃管、5-相变蓄热层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1、图2、图3所示，相变蓄热式光纤包层功率剥离器，包括玻璃管4，剥去包层的裸纤套在玻璃管4内部；包括圆环柱状的金属外壳1，外壳1为空心，外壳1内部填充有相变蓄热层5；包括安装在外壳1两端用于对玻璃管4进行定位及固定的两个封装堵头3，封装堵头3中心设置有与玻璃管4大小相匹配的第一安装孔以及与剥去包层的裸纤大小相匹配的第二安装孔；包括多个安装底座2；多个安装底座2的一端均与外壳1侧壁固定连接，多个安装底座2的另一端均与热沉连接，玻璃管4安装在外壳1中其轴心位置，两个封装堵头3分别安装在外壳1内的两端，玻璃管4的两端分别穿入并固定在两个玻璃管4的第一安装孔内，剥去包层的裸纤两端再分别通过两个第二安装孔伸出包层功率剥离器。

相变蓄热层5包括泡沫骨架结构和相变材料。

安装底座2为2个，2个安装底座2的一端分别与外壳1侧壁两端固定连接。

外壳1内壁作发黑、打毛处理。

本发明相变蓄热式光纤包层功率剥离器，采用填充泡沫骨架结构及相变材料作为光纤包层功率剥离器的储热结构，通过填充泡沫骨架结构及相变材料，利用相变材料的相变储热特性，泡沫骨架结构增大换热接触面，提高换热效率，能够高效地将从光纤包层剥离出的杂散光产生的大量的热储存在相变材料中，以保证包层功率剥离器在所需的温度内工作，保护光纤及整个光路系统，且此种散热方案的包层功率剥离器热控系统紧凑、简单。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

技术特征：

技术总结
本发明公开了相变蓄热式光纤包层功率剥离器，包括玻璃管，圆环柱状的金属外壳，外壳为空心，外壳内部填充有相变蓄热层；包括安装在外壳两端用于对玻璃管进行定位及固定的两个封装堵头，包括2个安装底座。本发明采用填充泡沫骨架结构及相变材料作为光纤包层功率剥离器的储热结构，通过填充泡沫骨架结构及相变材料，利用相变材料的相变储热特性，泡沫骨架结构增大换热接触面，提高换热效率，能够高效地将从光纤包层剥离出的杂散光产生的大量的热储存在相变材料中，以保证包层功率剥离器在所需的温度内工作，保护光纤及整个光路系统，且此种散热方案的包层功率剥离器热控系统紧凑、简单。

技术研发人员：安海霞;黄学良;闭治跃;黄勋;刘小刚;张乐;王美聪;王旗华;吉庭武;饶殷睿
受保护的技术使用者：中国工程物理研究院总体工程研究所
技术研发日：2017.07.12
技术公布日：2017.09.01