专利名称：一种大功率光纤传输跳线及其制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光纤传输跳线，尤其涉及一种大功率光纤跳线及其制作方法。
背景技术：
大功率光纤跳线是用来做从激光设备到各种大功率激光运用层面的跳接线，有较完善的机械保护层，一般用在大功率激光设备和大功率激光 加工场景之间的连接。此光纤跳线是光纤安全、可靠、简捷、活动的连接手段，是大功率激光传输和运用的重要工具之一。而在光纤跳线的实际应用中，大功率激光的引出一直是我国激光运用的瓶颈问题。在国内现有技术和工艺条件下，很难通过简单工艺低成本、高效率地解决激光引出的问题。国外通常是采用纤芯镱掺杂的光子晶体光纤，通过镱原子的泵浦能级跃迁，以及光纤端面镀LR(低反)膜的方式来实现大功率激光的引出。这种方法的缺点在于而掺镱光子晶体光纤的生产和原材料成本都较高；而掺镱光子晶体光纤的生产加工工艺复杂，国内由于光纤的生产工艺达不到技术要求，现阶段还不能生产出适用的掺镱光子晶体光纤，如果采用这种方式实现大功率激光的引出的话，需要依赖进口。同时由于大功率半导体激光器的生产成本较高，技术含量很高，运用环境要求苛刻，也限制了掺镱光子晶体光纤的大规模运用。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种结构简单，不需要使用掺杂镱的纤芯就能实现大功率激光引出的激光跳线以及这种激光跳线的制作方法。为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案一种大功率光纤跳线，包括线体和接头，所述接头安装在线体的两端，所述跳线包括由纤芯和包层构成的芯包结构层以及外层起保护作用的金属软管，其特征在于(a)所述的纤芯由纯度不小于99. 999%的二氧化硅材料制成；(b)所述的包层由折射率不大于O. 40的塑料基底材料制成；(C)所述纤芯的端面为一斜面且表面镀膜，所述镀膜材料为折射率和热膨胀系数与纤芯的折射率和热膨胀系数一致的光学晶体；(d)所述纤芯的直径在200-400 μ m之间，所述光纤紧包直径不大于1mm。所述纤芯的端面与竖直面的夹角为斜8°角。所述镀膜材料为二氧化硅、三氧化二铝、BLC晶体中的任意一种。所述接头由过盈配合的蓝宝石环和铜套管组成，所述蓝宝石环安装在所述铜套管的内部，所述光纤纤芯的端头安装在所述蓝宝石环内且与所述蓝宝石环过盈配合。一种加工权利要求1所述大功率光纤跳线的加工方法，其特征是所述的加工方法包含如下步骤I)剥离-将光纤纤芯从外保护层中剥离出合适的长度；2)研磨-将纤芯端面研磨成与竖直面的夹角为斜8°角且表面起伏不大于3μπι的斜面；5)检测-采用干涉仪进行检测纤芯端面起伏度；6)镀膜-镀膜环境温度200 300°C，充氧10 30sCCm，背景真空不大于O. 05Pa ;在上述镀膜环境下采用物理汽相沉积方式沉积1. 5 4分钟；7)检测-采用连续光不小于100W共20秒及脉冲光不小于10W/0. 5秒，在无尘环境下对光纤的大光功率通过性进行实检，检测完成后在200倍以上显微镜中观察光纤端面的完整性，不合格产品返回重新研磨，合格的产品密封保存；8)组装-将合格的产品与权利要求1中所述的接头进行组装。为达到最好的镀膜效果，所述的镀膜环境可以设定为温度250°C，充氧20sCCm，背景真空O. 002Pa。 同样地，为达到最优的检测效果，所述的检测步骤采用连续光100W共20秒及脉冲光10W/0. 5秒进行检测。所述的步骤2包括如下步骤21)粗磨-采用研磨颗粒直径为50 μ m的研磨纸进行粗磨；22)细磨-采用研磨颗粒的直径介于50 μ m与I μ m之间的研磨纸进行细磨；23)精磨-采用研磨颗粒的直径为I μ m的研磨纸进行精磨，并且将纤芯端面研磨成与竖直面夹角为斜8°角且表面起伏不大于3μπι的斜面。本发明的有益之处在于1.制作简单，不需要采用特定的进口的纤芯镱掺杂的光子晶体光纤，成本低廉；2.工艺简单，本发明所述的加工方法在国内就可以实现；3.能够显著提高在能量密度不超过200W/MM2的大功率激光运用条件下传输光纤的使用寿命。
图1为本发明所述的光纤跳线的结构示意图；图2为图1的局部剖视图；图3为图2的局部放大图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。如图1至图3所示的大功率光纤跳线，包括线体I和接头2，接头2安装在线体I的两端，线体I包括由纤芯和包层构成的纤芯11以及外层起保护作用的金属软管。其中纤芯由纯度不小于99. 999%的二氧化硅材料制成；包层由折射率不大于O. 40的塑料基底材料制成，以保证光纤数值孔径不小于O. 37 ;纤芯11的端面12为与竖直面的夹角为斜8°角(即与纤芯轴线所在的水平面的夹角a为92° )的斜面且表面镀膜，镀膜材料为折射率和热膨胀系数与纤芯的折射率和热膨胀系数一致的光学晶体材料；纤芯的直径为200或400 μ m,光纤紧包直径为1. 0mm。接头2由过盈配合的蓝宝石环21和铜套管22组成，蓝宝石环21安装在铜套管22的内部，光纤纤芯22的端头安装在蓝宝石环21内且与蓝宝石环21过盈配合。上述大功率光纤跳线可以的加工方法包含如下步骤I)剥离-将光纤纤芯从外保护层中剥离出合适的长度；
2)研磨21)粗磨-采用研磨颗粒直径为50 μ m的研磨纸进行粗磨；22)细磨-采用研磨颗粒的直径介于50 μ m与I μ m之间的研磨纸进行细磨；23)精磨-采用研磨颗粒的直径为I μ m的研磨纸进行精磨，并且将纤芯端面研磨成与竖直面的夹角为斜8°角且表面起伏不大于3μπι的斜面。5)检测-采用干涉仪进行检测纤芯端面起伏度；6)镀膜-镀膜环境温度250°C，充氧20sCCm，背景真空O. 002Pa ;在上述镀膜环境下采用物理汽相沉积方式沉积1. 5 4分钟；7)检测-采用连续光100W共20秒及脉冲光10W/0. 5秒，在无尘环境下对光纤的大光功率通过性进行实检，检测完成后在200倍以上显微镜中观察光纤端面的完整性，不合格产品返回重新研磨，合格的产品密封保存；8)组装-将合格的产品与权利要求1中的接头进行组装。以上实施例是供理解本发明之用，并非是对本发明的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可 以做出多种变化或变型，例如本发明的镀膜材料可以为二氧化硅、三氧化二铝、BLC晶体或其他具有符合要求的光学晶体中的任意一种，这些变化或变型应当理解为仍属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种大功率光纤跳线，包括线体和接头，所述接头安装在线体的两端，所述线体包括由纤芯和包层构成的芯包结构层以及外层起保护作用的金属软管，其特征在于 (a)所述的纤芯由纯度不小于99.999%的二氧化硅材料制成； (b)所述的包层由折射率不大于O.40的塑料基底材料制成； (c)所述纤芯的端面为一斜面且表面镀膜，所述镀膜材料为折射率和热膨胀系数与纤芯的折射率和热膨胀系数一致的光学晶体； (d)所述纤芯的直径在200-400μ m之间，所述光纤紧包直径不大于1_。
2.根据权利要求1所述的大功率光纤跳线，其特征是所述纤芯的端面与竖直面的夹角为斜8°角。
3.根据权利要求1所述的大功率光纤跳线，其特征是所述镀膜材料为二氧化硅、三氧化二铝、BLC晶体中的任意一种。
4.根据权利要求1至3任一项所述的大功率光纤跳线，其特征是所述接头由过盈配合的蓝宝石环和铜套管组成，所述蓝宝石环安装在所述铜套管的内部，所述光纤纤芯的端头安装在所述蓝宝石环内且与所述蓝宝石环过盈配合。
5.—种加工权利要求1所述大功率光纤跳线的加工方法，其特征是所述的加工方法包含如下步骤 1)剥离-将光纤纤芯从外保护层中剥离出合适的长度； 2)研磨-将纤芯端面研磨成与竖直面的夹角为斜8°角且表面起伏不大于3μπι的斜面； 3)检测-采用干涉仪进行检测纤芯端面起伏度； 4)镀膜-镀膜环境温度200 300°C，充氧10 30SCCm，背景真空不大于O.05Pa ;在上述镀膜环境下采用物理汽相沉积方式沉积1. 5 4分钟； 5)检测-采用连续光不小于100W共20秒及脉冲光不小于10W/0.5秒，在无尘环境下对光纤的大光功率通过性进行实检，检测完成后在200倍以上显微镜中观察光纤端面的完整性，不合格产品返回重新研磨，合格的产品密封保存； 6)组装-将合格的产品与权利要求1中所述的接头进行组装。
6.根据权利要求5所述的大功率光纤跳线的加工方法，其特征是所述的镀膜环境为温度250°C，充氧20SCCm，背景真空O. 002Pa ;在上述镀膜环境下采用物理汽相沉积方式沉积1. 5 4分钟。
7.根据权利要求5所述的大功率光纤跳线的加工方法，其特征是所述的检测步骤采用连续光100W共20秒及脉冲光10W/0. 5秒进行检测。
8.根据权利要求5至7任意一项所述的大功率光纤跳线的加工方法，其特征是所述的步骤2包括如下步骤 21)粗磨-采用研磨颗粒直径为50μ m的研磨纸进行粗磨； 22)细磨-采用研磨颗粒的直径介于50μ m与I μ m之间的研磨纸进行细磨； 23)精磨-采用研磨颗粒的直径为Iμ m的研磨纸进行精磨，并且将纤芯端面研磨成与竖直面的夹角为斜8°角且表面起伏不大于3μπι的斜面。
全文摘要
一种大功率光纤跳线，包括线体和接头，所述接头安装在线体的两端，所述线体包括由纤芯和包层构成的芯包结构层，以及外层起保护作用的金属软管。所述光纤纤芯外包裹着包层，纤芯的端面为一斜面且表面镀膜，所述镀膜材料的折射率和热膨胀系数与纤芯的折射率和热膨胀系数一致；制作这种光纤跳线的工艺过程包括1)剥离、2)研磨、3)检测、4)镀膜、5)检测和6)组装。这种光纤跳线能够显著提高在能量密度不超过200W/MM2的大功率激光运用条件下传输光纤的使用寿命，并且工艺简单，造价低廉，适宜大规模推广。
文档编号G02B6/38GK102998752SQ20111027644
公开日2013年3月27日 申请日期2011年9月16日 优先权日2011年9月16日
发明者罗炜 申请人:罗炜