镀膜型包层光功率剥离器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种镀膜型包层光功率剥离器，属于光纤激光器件领域。
【背景技术】
[0002]最近几年，大功率的半导体激光器及其栗浦技术以及掺杂光纤的成熟，光纤激光器最大的输出功率逐年提高，单模激光器的最大输出已经超过一万瓦，并且高功率光纤激光器已经在越来越多的工业以及民用领域替代传统加工方式，得到了广泛应用。
[0003]在光纤激光器的系统中，需先将栗浦光输入到掺杂光纤的包层中，利用这部分能量栗浦掺杂光纤纤心中的稀土元素，在这个过程中，由于吸收效率的问题，包层之中总会残留部分的栗浦光。另外，由于光纤激光器中熔接点的存在，也会使部分纤心中的光泄露到包层中，与栗浦光混合在一起，从而对整个产品整体的光斑质量造成比较严重的影响。更有甚者，这部分光会由于光纤的弯曲而从包层中泄露到涂覆层中，导致光纤温度急剧升高，从而造成光纤熔断。所以，剥离包层中的泄露光，对光纤激光器系统的稳定和高质量的光束输出都有明显的实际意义与作用。
[0004]包层功率剥除器比较常用的技术有两种:一种是将光纤涂覆层剥除之后，在包层上涂高折射率的光学胶水，胶水的折射率高于光纤，这样包层内的光能顺利进入胶水中，而不在返回包层，达到功率剥除的目的；另一种是将光纤通过机械或腐蚀的方式，改变包层的形状，使得包层中的光不能满足全反射条件而从包层之中泄露出来，也可以达到让包层中光泄露的目的。不过上述两种方式都存在一定的缺点:第一种利用胶水的方式，由于胶水存在严重的光吸收，所以不能使用在功率较高的器件;第二种机械或腐蚀方式对产品的加工精度都要求非常严格，实际生产过程中由于精度要求非常高，生产成本与成品率都不能得到很好控制。
【实用新型内容】
[0005]鉴于现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种设计简洁、制作简单、成本较低且能承受超高功率的镀膜型包层光功率剥离器。
[0006]为了解决上述问题，本实用新型的技术方案是:一种镀膜型包层光功率剥离器，包括双包层光纤，所述双包层光纤的预定段剥除涂覆层和外包层以暴露出内包层，所述双包层光纤暴露出的内包层上镀有至少一层折射率高于内包层的膜层，所述双包层光纤镀膜后的预定段封装在金属散热装置中。
[0007]在进一步的优选方案中，所述金属散热装置与双包层光纤之间安装有一个玻璃管。
[0008]在进一步的优选方案中，所述金属散热装置包括金属外壳，所述金属外壳中心设置有用于封装双包层光纤的安装孔，所述金属外壳内设置有供冷却介质流通的冷却通道。
[0009]在进一步的优选方案中，所述安装孔相对膜层的表面设置有螺纹。
[0010]在进一步的优选方案中，所述安装孔相对膜层的表面设置有黑色层。[0011 ]在进一步的优选方案中，所述安装孔为圆形通孔。
[0012]在进一步的优选方案中，所述冷却通道为水冷通道或风冷通道。
[0013]在进一步的优选方案中，所述内包层上镀有一层折射率高于内包层的膜层。
[0014]在进一步的优选方案中，所述内包层上镀有多层折射率由内往外逐渐变大的膜层。
[0015]在进一步的优选方案中，所述双包层光纤的预定段长度为0.5?30cm。
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果:(1)使用了镀膜技术，能有效避免胶水工艺带来的使用功率限制，也不要复杂的加工工艺，极大简化了产品生产流程，制作简单且成本较低；(2)使用导热性良好的金属散热装置吸收辐射出来的能量，并用强制制冷技术将热量迅速带走，使器件保持良好的工作条件，能够承受很高的功率。
【附图说明】
[0017]图1为双包层光纤的结构不意图。
[0018]图2为本实用新型实施例一的结构示意图。
[0019]图3为本实用新型实施例一的膜层结构示意图。
[0020]图4为本实用新型实施例二的结构示意图。
[0021 ]图5为本实用新型实施例二的膜层结构示意图。
[0022]图6为本实用新型实施例三的结构示意图。
[0023]图中标记:100-双包层光纤，101-纤芯，102-内包层，103-外包层，200-膜层，201-第一层膜层，202-第二层膜层，203-第三层膜层，300-金属散热装置，310-金属外壳，311-安装孔，312-冷却通道，313-螺纹，314-黑色层，400-玻璃管。
【具体实施方式】
[0024]为了让本实用新型的上述特征和优点更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
[0025]如图1?6所示，一种镀膜型包层光功率剥离器，包括双包层光纤100，所述双包层光纤100的预定段剥除涂覆层104和外包层103以暴露出内包层102，所述双包层光纤100暴露出的内包层102上镀有至少一层折射率高于内包层102的膜层200，所述双包层光纤100镀膜后的预定段封装在金属散热装置300中。其中，所述金属散热装置300起到热沉的作用。
[0026]在本实用新型实施例一中，如图2?3所示，所述内包层102上镀有一层折射率高于内包层102的膜层200，所述膜层200为针对预定波段的增透膜。
[0027]在本实用新型实施例二中，如图4?5所示，为了使包层光剥除效果更好，所述内包层102上镀有三层折射率由内往外逐渐变大的膜层200，利用不同膜层200之间的折射率差使得包层光溢出而不能返回内包层102中，将内包层102功率完美剥除。
[0028]在本实用新型实施例三中，如图6所示，为了降低材料膨胀系数差异的影响，所述金属散热装置300与双包层光纤100之间安装有一个玻璃管400，所述玻璃管400可采用熔融石英材质。由于玻璃管400与光纤的膨胀系数基本一致，可最小限度减小温度变化造成的影响。
[0029]在上述的各个实施例中，所述金属散热装置300包括金属外壳310，所述金属外壳310中心设置有用于封装双包层光纤100的安装孔311，所述金属外壳310内设置有供冷却介质流通的冷却通道312。
[0030]其中，所述冷却通道312为水冷通道或风冷通道，具体可根据实际使用情况选择风冷或水冷散热方式，以使金属散热装置300吸收的热量能迅速被传递走，以防止整个产品温度过高。例如，需剥离功率比较大时，所述金属散热装置300选择水冷；需剥离功率比较小时，所述金属散热装置300选择风冷。
[0031]为了增加对光的吸收效率，所述安装孔311优先设计成圆形通孔，所述安装孔311相对膜层200的表面可设置有螺纹313，所述安装孔311相对膜层200的表面还可设置有黑色层，所述黑色层可以是对金属外壳310中心的安装孔311表面进行发黑处理形成的，当然也可以通过黑色涂料涂覆于安装孔311表面形成的。
[0032]该镀膜型包层光功率剥离器的制造方法，包括以下步骤:
[0033](I)可通过化学或机械等方式对双包层光纤100进行无损窗口剥除一定长度的涂覆层104和外包层103，剥除的长度与使用的光纤支架及设计的金属散热装置300有关，通常情况下这个长度在0.5?30厘米之间。
[0034](2)清洁剥除后的光纤，将光纤固定在设计好的镀膜夹具上，露出剥除部分的内包层102，保护其他未剥除部分，然后将夹具放置在镀膜机中，在内包层102上镀上至少一层折射率高于内包层102的膜层200，各层膜层的折射率由内往外依次增大。
[0035](3)将镀膜后的光纤装配在导热性能良好的金属散热装置300上，以使剥离出来的能量可迅速被带走，而不影响产品性能。
[0036]在步骤(2)中，在内包层102上先镀折射率高于内包层102的第一层膜层201，然后再镀一层折射率高于第一层膜层201的第二层膜层202，如果有必要，可再镀有折射率高于第二层膜层202的第三层膜层203，甚至更多的膜层，以此类推，具体可根据实际需求选择所需镀膜的层数。同时，各层膜层需在设计波段有良好的透过率。
[0037]在步骤(3)中，可先将镀膜之后的光纤安装在玻璃管400中，然后再将装配好的组合体装配在高导热系数的金属散热装置300中。
[0038]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可以得出其他各种形式的镀膜型包层光功率剥离器。凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
【主权项】
1.一种镀膜型包层光功率剥离器，包括双包层光纤，其特征在于:所述双包层光纤的预定段剥除涂覆层和外包层以暴露出内包层，所述双包层光纤暴露出的内包层上镀有至少一层折射率高于内包层的膜层，所述双包层光纤镀膜后的预定段封装在金属散热装置中。2.根据权利要求1所述的镀膜型包层光功率剥离器，其特征在于:所述金属散热装置与双包层光纤之间安装有一个玻璃管。3.根据权利要求1所述的镀膜型包层光功率剥离器，其特征在于:所述金属散热装置包括金属外壳，所述金属外壳中心设置有用于封装双包层光纤的安装孔，所述金属外壳内设置有供冷却介质流通的冷却通道。4.根据权利要求3所述的镀膜型包层光功率剥离器，其特征在于:所述安装孔相对膜层的表面设置有螺纹。5.根据权利要求3或4所述的镀膜型包层光功率剥离器，其特征在于:所述安装孔相对膜层的表面设置有黑色层。6.根据权利要求3所述的镀膜型包层光功率剥离器，其特征在于:所述安装孔为圆形通孔。7.根据权利要求3所述的镀膜型包层光功率剥离器，其特征在于:所述冷却通道为水冷通道或风冷通道。8.根据权利要求1所述的镀膜型包层光功率剥离器，其特征在于:所述内包层上镀有一层折射率高于内包层的膜层。9.根据权利要求1所述的镀膜型包层光功率剥离器，其特征在于:所述内包层上镀有多层折射率由内往外逐渐变大的膜层。10.根据权利要求1所述的镀膜型包层光功率剥离器，其特征在于:所述双包层光纤的预定段长度为0.5?30cmo
【专利摘要】本实用新型涉及一种镀膜型包层光功率剥离器，属于光纤激光器件领域，其技术方案如下：该镀膜型包层光功率剥离器包括双包层光纤，所述双包层光纤的预定段剥除涂覆层和外包层以暴露出内包层，所述双包层光纤暴露出的内包层上镀有至少一层折射率高于内包层的膜层，所述双包层光纤镀膜后的预定段封装在金属散热装置中。本实用新型使用了镀膜技术，能有效避免胶水工艺带来的使用功率限制，也不要复杂的加工工艺，极大简化了产品生产流程，制作简单且成本较低；又使用导热性良好的金属散热装置吸收辐射出来的能量，并用强制制冷技术将热量迅速带走，使器件保持良好的工作条件，能够承受很高的功率。
【IPC分类】G02B6/245
【公开号】CN205333909
【申请号】CN201521090415
【发明人】李建东, 余洪瑞, 王启平
【申请人】福州腾景光电科技有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月24日