一种光纤激光器的光剥离器及光剥离方法与流程

本发明涉及光纤激光器领域，特别是涉及一种光纤激光器的光剥离器及光剥离方法。

背景技术：

近年来，随着高功率光纤激光器的不断发展，光纤激光器的功率不断攀升，高功率光纤激光器已经成为一种应用广泛的工业加工激光器，对其光束质量以及系统的稳定性的要求也更加严格。

在光纤激光器系统中，由于非线性效应的影响，增益光纤不能做的足够长，这直接导致了双包层光纤的内包层中残留了一定的泵浦光，在高功率光纤激光器中，这个功率可以达到百瓦级，除此之外还有增益光纤工作时产生的自发辐射光，以及光纤熔接时泄露到光纤内包层的信号光。这些残余光在光纤内包层中传输，如果不剥离干净，将降低光纤激光器的光束质量，对光纤激光系统后面链路中的器件产生很大的危害。

双包层光纤的内包层残留光的剥除，最直接的方法是直接在裸露的内包层上涂覆高折射紫外胶，由于涂覆了折射率大于内包层折射率的光刻胶，破坏了光纤内外包层之间全反射的条件而使内包层光泄露，从而从内包层导出残余光能量。但是，此种方法由于包层结构的突变，大量的光会在剥离器的前端泄露出去，产生大量的热，常常使前端的温度过高，从而极大的限制了包层光剥离器的性能提一步提高。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种光纤激光器的光剥离器及光剥离方法，在光剥离光纤激光器后，光剥离器能够快速降温，使得光剥离器能够长期稳定的使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光纤激光器的光剥离器，包括双包层光纤、导热材料以及冷却机构；其中，所述双包层光纤包括光纤纤芯、内包层、外包层以及涂覆层，且所述双包层光纤的至少部分段的外包层和涂覆层被剥除且内包层的表面设置为凹凸不平，形成光剥离结构；所述导热材料设置于所述光剥离结构的外部；所述冷却机构的热传递端接触于所述导热材料，所述冷却机构用于带走从所述光剥离器传递至所述导热材料的热量。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种双包层光纤包层光剥离方法，包括：对双包层光纤的至少部分段的涂覆层及外包层进行剥除处理，并将剥除所述外包层后裸露的内包层的表面设置为凹凸不平，以形成光剥离结构；在所述光剥离结构的外周上设置导热材料；并将所述导热材料贴附在冷却机构的热传导端。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的光剥离器包括双包层光纤、导热材料以及冷却机构，其中双包层光纤的至少部分段的外包层和涂覆层被剥除且内包层的表面设置为凹凸不平，形成光剥离结构，以利用折射原理使包层的光直接照射到空气，可达到高剥离效率甚至可为接近100％的剥离效率，然后在实现光剥离时，本发明中导热材料和冷却机构能够对剥离了光的光剥离结构进行快速降温，继而光剥离器能够快速降温，从而保证光剥离器长期稳定的使用。

附图说明

图1是本发明一种光纤激光器的光剥离器一实施方式的结构示意图；

图2是本发明一种双包层光纤包层光剥离方法一实施方式的流程示意图。

具体实施方式

下面根据具体实施方式及附图对本发明做详细说明。

请参阅图1，图1是本发明一种光纤激光器的光剥离器一实施方式的结构示意图。如图1所示，本实施方式中的光剥离器包括：双包层光纤11、导热材料12以及冷却机构13。该光剥离器可用于任意光纤激光器，例如为泵浦光激光器以剥离光纤包层中的泵浦光。

其中，双包层光纤11包括光纤纤芯111、内包层112以及外包层和涂覆层113。该双包层光纤11为光纤激光器采用的光纤。令双包层光纤11的至少部分段的外包层和涂覆层被剥除且内包层的表面设置为凹凸不平，形成光剥离结构14。基于该光剥离结构14，光纤11包层中多余的光会反射传输到内包层凹凸不平的表面，继而折射到空气中，实现光剥离的目的。本实施方式中光纤11通过光剥离结构实现光的剥离，因此，为达到100％的剥离效率，可将光纤11中的多段处理为光剥离结构，或增加光剥离结构14的长度。

具体来说，该光剥离结构14的形成过程为：首先对被选中的需要进行光剥离的双包层光纤11的部分段的外包层和涂覆层113进行剥除处理，具体采用热剥除处理进行剥除；然后对内包层112利用腐蚀液进行腐蚀，其中腐蚀液是氢氟酸配制液，氟化氢的浓度范围可以是20％至40％，经过氢氟酸进行腐蚀的双包层光纤11的内包层112形成凹凸不平的表面，此时便形成了光剥离结构14。在其他的实施方式中，也可以利用硫酸作腐蚀液。

在光剥离结构14外部设置有导热材料12，而导热材料12接触于冷却机构13的热传递端。冷却机构13用于带走从光剥离结构14传递至导热材料12的热量。

具体地，导热材料12为导热灌封胶，导热灌封胶是一种双组分的硅酮导热灌封胶，在大范围的温度及湿度变化内，可长期可靠保护敏感元件，并且还具有优良的散热性能。导热灌封胶可在室温进行固化或加温进行固化，具有极小的收缩性能，并在固化过程中不放热，具有可修复性，还可深层固化为弹性体。

冷却机构13包括金属基板，金属基板的一侧作为热传递端，且金属基板内设空腔131以作为冷却通道，冷却通道用于容置冷却流体。其中，构成冷却机构13的金属是导热金属，常用的导热金属有银、铜、金、铝等，不过一般在工业生产中，使用的最多的导热金属是铜和铝。另外，冷却流体可以是液体或者气体，例如，液体冷却流体可以是水等，气体冷却流体可以是二氧化碳等。

本实施方式中，在光剥离结构14的外侧还包裹着防尘管15，导热材料12涂覆在防尘管15外周，防尘管15的两端还涂覆有用于将防尘管15密封的紫外光刻胶16。具体地，防尘管15是玻璃管，玻璃管的直径大于双包层光纤11的直径。

由于光剥离结构14处的光纤外包层及涂覆层均被剥离，且内包层被腐蚀液腐蚀形成凹凸不平的表面，因此，在光剥离结构14的内包层设置防尘管15以用于防止灰尘对光剥离结构14进行污染，而且还有导热材料12涂覆在防尘管15的外周，并且在防尘管15的两端涂覆有用于将防尘管15密封的紫外光刻胶16，这些都起到防尘的作用。在其他实施方式中，防尘管15的两端也可以不涂覆紫外光刻胶16。

另外，防尘管15两端涂覆的紫外光刻胶16的折射率大于或等于双包层光纤11的内包层112的折射率，并且，双包层光纤11的光纤纤芯111的折射率大于内包层112的折射率，内包层112的折射率大于外包层的折射率，外包层的折射率大于涂覆层的折射率。

在其中一个具体的实施方式中，本实施方式的光剥离器可以用于300w-1000w连续单模1080nm的光纤激光器的光纤包层光剥离器。先对被选中的需要进行光剥离的部分双包层光纤11使用剥线钳或热剥钳对光纤的涂覆层及外包层113进行热剥除处理，然后采用氢氟酸配备的腐蚀液对内包层112的表面进行腐蚀，使内包层112表面形成凹凸不平的磨砂状以形成光剥离结构14。此时，光纤包层内多余的915nm的泵浦光反射传输到光剥离结构14时，便会折射到空气中，达到包层光剥离的目的。在包层光剥离后，利用防尘管15包裹该光剥离结构14，并在防尘管15的两端涂不腐蚀光纤涂覆层的紫外光刻胶进行包裹，以达到防尘的效果。

本实施方式中的光剥离器包括双包层光纤、导热材料以及冷却机构，其中双包层光纤的至少部分段的外包层和涂覆层被剥除且内包层的表面设置为凹凸不平，形成光剥离结构，以利用折射原理使包层的光直接照射到空气，可达到高剥离效率甚至可为接近100％的剥离效率，然后在实现光剥离时，本发明中导热材料和冷却机构能够对剥离了光的光剥离结构进行快速降温，继而光剥离器能够快速降温，从而保证光剥离器长期稳定的使用。

请参阅图2，图2是本发明一种双包层光纤包层光剥离方法一实施方式的流程示意图。如图2所示，本实施方式中的方法包括以下步骤：

s201：对双包层光纤的至少部分段的涂覆层及外包层进行剥除处理，并将剥除外包层后裸露的内包层的表面设置为凹凸不平，以形成光剥离结构。

具体地，采用热剥离方式，例如使用剥线钳或热剥钳对双包层光纤的至少部分段的涂覆层及外包层进行剥除处理。然后，将进行剥除处理的部分段的双包层光纤的裸露的内包层的表面利用腐蚀液进行腐蚀，得到凹凸不平的内包层的表面。此时，双包层光纤的包层中多余的光反射传输到凹凸不平的磨砂表面时，便会折射到空气中，达到包层光剥离的目的。

在包层光剥离之后，利用碱性溶液清洗经腐蚀处理表面凹凸不平的内包层，并采用离子水冲洗经清洗后的内包层表面，之后采用沾有乙醇或丙酮的擦拭纸进行擦拭。最后，利用防尘管将该进行处理的内包层进行包裹，并在防尘管的两端涂不腐蚀光纤涂覆层的紫外光刻胶进行包裹，以达到防尘的效果。

s202：在光剥离结构的外周上设置导热材料。

其中，在防尘管外周上覆盖导热材料。具体地，导热材料完全包裹整个防尘管及紫外光刻胶。

其中，导热材料为导热灌封胶。

s203：并将导热材料贴附在冷却机构的热传导端。

其中，冷却机构包括金属基板，金属基板的一侧作为热传递端，且金属基板内设空腔以作为冷却通道，冷却通道用于容置冷却流体。

具体地，构成冷却机构的金属是导热金属，常用的导热金属有银、铜、金、铝等，不过一般在工业生产中，使用的最多的导热金属是铜和铝。另外，冷却流体可以是液体或者气体，例如，液体冷却流体可以是水等，气体冷却流体可以是二氧化碳等。

本实施方式中，光剥离器包括双包层光纤、导热材料以及冷却机构，其中双包层光纤的至少部分段的外包层和涂覆层被剥除且内包层的表面设置为凹凸不平，形成光剥离结构，以利用折射原理使包层的光直接照射到空气，可达到高剥离效率甚至可为接近100％的剥离效率，然后在实现光剥离时，本发明中导热材料和冷却机构能够对剥离了光的光剥离结构进行快速降温，继而光剥离器能够快速降温，从而保证光剥离器长期稳定的使用。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。