光纤包层光剥模器及激光设备的制作方法

1.本技术涉及光纤技术领域，尤其涉及一种光纤包层光剥模器及激光设备。


背景技术：

2.随着工业领域对质量和效率的要求越来越高，激光相对于传统加工的优势越来越明显，其中以光纤激光设备为代表的高功率激光设备再近些年来发展的越来越快。随之光纤激光设备的功率提升，目前对高功率包层光剥模器的要求越来越高，其本身不仅要能承受较高的包层光功率，同时需要较高的剥模效率。
3.目前的光纤包层光剥模器一般是通过将包层光折射为散射光，并将散热光转换成热量后传递至外壳进行散热，以完成光纤包层光的剥离。但是，现有的光纤包层光剥模器在将包层光折射为散射光后，散热光的传输方向性不容易控制，导致外壳容易受热不均匀，进而使得光纤包层光剥模器损坏的风险。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种光纤包层光剥模器及激光设备，旨在解决现有的光纤包层光剥模器在将包层光折射为散射光后，散热光的传输方向性不受控制，进而导致光纤包层光剥模器损坏的问题。
5.本技术实施例提供一种光纤包层光剥模器，包括：
6.光纤，包括纤芯及包裹所述纤芯的包层；
7.透光折射件，设于所述光纤的一侧，所述透光折射件包括相对的第一表面和第二表面，所述透光折射件的第一表面与所述包层的部分外周面熔接，所述透光折射件的折射率大于所述包层的折射率；
8.导热件，设置在所述透光折射件的第二表面。
9.在一些实施例中，所述第一表面具有容纳槽，所述容纳槽沿所述光纤的长度方向延伸，至少部分所述包层容纳在所述容纳槽内，所述容纳槽的内表面与所述包层的外表面熔接在一起。
10.在一些实施例中，所述容纳槽的内表面为弧形面。
11.在一些实施例中，所述第二表面设有凹槽。
12.在一些实施例中，所述凹槽的数量多个，多个所述凹槽沿所述光纤的长度方向依次分布。
13.在一些实施例中，所述凹槽的延伸方向与所述光纤的长度方向呈夹角。
14.在一些实施例中，所述导热件具有与所述第二表面相对的贴合面，所述贴合面与所述第二表面之间填充有导热材料。
15.在一些实施例中，所述透光折射件内填充有吸光材料。
16.在一些实施例中，所述透光折射件的材质包括氧化铝和/或氮化铝；所述透光折射件的折射率大于或等于1.45。
17.本技术实施例还提供一种激光设备，所述激光设备包括如上所述的光纤包层光剥模器，所述光纤包层光剥模器，包括：
18.光纤，包括纤芯及包裹所述纤芯的包层；
19.透光折射件，设于所述光纤的一侧，所述透光折射件包括相对的第一表面和第二表面，所述透光折射件的第一表面与所述包层的部分外周面熔接，所述透光折射件的折射率大于所述包层的折射率；
20.导热件，设置在所述透光折射件的第二表面。
21.本技术实施例提供的光纤包层光剥模器通过将透光折射件的第一表面与包层的部分外周面熔接，能够使透光折射件的第一表面与包层靠近透光折射件一侧的表面更好的贴合在一起，从而将包层内的包层光引导进入到透光折射件内，并在透光折射件的第二表面转换成散射光，使散射光的传输方向性确定。而且，自透光折射件的第二表面射出的散射光能够被导热件吸收并散热，从而避免包层光剥模器将包层光折射为散射光折射呈散热光后，散热光的传输方向性不受控制，而导致光纤包层光剥模器损坏的问题。
附图说明
22.下面结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其它有益效果显而易见。
23.图1为本技术实施例提供的光纤包层光剥模器的一个实施例的结构示意图；
24.图2为本技术实施例提供的光纤、透光折射件及导热件的配合结构示意图；
25.图3为本技术实施例提供的光纤和透光折射件的一个实施例的剖视图，其沿光纤的径向进行了剖视；
26.图4为本技术实施例提供的光纤和透光折射件的另一个实施例的剖视图，其沿光纤的径向进行了剖视。
27.光纤包层光剥模器100；光纤110；纤芯111；包层112；包层112a；透光折射件120；透光折射件120a；第一表面121；第一表面121a；容纳槽122；凹槽123；第二表面124；导热件130；贴合面131；支撑部132；限位槽133；壳体140。
具体实施方式
28.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在
本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
31.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
32.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
33.本技术实施例提供一种光纤包层光剥模器及激光设备。以下分别进行详细说明。
34.首先，本技术实施例提供一种光纤包层光剥模器。
35.图1为本技术实施例提供的光纤包层光剥模器的一个实施例的结构示意图。图2为本技术实施例提供的光纤、透光折射件及导热件的配合结构示意图如图1和图2所示，光纤包层光剥模器100包括光纤110和透光折射件120，光纤110包括纤芯111及包裹纤芯111的包层112，透光折射件120设于光纤110的一侧，且透光折射件120靠近光纤110的表面与包层112的部分外周面连接。透光折射件120能够供光线穿过并对光线进行折射。透光折射件120的折射率大于包层112的折射率。由此，利用光会趋向于在高折射率材料中传输的原理，包层112内的包层光能够从包层112折射至透光折射件120内。
36.透光折射件120包括相对的第一表面121和第二表面124(图中未示出)，透光折射件120的第一表面121与包层112的部分外周面熔接。光纤包层光剥模器100还包括导热件130，该导热件130设置在透光折射件120的第二表面124，用于吸收透光折射件120的第二表面124射出的散射光，并将散射光转换成热量并散发出去。其中，可以将光纤110的包层112外周面的涂覆层去除后漏出光纤110的包层112，然后通过氢氧焰或者二氧化碳激光对透光折射件120和光纤110的包层112进行加热，以将透光折射件120的第一表面121与包层112的部分外周面熔接在一起。
37.本技术实施例通过将透光折射件120的第一表面121与包层112的部分外周面熔接，能够使透光折射件120的第一表面121与包层112靠近透光折射件120一侧的表面更好的贴合在一起，从而将包层112内的包层光引导进入到透光折射件120内，并在透光折射件120的第二表面124转换成散射光，使散射光的传输方向性确定。而且，自透光折射件120的第二表面124射出的散射光能够被导热件130吸收并散热，从而避免包层光剥模器将包层光折射
为散射光后，散热光的传输方向性不受控制，而导致光纤包层光剥模器100损坏的问题。
38.在一些实施例中，如图3所示，透光折射件120的第一表面121具有容纳槽122，该容纳槽122沿光纤110的长度方向延伸，光纤110的至少部分包层112容纳在容纳槽122内，以使容纳槽122的内表面与包层112的外表面熔接在一起。通过在透光折射件120的第一表面121开设容纳槽122，将光纤110的至少部分包层112容纳在容纳槽122内，能够增大透光折射件120的第一表面121与包层112外周面的接触面积，使包层112内的包层光更容易折射至透光折射件120内。
39.其中，透光折射件120的容纳槽122的内表面为弧形面，以使容纳槽122的内表面与光纤110的包层112的外周面更加贴合，便于容纳槽122的内表面与包层112的外表面更好的熔接在一起。具体地，容纳槽122在光纤110径向上的横截面为半圆形。容纳槽122的直径与光纤110包层112的直径基本相同，以使容纳槽122的内表面与光纤110包层112的外周面更加贴合。
40.当然，容纳槽122的径向横截面也可以为矩形、三角形或其他形状，当通过氢氧焰或者二氧化碳激光对容纳槽122的内表面进行加热后，能够使容纳槽122的内表面形状发生改变，以使容纳槽122的内表面与包层112的外周面贴合并熔接在一起。
41.在其他实施例中，如图4所示，透光折射件120a的第一表面121a为平面，透光折射件120a的第一表面121a与包层112a的外周面为线接触。当对将透光折射件120a的第一表面121a与包层112a的外周面进行加热后，透光折射件120a的第一表面121a和包层112a的外周面会熔融变形，从而使透光折射件120a的第一表面121a的一部分与包层112a的外周面的一部分熔接在一起。
42.当然，也可以在光纤110的包层112的外周面加工出贴合面使该贴合面与透光折射件120的第一表面121贴合在一起，以增大透光折射件120的第一表面121与包层112外周面的接触面积，使包层112内的包层光更容易折射至透光折射件120内。
43.在一些实施例中，如图2所示，透光折射件120的第二表面124设有凹槽123。凹槽123能够破坏透光折射件120第二表面124的波导结构，使透光折射件120内的光线照射到第二表面124并被凹槽123散射后从第二表面124射出，以便于导热将吸收散射光。
44.其中，凹槽123的数量多个，以提高对透光折射件120内的光线的散射效果。进一步地，多个凹槽123沿光纤110的长度方向依次分布。由此，光纤110长度方向上不同位置包层光进入到透光折射件120内后，均能够通过对应的凹槽123进行散射，进一步提高了对透光折射件120内的光线的散射效果。
45.在一些实施例中，透光折射件120的第二表面124的凹槽123的延伸方向与光纤110的长度方向呈夹角。其中，凹槽123的延伸方向与光纤110的长度方向形成的夹角可以为90
°
、80
°
、60
°
等等。具体地，第一表面121的容纳槽122沿直线延伸。第二表面124的凹槽123沿直线延伸，且凹槽123的延伸方向与容纳槽122的延伸方向垂直。其中，凹槽123可以在其延伸方向上贯穿透光折射件120。
46.当然，第二表面124的凹槽123也可以沿曲线或弧线延伸。此外，第二表面124的凹槽123也可以为在第二表面124开设的盲孔结构，只需使凹槽123能够对透光折射件120内的光线进行散射即可。而且，该盲孔结构均匀分布于第二表面124，以提高凹槽123对透光折射件120内光线的散射效果。
47.具体地，透光折射件120为矩形透明板。透光折射件120的长度方向与光纤110、容纳槽122的长度方向一致。透光折射件120的第一表面121的容纳槽122沿光纤110长度方向延伸至透光折射件120的相对两边缘。透光折射件120的第二表面124的凹槽123沿垂直于光纤110长度的方向延伸至透光折射件120的相对两边缘。
48.当然，透光折射件120也可以为其它形状，只需要透光折射件120具有能够与光纤110的包层112的外表面熔接在一起的第一表面121即可。具体例如：透光折射件120为沿光纤110的长度方向延伸半圆柱结构。透光折射件120的凹槽123开设于透光折射件120的圆弧面上，并沿透光折射件120的周向延伸。透光折射件120背离圆弧面一侧的平面为与光纤110的包层112的外表面熔接在一起的第一表面121。
49.在一些实施例中，透光折射件120内填充有吸光材料(图中未示出)。由此，透光折射件120在完成散射光的转换的同时，还能够将部分包层光直接转换成热能，利用其高导热系数的特性，直接将热传递给导热件130，实现包层光的高吸收。其中，吸光材料可以为铁、镍、锗等金属材料，也可以为其他能够吸光的非金属材料。
50.在一些实施例中，透光折射件120的折射率大于或等于1.45。可以理解的是，光纤110的包层112的材质一般为二氧化硅或石英，其折射率一般为1.45。通过使透光折射件120的折射率大于或等于1.45，能够使包层112内的包层光折射进入到透光折射件120内。其中，透光折射件120的折射率具体可以为1.5、1.8、2.0等等，具体可根据透光折射件120的材质及结构而定。
51.在一些实施例中，透光折射件120的材质为陶瓷。具体地，透光折射件120的材质包括氧化铝和/或氮化铝，以使透光折射件120具有较高的折射率。其中，氧化铝材质的透光折射件120对1000nm波长的光的折射率为2.18，氮化铝材质的透光折射件120对1000nm波长的光的折射率1.75。
52.在一些实施例中，如图2所示，导热件130具有与透光折射件120的第二表面124相对的贴合面131，该贴合面131与透光折射件120的第二表面124连接，以使导热件130能够更好的吸收从透光折射件120的第二表面124射出的散射光。其中，贴合面131与第二表面124之间填充有导热材料，以进一步提高导热件130对第二表面124射出的散射光的吸收效率，从而提高导热件130的导热效率。
53.具体地，如图2所示，导热件130为矩形板。导热件130的长度方向与光纤110的长度方向一致。导热件130的贴合面131沿光纤110长度方向的两侧凸设有支撑部132，在支撑部132突出方向的表面开设有限位槽133，该限位槽133沿导热件130的长度方向延伸至支撑部132的相对两侧边。
54.由此，限位槽133在支撑部132沿导热件130的长度方向的两侧边形成有开口，使光纤110能够沿限位槽133穿过导热件130。当光纤110的包层112与透光折射件120的第一表面121熔接后，光纤110伸出于透光折射件120两侧的部分容纳在限位槽133内。
55.其中，导热件130的贴合面131与透光折射件120的第二表面124为平面，以使导热件130的贴合面131与透光折射件120的第二表面124贴合更加紧密。导热件130的材质为金属材质，以提高导热件130的导热效果。
56.当然，也可以使透光折射件120的第二表面124为外凸的曲面，对应地，导热件130的贴合面131为内凹的曲面，且透光折射件120的第二表面124与导热件130的贴合面131贴
合在一起。
57.另外，支撑部132上的限位槽133在光纤110的径向上的横截面可以为矩形，也可以为与光纤110的外周面适配的弧形面。支撑部132上的限位槽133与透光折射件120的第二表面124的凹槽123可以在光纤110的长度方向上部分重叠，也可以在光纤110的长度方向上错位设置。当然，前者能够使光纤110安装到凹槽123和限位槽133内时不需进行弯折。
58.另外，如图1所示，光纤包层光剥模器100还包括壳体140，该壳体140盖设于导热件130朝向透光折射件120的一侧，以对透光折射件120及光纤110进行保护。由于光纤110只有包层112的一侧表面和透光折射件120的第一表面121接触，且透光折射件120的第二表面124通过凹槽123破坏了波导结构，因此光纤包层光剥模器100可以对发热部位实现精确的控制，使其上壳体140具有较低的温度，大部分能量被导热件130吸收。其中，壳体140的材质可以为铝、铜等金属，或者是其它导热性能较强的材质，以提高壳体140的散热效果。
59.具体地，壳体140为长方体结构，其包括位于透光折射件120背离导热件130一侧的盖板，以及连接于盖板的四周边缘的侧板，该侧板伸出于盖板朝向透光折射件120的一侧。壳体140的盖板覆盖在透光折射件120背离导热件130的一侧，盖板四周的侧板与导热件130的四周侧边面相对设置，以使壳体140覆盖透光折射件120。其中，可以使盖板四周的侧板的板面与导热件130的四周的侧边面贴合在一起，以提高壳体140与导热件130之间的接触面积，使壳体140能够对导热件130起到一定的散热作用。
60.另外，壳体140沿光纤110长度方向两侧的侧板上开设有供光纤110穿过的通孔，以避免壳体140盖设于导热件130朝向透光折射件120的一侧时，壳体140的侧板与光纤110发生碰撞。
61.本技术实施例中，壳体140与导热件130固定连接在一起。其中，壳体140与导热件130之间可以通过粘贴、焊接、螺钉连接等方式固定连接在一起，此处不作限制。
62.在一些实施例中，光纤包层光剥模器100还包括散热件(图中未示出)，该散热件与导热件130连接，以对导热件130进行散热。其中，散热件可以为水冷板或其他散热结构，此处不作限制。
63.本技术实施例还提出一种激光设备，该激光设备包括光纤包层光剥模器100，该光纤包层光剥模器100的具体结构参照上述实施例，由于本激光设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
64.其中，光纤包层光剥模器100的光纤110的一端与激光设备的光纤110输出端光路连接，以将激光设备的光纤110输出端的包层光剥离。
65.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
66.以上对本技术实施例所提供的一种光纤包层光剥模器及激光设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例的技术方案的范围。