大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置，包括用于套設(shè)于被測(cè)裸光纖上且對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)圓形金屬半管、對(duì)稱套設(shè)于被測(cè)裸光纖上下兩側(cè)且覆蓋圓形金屬半管的上隔熱彈性體和下隔熱彈性體、安裝在上隔熱彈性體上的上夾持塊、安裝在下隔熱彈性體底部的下夾持塊、設(shè)于上夾持塊上方的上座、安裝在下夾持塊底部的下座，所述的上夾持塊與上座間連接有彈性件，所述圓形金屬半管的內(nèi)徑與被測(cè)裸光纖直徑一致，且其中一根圓形金屬半管內(nèi)嵌設(shè)有熱敏電阻，所述評(píng)估裝置還包括用于測(cè)量熱敏電阻溫度的溫度測(cè)試儀，所述熱敏電阻與溫度測(cè)試儀間連接有引線。本實(shí)用新型大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置，通過(guò)在圓形金屬半管內(nèi)嵌設(shè)熱敏電阻并外接溫度測(cè)試儀，利用溫度測(cè)試儀顯示的數(shù)據(jù)能夠直接評(píng)估光纖熔接點(diǎn)處的光吸收導(dǎo)致發(fā)熱的程度，進(jìn)而判斷被測(cè)裸光纖的熔接點(diǎn)是否合格；而且該評(píng)估裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置，具體涉及一種用于大功率光纖激光器的光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖激光器經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已經(jīng)能夠做到越來(lái)越大的輸出光功率，光束質(zhì)量、單脈沖能量、可靠性等性能也都不斷地在提高。在大功率光纖激光器制造過(guò)程中，大功率光纖的熔接始終是一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。在有源光纖與有源光纖的熔接點(diǎn)、有源光纖和無(wú)源光纖的熔接點(diǎn)或無(wú)源光纖和無(wú)源光纖的熔接點(diǎn)處，均存在一定大小的光學(xué)不連續(xù)性和缺陷，這些缺陷存在于兩根光纖熔接點(diǎn)附近的位置，會(huì)產(chǎn)生光反射、光散射、包層光和纖芯光之間的串?dāng)_、光吸收發(fā)熱等現(xiàn)象。其中光吸收導(dǎo)致的熔接點(diǎn)發(fā)熱對(duì)整個(gè)光纖和光纖激光器系統(tǒng)將帶來(lái)顯著的破壞作用，發(fā)熱較大的情況下會(huì)引起光纖的折射率變化引起光纖中的橫向光場(chǎng)強(qiáng)度分別發(fā)生變化，改變光束質(zhì)量、增加光的節(jié)點(diǎn)反射；發(fā)熱更大的時(shí)候會(huì)引起發(fā)熱點(diǎn)的燒毀，致使整個(gè)光纖激光器工作失效。因此測(cè)量、評(píng)估、和控制大功率光纖的熔接點(diǎn)質(zhì)量在光纖大功率激光器制造中是非常重要的問(wèn)題。
[0003]目前通常的評(píng)估光纖熔接點(diǎn)質(zhì)量的方法是:1、測(cè)量熔接點(diǎn)的光功率損耗，2、測(cè)量熔接點(diǎn)的溫度。第一種方法中，在測(cè)試?yán)w芯光損耗的時(shí)候，由于損耗是個(gè)較小的量，并且需要排除包層光功率等因素，給精確測(cè)量帶來(lái)一定的困難。同時(shí)由于存在纖芯光損耗、包層光損耗等影響，而損耗的光功率不一定是被吸收發(fā)熱，也可能被散射、反射或串?dāng)_等。因此僅僅測(cè)試熔接點(diǎn)的纖芯光損耗是不足以說(shuō)明該熔接點(diǎn)的光吸收發(fā)熱情況的，這個(gè)方法并不是一個(gè)十分有效合理的方法。第二種方法中，由于光纖直徑很細(xì)，熱容小，接觸測(cè)溫不方便也不準(zhǔn)確；用非接觸式的紅外輻射方法測(cè)溫可以測(cè)量熔接點(diǎn)的溫度，但是需要購(gòu)買(mǎi)昂貴的紅外熱像儀等測(cè)溫設(shè)備，對(duì)于大功率光纖激光器的規(guī)?；a(chǎn)形成較大的成本壓力，因此該方法適合科學(xué)研究，而不適合規(guī)模生產(chǎn)中的多工位批量作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種快速有效、成本低的大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置，它包括用于套設(shè)于被測(cè)裸光纖上且對(duì)應(yīng)設(shè)置的兩根金屬半管、對(duì)稱套設(shè)于被測(cè)裸光纖上下兩側(cè)且覆蓋金屬半管的上隔熱彈性體和下隔熱彈性體、安裝在上隔熱彈性體上的上夾持塊、安裝在下隔熱彈性體底部的下夾持塊、設(shè)于上夾持塊上方的上座、安裝在下夾持塊底部的下座，所述的上夾持塊與上座間連接有彈性件，所述金屬半管的內(nèi)徑與被測(cè)裸光纖直徑一致，且其中一根金屬半管內(nèi)焊設(shè)有熱敏電阻，所述評(píng)估裝置還包括用于測(cè)量熱敏電阻溫度的溫度測(cè)試儀，所述熱敏電阻與溫度測(cè)試儀間連接有引線。
[0006]優(yōu)化地，所述的金屬半管內(nèi)徑為100-500微米。[0007]優(yōu)化地，所述的熱敏電阻為正溫度系數(shù)熱敏電阻或負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。
[0008]優(yōu)化地，所述的上隔熱彈性體和下隔熱彈性體的組成材料為硅橡膠或聚氨酯。
[0009]優(yōu)化地，所述的熱敏電阻為小型片狀熱敏電阻。
[0010]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置，通過(guò)在金屬半管內(nèi)焊設(shè)熱敏電阻并外接溫度測(cè)試儀，利用溫度測(cè)試儀顯示的數(shù)據(jù)能夠直接評(píng)估光纖熔接點(diǎn)處的光吸收導(dǎo)致發(fā)熱的程度，進(jìn)而判斷被測(cè)裸光纖的熔接點(diǎn)是否合格；而且該評(píng)估裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，適合大規(guī)模批量生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本實(shí)用新型評(píng)估裝置的被測(cè)裸光纖周?chē)Y(jié)構(gòu)(釋放狀態(tài))的橫向截面示意圖；
[0013]圖3為本實(shí)用新型評(píng)估裝置的被測(cè)裸光纖周?chē)Y(jié)構(gòu)(壓緊狀態(tài))的橫向截面示意圖；
[0014]圖4為本實(shí)用新型評(píng)估裝置的被測(cè)裸光纖周?chē)Y(jié)構(gòu)(壓緊狀態(tài))的縱向截面示意圖；
[0015]其中，1、金屬半管；2、上隔熱彈性體；3、下隔熱彈性體；4、上夾持塊；5、下夾持塊；
6、彈性件；7、上座；8、 下座；9、熱敏電阻；10、溫度測(cè)試儀；11、引線；12、被測(cè)裸光纖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0017]如圖1至4所示，本實(shí)用新型大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置，主要包括金屬半管1、上隔熱彈性體2、下隔熱彈性體3、上夾持塊4、下夾持塊5、熱敏電阻9、溫度測(cè)試儀10。其中，金屬半管I為兩根，相對(duì)應(yīng)設(shè)置用于合攏套在被測(cè)裸光纖12上，其內(nèi)徑與被測(cè)裸光纖12直徑一致；上隔熱彈性體2和下隔熱彈性體3對(duì)稱設(shè)置，套在被測(cè)裸光纖12上下兩側(cè)且包覆金屬半管I ;上夾持塊4安裝在上隔熱彈性體2上，且在它的上方設(shè)有上座7 ;下夾持塊5安裝在下隔熱彈性體3底部，且在它的底部安裝有下座8 ;上夾持塊4與上座7間連接有彈性件6，可以提供彈性?shī)A持力；熱敏電阻9嵌設(shè)于金屬半管I內(nèi)，并與溫度測(cè)試儀10利用引線11相連接。
[0018]在本實(shí)施例中，如圖2至3所示，兩根金屬半管I合攏套在被測(cè)裸光纖12的上下兩偵牝它們由黃銅材料制作而成，外徑為2毫米、內(nèi)徑優(yōu)選為100-500微米，長(zhǎng)度為5毫米。在下金屬半管I的外側(cè)面開(kāi)一個(gè)寬度約I毫米、深0.5毫米的凹槽，將尺寸為0.6毫米Χ0.6毫米Χ0.3毫米的片狀小型負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻9 (也可選用正溫度系數(shù)的熱敏電阻)，用銦錫焊料焊接到該凹槽的里面，使得熱敏電阻和銅管之間具有良好的熱接觸。熱敏電阻9的引線11外部套絕緣套，使得兩個(gè)引線11之間是絕緣的，兩根引線11連接到溫度測(cè)試儀10上，溫度測(cè)試儀10通過(guò)測(cè)量熱敏電阻9的阻值，根據(jù)熱敏電阻自身的“電阻-溫度”特性就可以得到測(cè)量點(diǎn)的溫度值了。上隔熱彈性體2和下隔熱彈性體3為10毫米見(jiàn)方、20毫米長(zhǎng)的硅橡膠或聚氨酯材料。當(dāng)將圓形金屬管I套在與其內(nèi)徑相當(dāng)?shù)穆愎饫w12上后，上夾持塊4和下夾持塊5靠攏就可以利用兩個(gè)金屬半管對(duì)裸光纖12進(jìn)行夾持且在在裸光纖12和兩個(gè)金屬半管之間形成一定的壓力，保證裸光纖12外表面和圓形金屬管I內(nèi)表面有較好的熱接觸。
[0019]上述對(duì)本實(shí)用新型大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明，下面對(duì)其工作原理進(jìn)行解釋:
[0020]光纖在熔接點(diǎn)處，由于熔接工藝的不完美、光纖類(lèi)型不完全匹配、局部的材料和結(jié)構(gòu)瑕疵等各種原因，會(huì)在該熔接點(diǎn)處形成光學(xué)不連續(xù)性，這種不連續(xù)性會(huì)一定程度上形成光吸收而導(dǎo)致熔接點(diǎn)發(fā)熱，將直接影響大功率激光器的工作穩(wěn)定性、可靠性和壽命。本發(fā)明的實(shí)質(zhì)是測(cè)試光纖熔接點(diǎn)在激光通光后的局部溫度。為了避免使用昂貴的紅外輻射測(cè)溫儀器，同時(shí)保證測(cè)溫的可靠性，我們采用一個(gè)固定熱容和熱阻的金屬體與其進(jìn)行良好熱接觸，并到達(dá)熱平衡。用該狀態(tài)下的金屬體溫度來(lái)間接評(píng)估大功率光纖激光器在相應(yīng)散熱條件和封裝情況下的發(fā)熱情況。具體地，通過(guò)兩根金屬半管I和帶熔接點(diǎn)的裸光纖12進(jìn)行一段長(zhǎng)時(shí)間的熱接觸，使得該光纖12和金屬半管I達(dá)到熱平衡。同時(shí)營(yíng)造一個(gè)對(duì)于金屬半管I外部相對(duì)隔熱的環(huán)境，這樣可以提高金屬半管I的溫升速度，使得測(cè)試效果明顯。我們可以看到:裸光纖12和金屬半管I之間的熱阻，以及金屬半管I和外部空氣環(huán)境之間的熱阻是確定的，裸光纖12和金屬半管I的熱容也是確定的。因此金屬半管I在測(cè)試點(diǎn)的溫度與被測(cè)光纖熔接點(diǎn)附近的溫度的一一對(duì)應(yīng)的。當(dāng)然，光纖熔接點(diǎn)溫度與周?chē)岘h(huán)境有關(guān)，但是該熔接點(diǎn)在實(shí)際的光纖激光器系統(tǒng)中的溫度，與在本測(cè)量裝置中的溫度，雖然散熱環(huán)境不同，但是這兩個(gè)溫度在相同通光激光功率的條件下也是一一對(duì)應(yīng)的。這樣，我們通過(guò)測(cè)量金屬半管I上熱敏電阻9的局部溫度就間接地得到了光纖熔接點(diǎn)在實(shí)際光纖激光器工作狀態(tài)下溫度的信息，由此設(shè)定合格失效判據(jù)，也就是最大允許溫度差，并依據(jù)此判據(jù)就可以進(jìn)行光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估，當(dāng)評(píng)估測(cè)試的溫度差大于最大允許溫度差時(shí)，光纖熔接點(diǎn)不合格需要返工；當(dāng)評(píng)估測(cè)試的溫度差小于最大允許溫度差時(shí)，光纖熔接點(diǎn)合格。該最大溫度差對(duì)于不同的光纖激光器類(lèi)型和不同尺寸和材料的本方面評(píng)估裝置將是不同的。
[0021]上述實(shí)施例只為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置，其特征在于:它包括用于套設(shè)于被測(cè)裸光纖(12)上且對(duì)應(yīng)設(shè)置的兩根金屬半管(I)、對(duì)稱套設(shè)于被測(cè)裸光纖(12)上下兩側(cè)且覆蓋金屬半管(I)的上隔熱彈性體(2)和下隔熱彈性體(3)、安裝在上隔熱彈性體(2)上的上夾持塊(4)、安裝在下隔熱彈性體(3)底部的下夾持塊(5)、設(shè)于上夾持塊(4)上方的上座(7)、安裝在下夾持塊(5)底部的下座(8)，所述的上夾持塊(4)與上座(7)間連接有彈性件(6)，所述金屬半管(I)的內(nèi)徑與被測(cè)裸光纖(12)直徑一致，且其中一根金屬半管(I)內(nèi)焊設(shè)有熱敏電阻(9)，所述評(píng)估裝置還包括用于測(cè)量熱敏電阻(9)溫度的溫度測(cè)試儀(10)，所述熱敏電阻(9 )與溫度測(cè)試儀(10 )間連接有引線(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置，其特征在于:所述的金屬半管(I)內(nèi)徑為100?500微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置，其特征在于:所述的熱敏電阻(9)為正溫度系數(shù)熱敏電阻或負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置，其特征在于:所述的上隔熱彈性體(2)和下隔熱彈性體(3)的組成材料為硅橡膠或聚氨酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率光纖熔接點(diǎn)的評(píng)估裝置，其特征在于:所述的熱敏電阻(9)為小型片狀熱敏電阻。
【文檔編號(hào)】G01M11/00GK203643130SQ201320821600
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】周勝, 趙青春 申請(qǐng)人:廣東高聚激光有限公司, 蘇州華必大激光有限公司