一種利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光纖包層光的濾除方法，尤其涉及一種利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高功率光纖激光器的發(fā)展，光纖激光器的輸出功率不斷提升。光纖包層光濾除方法是研制高功率光纖激光器所需的重要技術(shù)，該方法可以提高光纖激光器輸出激光的光束質(zhì)量、激光亮度和性能可靠性。目前光纖包層光剝除的主要方法是通過在雙包層光纖的內(nèi)包層外設(shè)置一個(gè)折射率匹配層、或使用其他物理、化學(xué)手段將內(nèi)包層表面粗糙化，破壞栗浦光和包層激光在雙包層光纖的內(nèi)包層內(nèi)的全反射條件，從而將這些光導(dǎo)出內(nèi)包層，然后將這段光纖通過熱沉散熱或密封在金屬外殼中通水冷卻。但上述方法的主要缺陷在于:
[0003]1、由于目前大多數(shù)產(chǎn)品使用的是膠質(zhì)折射率匹配層，其對于需要濾除的光波長有一定的吸收，造成匹配層出現(xiàn)發(fā)熱燒毀的現(xiàn)象。
[0004]2、由于折射率匹配層與不透光的散熱裝置接觸，導(dǎo)出的包層光迅速轉(zhuǎn)化為熱量，會造成光纖局部溫度升高。隨著需要?jiǎng)兂陌鼘庸夤β试黾?，散熱裝置不能有效降低光纖溫度，將導(dǎo)致光纖脆斷、涂覆層燃燒等問題的出現(xiàn)。
[0005]3、將光纖的表面粗糙化后，不僅光纖的機(jī)械強(qiáng)度降低，而且由于光纖的內(nèi)包層長期暴露在外部環(huán)境中，會降低光纖的可靠性和使用壽命。
[0006]因此，為了解決上述方法中的主要缺陷，有必要提供一種新的光纖包層光濾除方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法，將包層光導(dǎo)出到玻璃層內(nèi)，并通過金屬封裝轉(zhuǎn)化成熱量被散熱裝置充分吸收，可以不降低光纖纖芯中的信號激光功率，并且不積熱、散熱快。
[0008]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0009]a)將待濾除包層光的光纖剝除一段至裸露出內(nèi)包層，將所述內(nèi)包層置于金屬封裝塊的凹槽中；
[0010]b)用低溫玻璃粉將所述凹槽填滿并將所述內(nèi)包層埋入低溫玻璃粉內(nèi)壓實(shí)，加熱低溫玻璃粉至燒結(jié)溫度；
[0011]c)燒結(jié)完成后的低溫玻璃粉凝固成折射率大于內(nèi)包層的玻璃層，所述玻璃層包裹于所述內(nèi)包層外且與所述凹槽緊密結(jié)合形成一體；
[0012]d)將所述待濾除包層光的光纖的兩端固定于所述凹槽的兩端，并在所述金屬封裝塊上固定覆蓋凹槽的金屬蓋板進(jìn)行封裝。
[0013]進(jìn)一步的，所述步驟b)中先加熱所述凹槽至玻璃化溫度，繼而加入低溫玻璃粉將所述凹槽填滿并將所述內(nèi)包層埋入低溫玻璃粉內(nèi)壓實(shí)，再加熱至燒結(jié)溫度。
[0014]進(jìn)一步的，所述步驟d)采用光學(xué)凝膠將所述待濾除包層光的光纖的兩端固定于所述凹槽的兩端。
[0015]進(jìn)一步的，還包括步驟e)對所述金屬封裝塊(2)的金屬外殼進(jìn)行冷卻以耗散傳輸光產(chǎn)生的熱量。
[0016]本發(fā)明對比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果:本發(fā)明提供的一種利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法具有不積熱、散熱快的特點(diǎn)，能夠把光纖包層中殘留的栗浦光、放大自發(fā)輻射光、高階模式信號、以及從出射端反射的光從光纖的內(nèi)包層中導(dǎo)出到玻璃層內(nèi)，然后導(dǎo)出的光入射到固體玻璃層與金屬封裝的交界面時(shí)就轉(zhuǎn)化成了熱量，并通過金屬封裝轉(zhuǎn)化成熱量被散熱裝置充分吸收，避免了溫度的升高，可以提高耐受激光功率，而且不會產(chǎn)生激光信號自激發(fā)，或者降低光纖纖芯中的信號激光功率。
[0017]本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于各種高功率光纖激光器和放大器中。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法制備得到的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0019]圖2為本發(fā)明利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法中的包層光傳輸路徑示意圖。
[0020]圖中:
[0021]1:待濾除包層光的光纖 10:內(nèi)包層 11:纖芯
[0022]2:金屬封裝塊20:凹槽 21:金屬蓋板 3:玻璃層
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0024]圖1為本發(fā)明利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法制備得到的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0025]圖2為本發(fā)明利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法中的包層光傳輸路徑示意圖。
[0026]請參見圖1，本發(fā)明提供的一種利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法，包括如下步驟:不論光纖是雙包層、三包層或者是多包層光纖，首先將待濾除包層光的光纖1剝除一段至裸露出內(nèi)包層10，然后僅將裸露出的內(nèi)包層10置于金屬封裝塊2的凹槽20中，同時(shí)用低溫玻璃粉將凹槽20填滿并將裸露出的內(nèi)包層10埋入低溫玻璃粉內(nèi)并壓實(shí)，再加熱低溫玻璃粉到燒結(jié)溫度(不同型號的玻璃粉其燒結(jié)溫度不同)，使低溫玻璃粉進(jìn)行燒結(jié)。本實(shí)施例使用的低溫玻璃粉，是一種能夠在不高于500攝氏度的溫度下燒結(jié)成折射率大于內(nèi)包層的固體玻璃層的粉末。燒結(jié)完成后的低溫玻璃粉凝固成折射率大于內(nèi)包層10的玻璃層3，玻璃層3包裹于內(nèi)包層10外并且金屬封裝，內(nèi)包層10和燒結(jié)后的玻璃層3緊密結(jié)合形成一體；最后用光學(xué)凝膠，如353ND等，把待濾除包層光的光纖1的兩端固定在金屬封裝塊2的凹槽20兩端，并在金屬封裝塊20上固定金屬蓋板21以覆蓋整條凹槽20進(jìn)行封裝。
[0027]當(dāng)裸露出的內(nèi)包層10置于金屬封裝塊2的凹槽20中后，加熱低溫玻璃粉，還可以有另一種方法:先加熱凹槽20至低溫玻璃粉的玻璃化溫度(不同型號的玻璃粉其玻璃化溫度不同)，使低溫玻璃粉具有流動性，此時(shí)再向金屬封裝塊2的凹槽20內(nèi)繼續(xù)加入低溫玻璃粉，以避免因?yàn)闊Y(jié)造成的低溫玻璃粉體積縮小形成空隙，添加完成后再繼續(xù)升溫至燒結(jié)溫度進(jìn)行燒結(jié)。
[0028]具體而言，待濾除包層光的光纖1的纖芯11位于內(nèi)包層10內(nèi)，其與內(nèi)包層10構(gòu)成約束激光信號傳播的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。請參見圖2，光纖包層光傳輸?shù)姆较驈淖笾劣遥瑹Y(jié)凝固后的低溫玻璃粉形成了一個(gè)折射率大于光纖內(nèi)包層10折射率的固體玻璃層3包裹在光纖內(nèi)包層10之外，形成無空隙的連接。信號光在纖芯11中傳輸，而殘留的栗浦光、放大自發(fā)輻射光、高階模式信號的光在光纖內(nèi)包層10中傳輸形成了包層光，而這層固體玻璃層3破壞了包層光的全反射條件，使得包層光被導(dǎo)入了這層固體玻璃層3之中。當(dāng)光入射到固體玻璃層3與金屬封裝塊2的交界面時(shí)就轉(zhuǎn)化成了熱量，這些熱量通過金屬封裝塊2傳導(dǎo)至散熱裝置。
[0029]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法，其特征在于，包括如下步驟: a)將待濾除包層光的光纖(1)剝除一段至裸露出內(nèi)包層(10)，將所述內(nèi)包層(10)置于金屬封裝塊(2)的凹槽(20)中； b)用低溫玻璃粉將所述凹槽(20)填滿并將所述內(nèi)包層(10)埋入低溫玻璃粉內(nèi)壓實(shí)，加熱低溫玻璃粉至燒結(jié)溫度； c)燒結(jié)完成后的低溫玻璃粉凝固成折射率大于內(nèi)包層的玻璃層(3)，所述玻璃層(3)包裹于所述內(nèi)包層(10)外且與所述凹槽(20)緊密結(jié)合形成一體； d)將所述待濾除包層光的光纖(1)的兩端固定于所述凹槽(20)的兩端，并在所述金屬封裝塊(2)上固定覆蓋凹槽(20)的金屬蓋板(21)進(jìn)行封裝。2.按照權(quán)利要求1所述的一種利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法，其特征在于，所述步驟b)中先加熱所述凹槽(20)至玻璃化溫度，繼而加入低溫玻璃粉將所述凹槽(20)填滿并將所述內(nèi)包層(10)埋入低溫玻璃粉內(nèi)壓實(shí)，再加熱至燒結(jié)溫度。3.按照權(quán)利要求1或2所述的一種利用玻璃粉的光纖包層光剝除器及其制作方法，其特征在于，所述步驟d)采用光學(xué)凝膠將所述待濾除包層光的光纖(1)的兩端固定于所述凹槽(20)的兩端。4.按照權(quán)利要求1或2所述的一種利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法，其特征在于，還包括步驟e)對所述金屬封裝塊(2)的金屬外殼進(jìn)行冷卻以耗散傳輸光產(chǎn)生的熱量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法，其特征在于：首先將待濾除包層光的光纖剝除一段至裸露出內(nèi)包層，將所述內(nèi)包層置于金屬封裝塊的凹槽中；然后用低溫玻璃粉將所述凹槽填滿并將所述內(nèi)包層埋入低溫玻璃粉內(nèi)壓實(shí)，加熱低溫玻璃粉至燒結(jié)溫度，使低溫玻璃粉凝固成折射率大于內(nèi)包層的玻璃層，所述玻璃層包裹于所述內(nèi)包層外且與所述凹槽緊密結(jié)合形成一體；再將所述待濾除包層光的光纖的兩端固定于所述凹槽的兩端，最后在所述金屬封裝塊上固定覆蓋凹槽的金屬蓋板。本發(fā)明提供的利用玻璃粉的光纖包層光濾除方法，可將光纖中殘留的包層光導(dǎo)出，不積熱，散熱快，且不會降低光纖纖芯的信號激光功率。
【IPC分類】H01S3/042, H01S3/067, G02B6/02
【公開號】CN105428974
【申請?zhí)枴緾N201510868818
【發(fā)明人】顧照昶, 徐劍秋, 羅永鋒
【申請人】中電科天之星激光技術(shù)（上海）有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月1日