一种高峰值功率光纤水冷准直器制造技术

技术编号:19402780 阅读:24 留言:0更新日期:2018-11-10 07:11
本实用新型专利技术公开了一种高峰值功率光纤水冷准直器,包括光纤端帽、光纤端帽夹具、水冷系统组件和准直系统组件;光纤端帽由光纤和熔接在光纤输出端的端帽组成,光纤端帽夹持在光纤端帽夹具内;水冷系统组件的内衬管紧贴套在光纤端帽夹具上,圆柱套管紧贴套在内衬管上,内衬管的外壁上设有冷却水道;前密封盖密封在内衬管和圆柱套管的前端,后盖密封在内衬管和圆柱套管的后端;准直系统组件的聚焦透镜组通过前盖固定在镜室的前端,镜室的后端螺接在前密封盖上。本实用新型专利技术的光纤水冷准直器结构紧凑、灵活性强、准直和冷却效果好,可实现高峰值功率的激光输出。

【技术实现步骤摘要】
一种高峰值功率光纤水冷准直器
本技术涉及光纤激光
,具体涉及一种高峰值功率光纤水冷准直器。
技术介绍
光纤激光器由于具有转换效率高、光束质量好、热效应小、结构紧凑、免维护等优点,成为近年来激光领域的研究热点,并且已广泛应用于工业、国防、医疗、检测等领域。随着光纤合束器、光纤隔离器等光纤器件的发展,以及用于泵浦源的高功率半导体激光器的普及,光纤激光器及放大器的平均功率和峰值功率不断提高。万瓦级的平均功率或兆瓦级的峰值功率激光集中在百微米量级直径的石英光纤中,使光纤输出端的端面极易受到损伤。光纤准直器可以将光纤内的传输光转变成准直光(平行光),或将外界平行(近似平行)光耦合至单模光纤内。光纤准直器广泛应用于光通信器件和光纤传感系统,用于提高输入输出的耦合效率。由于光纤端帽作为高功率激光输出端,在长时间工作中会积累大量的热,尤其在光纤与石英端帽熔接点处发热量巨大;这对输出激光的峰值功率、光束质量都会造成影响,也会造成光纤端帽熔接点损坏。
技术实现思路
针对上述问题中存在的不足之处,本技术提供一种高峰值功率光纤水冷准直器。本技术公开了一种高峰值功率光纤水冷准直器,包括:光纤端帽、光纤端帽夹具、水冷系统组件和准直系统组件;所述光纤端帽由光纤和熔接在所述光纤输出端的端帽组成,所述端帽和光纤输出端的预设长度夹持在所述光纤端帽夹具内;所述水冷系统组件包括前密封盖、内衬管、圆柱套管和后盖,所述内衬管紧贴套在所述光纤端帽夹具上,所述圆柱套管紧贴套在所述内衬管上,所述内衬管的外壁上设有冷却水道;所述前密封盖密封在所述内衬管和圆柱套管的前端且相对应所述光纤端帽开有供激光束穿过的通孔,后盖密封在所述内衬管和圆柱套管的后端;所述准直系统组件包括前盖、聚焦透镜组和镜室,所述聚焦透镜组通过所述前盖固定在所述镜室的前端,所述镜室的后端螺接在所述前密封盖上。作为本技术的进一步改进,所述光纤为石英光纤,所述端帽为圆柱体石英块,所述端帽的输入端与所述光纤的输出端相熔接,所述端帽的输出端为所述光纤端帽的输出端;所述端帽的输出端为0°角平面或斜面,所述端帽的输出端上镀有增透膜。作为本技术的进一步改进,所述光纤端帽的输出端面与所述光纤端帽夹具的前端面位于同一水平面上。作为本技术的进一步改进,所述光纤端帽夹具由相扣合的夹具底座和夹具盖板组成,所述夹具底座和夹具盖板的扣合面上设有用于容纳所述端帽和光纤的容纳槽,所述容纳槽内设有导热胶层,所述导热胶层紧贴所述光纤端帽的外壁和容纳槽的槽壁。作为本技术的进一步改进,所述光纤端帽夹具的外径与所述内衬管的内径相等,所述内衬管的外径与所述圆柱套管的内径相等,所述圆柱套管上相对应所述冷却水道设有进水口和出水口。作为本技术的进一步改进,所述前密封盖由密封板和带有所述通孔的圆筒组成,所述圆筒穿设固定在所述密封板上,所述密封板、圆筒、圆柱套管同轴设置;所述密封板的外径与所述圆柱套管的内径相等,所述内衬管的前端面粘接固定在所述密封板的后端面上,所述圆柱套管粘接固定在所述密封板的外壁上;所述密封板后端的圆筒外径与所述内衬管的内径相等,所述密封板前端的圆筒外壁上设有用于螺接所述镜室的外螺纹。作为本技术的进一步改进,所述后盖螺接在所述圆柱套管的后端,所述后盖的盖底抵住所述内衬管和光纤端帽夹具的后端,所述后盖的盖底中部设有供所述光纤穿过的避让孔。作为本技术的进一步改进,所述冷却水道为螺旋形水道、直线形水道或S形水道。作为本技术的进一步改进,所述准直系统组件还包括锁环,所述镜室和锁环均螺接在所述密封板前端的圆筒上且所述锁环置于所述镜室与所述密封板之间;所述镜室的前端设有用于容纳聚焦透镜组的凹槽,所述前盖螺接在所述镜室前端且将所述聚焦透镜组固定在所述镜室前端,所述前盖的中部相对应所述聚焦透镜组设有通光孔。作为本技术的进一步改进,所述聚焦透镜组为单透镜或多片透镜的组合。与现有技术相比,本技术的有益效果为:本技术在光纤的输出端(尾纤)上熔接有端帽构成光纤端帽,端帽用于发散光纤中的激光束;使光纤端帽输出端输出的激光光束直径明显增大,因此降低了输出端面处的激光功率密度,从而避免了高功率激光对输出端面的损伤;通过设计冷却水道对光纤端帽夹具进行水冷,保证光纤端帽夹具的均匀散热;准直系统组件通过螺纹配合可以实现聚焦透镜组的精确调焦;本技术的光纤水冷准直器结构紧凑、灵活性强、准直和冷却效果好,可实现高峰值功率的激光输出。附图说明图1为本技术一种实施例公开的高峰值功率光纤水冷准直器的整体示意图;图2为本技术一种实施例公开的高峰值功率光纤水冷准直器的分解图。图中:10、光纤端帽;11、光纤;12、端帽;20、光纤端帽夹具;21、夹具底座;22、夹具盖板;30、水冷系统组件;31、前密封盖;32、内衬管;33、冷却水道;34、圆柱套管;35、进水口;36、出水口;37、后盖;38、密封板;39、圆筒;40、准直系统组件;41、前盖;42、聚焦透镜组;43、镜室;44、锁环。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本技术的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。在本技术的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中,还需要说明的是,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;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面结合附图对本技术做进一步的详细描述:如图1、2所示,本技术提供一种高峰值功率光纤水冷准直器,包括:光纤端帽10、光纤端帽夹具20、水冷系统组件30和准直系统组件40;其中:本技术的光纤端帽10包括光纤11和端帽12,光纤11的输入端与激光器相连,光纤的的输出端与端帽12的输入端熔接为一体共同构成光纤端帽10,端帽12的输出端即为光纤端帽10的输出端;本技术通过在光纤11的输出端熔接端帽12,端帽12用于发散光,11中的激光束,使光纤端帽输出端输出的激光光束直径明显增大,因此降低了输出端面处的激光功率密度,从而避免了高功率激光对输出端面的损伤。进一步,本技术的光纤11可以是用于高功率光纤激光器或放大器的石英光纤,也可以是硫化物等用于中红外或其他波段的光纤,其数值孔径应与端帽的尺寸相匹配;端帽12为圆柱体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高峰值功率光纤水冷准直器,其特征在于,包括:光纤端帽、光纤端帽夹具、水冷系统组件和准直系统组件;所述光纤端帽由光纤和熔接在所述光纤输出端的端帽组成,所述端帽和光纤输出端的预设长度夹持在所述光纤端帽夹具内;所述水冷系统组件包括前密封盖、内衬管、圆柱套管和后盖,所述内衬管紧贴套在所述光纤端帽夹具上,所述圆柱套管紧贴套在所述内衬管上,所述内衬管的外壁上设有冷却水道;所述前密封盖密封在所述内衬管和圆柱套管的前端且相对应所述光纤端帽开有供激光束穿过的通孔,后盖密封在所述内衬管和圆柱套管的后端;所述准直系统组件包括前盖、聚焦透镜组和镜室,所述聚焦透镜组通过所述前盖固定在所述镜室的前端,所述镜室的后端螺接在所述前密封盖上。

【技术特征摘要】
1.一种高峰值功率光纤水冷准直器,其特征在于,包括:光纤端帽、光纤端帽夹具、水冷系统组件和准直系统组件;所述光纤端帽由光纤和熔接在所述光纤输出端的端帽组成,所述端帽和光纤输出端的预设长度夹持在所述光纤端帽夹具内;所述水冷系统组件包括前密封盖、内衬管、圆柱套管和后盖,所述内衬管紧贴套在所述光纤端帽夹具上,所述圆柱套管紧贴套在所述内衬管上,所述内衬管的外壁上设有冷却水道;所述前密封盖密封在所述内衬管和圆柱套管的前端且相对应所述光纤端帽开有供激光束穿过的通孔,后盖密封在所述内衬管和圆柱套管的后端;所述准直系统组件包括前盖、聚焦透镜组和镜室,所述聚焦透镜组通过所述前盖固定在所述镜室的前端,所述镜室的后端螺接在所述前密封盖上。2.如权利要求1所述的高峰值功率光纤水冷准直器,其特征在于,所述光纤为石英光纤,所述端帽为圆柱体石英块,所述端帽的输入端与所述光纤的输出端相熔接,所述端帽的输出端为所述光纤端帽的输出端;所述端帽的输出端为0°角平面或斜面,所述端帽的输出端上镀有增透膜。3.如权利要求1或2所述的高峰值功率光纤水冷准直器,其特征在于,所述光纤端帽的输出端面与所述光纤端帽夹具的前端面位于同一水平面上。4.如权利要求1所述的高峰值功率光纤水冷准直器,其特征在于,所述光纤端帽夹具由相扣合的夹具底座和夹具盖板组成,所述夹具底座和夹具盖板的扣合面上设有用于容纳所述端帽和光纤的容纳槽,所述容纳槽内设有导热胶层,所述导热胶层紧贴所述光纤端帽的外壁和容纳槽的槽壁。5.如权利要求1所述的高峰值功率光纤水...

【专利技术属性】
技术研发人员:李平雪董雪岩杨敏
申请(专利权)人:北京工业大学
类型:新型
国别省市:北京,11

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