光纤包层光滤除器及其形成方法技术

本发明专利技术提出一种光纤包层光滤除器，通过在裸露的光纤包层上设置大包层实现，大包层套设在光纤包层上且与光纤包层一体形成，大包层具有传输光出射面、反射光出射面和光散射面，传输光出射面和反射光出射面的透射度大于光散射面的透射度，大包层和光纤包层的材料相同。本发明专利技术实施例的光纤包层光滤除器能够滤除激光传输时的包层光功率，可明显地提高滤除器的功率耐受能力以及包层光滤除效率。本发明专利技术还提出了一种光纤包层光滤除器的形成方法。

【技术实现步骤摘要】
光纤包层光滤除器及其形成方法
本专利技术涉及光纤激光
，特别涉及一种光纤包层光滤除器及其形成方法。
技术介绍
随着光纤激光技术日益发展，光纤输出能力不断得到提升，在某些特定的领域，需要对光纤包层内传输功率进行释放。例如在增益尾部进行的泵浦滤除，以及为了提高输出激光的亮度，对包层内传输的功率进行滤除，获得纯净的纤芯输出。目前可以提供泄漏包层功率的技术与设备有很多，主流技术工艺是在光纤包层外面设置一个折射率匹配层。使得这个匹配层的折射率大于光纤包层折射率。从而破坏全反射条件，将包层内的光引导进入匹配层传播。再通过其他技术手段将这一部分光发散到环境当中。上述技术的主要缺陷在于：1、对于两种不同折射率材料所产生的界面，会产生菲涅尔反射。即在包层内传播的某一条光纤光无法通过一次透射而全部的被引导进入匹配层。这种效应会导致泄漏器的长度变长，以及在两侧的激光在这个界面发生反射在一定条件下(例如温升，挤压受力)会导致这个界面附近某些局部位置的光强相干叠加而得到加强。这对于高功率运转的滤除是很不利的。2、由于目前很多产品使用的是胶质匹配层，其对于预定要滤除的波长有一个特定的吸收系数。在引出包层光的过程中同时还对包层光存着一定的吸收。这个问题导致包层光滤除器会出现明显的热效应。也是目前制约胶层匹配层滤除器的主要原因。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种光纤包层光滤除器，能够滤除激光传输时的包层光功率，可明显地提高滤除器的功率耐受能力以及包层光滤除效率。本专利技术的另一个目的在于提供一种光纤包层光滤除器的形成方法。为了实现上述目的，本专利技术第一方面的实施例提出了一种光纤包层光滤除器，包括：裸露的光纤包层，由光纤剥除涂覆层后获得；大包层，所述大包层套设在所述光纤包层上且与所述光纤包层一体形成，所述大包层具有传输光出射面、反射光出射面和光散射面，所述传输光出射面和所述反射光出射面的透射度大于所述光散射面的透射度，所述大包层和所述光纤包层的材料相同。根据本专利技术实施例的光纤包层光滤除器，其在原始裸露的光纤包层上熔接或键合与原光纤包层相同材料的大包层，且大包层的传输光出射面和反射光出射面经过了抛光、打磨等处理，大包层的光散射面经过了毛化处理。因此，该光纤包层光滤除器能够滤除激光传输时的包层光功率，可明显地提高滤除器的功率耐受能力以及包层光滤除效率，另外，该光纤包层光滤除器还可避免匹配材料对传输光的吸收而产生的热效应。另外，根据本专利技术上述实施例的光纤包层光滤除器还可以具有如下附加的技术特征：在一些示例中，所述光纤包层和所述大包层的构成材料为石英。在一些示例中，所述大包层还包括设置在所述传输光出射面上的增透膜。本专利技术第二方面的实施例提供了一种光纤包层光滤除器的形成方法，所述方法包括以下步骤：在所述光纤包层上熔接或键合与所述光纤包层相同材料的大包层，所述大包层具有传输光出射面、反射光出射面和光散射面；分别对所述传输光出射面、反射光出射面进行打磨、抛光处理以提高所述传输光出射面和所述反射光出射面的透射度；对所述光散射面进行毛化处理以提高传输光发散速度。根据本专利技术实施例的光纤包层光滤除器的形成方法，在光纤包层上熔接和键合与光纤包层相同材料的大包层，从而可形成无界面滤除特性，消除了发生在界面上的菲涅尔反射，并分别对大包层的传输光出射面和反射光出射面进行打磨、抛光等处理，以提高传输光出射面和反射光出射面的透射度，并对大包层的光散射面进行毛化处理以提高传输光发散速度。因此，该方法能够滤除激光传输时的包层光功率，可明显地提高滤除器的功率耐受能力以及包层光滤除效率，另外，该方法还可避免匹配材料对传输光的吸收而产生的热效应。另外，根据本专利技术上述实施例的光纤包层光滤除器的形成方法还可以具有如下附加的技术特征：在一些示例中，所述大包层的截面和轴剖面形状可以为任意形状。在一些示例中，还包括：对所述传输光出射面加入抑制界面菲涅尔反射的楔角。在一些示例中，还包括：对所述传输光出射面和所述反射光出射面设置增透膜。在一些示例中，还包括：通过辅助装置对所述光纤包层和所述大包层进行直接冷却，其中，所述辅助装置包括容纳光纤的金属壳体、光吸收材料和冷却液体。在一些示例中，还包括：对所述金属壳体进行冷却以耗散传输光产生的热量。在一些示例中，所述光纤包层和所述大包层的构成材料为石英。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是根据本专利技术一个实施例的光纤包层光滤除器的结构示意图；图2是根据本专利技术另一个实施例的光纤包层光滤除器的结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的光纤中传输光的传输路径示意图；以及图4是根据本专利技术一个实施例的光纤包层光滤除器的形成方法的流程图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。以下结合附图描述根据本专利技术实施例的光纤包层光滤除器及其形成方法。图1是根据本专利技术一个实施例的光纤包层光滤除器的结构示意图。如图1所示，根据本专利技术一个实施例的光纤包层光滤除器100(图中未示出)，包括：光纤包层110和大包层120。其中，光纤的纤芯位于光纤包层110内。大包层120套设在光纤包层110上且与光纤包层110一体形成。在本专利技术的一个具体实施例中，大包层120例如可通过高温加热熔接的方式或键合的方式与光纤包层110一体形成，并且，在本专利技术的一个实施例中，大包层120和光纤包层110的构成材料相同，均为石英，从而使大包层120与光纤包层110形成无界面的均匀连接，可消除发生在界面上的菲涅尔反射。另外，在一些示例中，上述的石英大包层的界面及轴剖面形状不存在任何限制。另外，大包层120具有传输光出射面121、反射光出射面122和光散射面123。其中，传输光出射面121和反射光出射面122的透射度大于光散射面123的透射度。具体而言，作为一个具体示例，结合图1所示，给出了一种能够显著缩短滤除距离的光纤包层光滤除器100的结构示意图。光纤的纤芯和光纤包层110共同构成约束激光信号传播的单包层光纤。其中，信号光在纤芯中传输，而少量溢出的信号光与残余的泵浦光在光纤包层110中传输。大包层120为中空的圆柱体石英材料包层，其与光纤包层110具有相同的材料与特性。如图1所示，可通过高温加热熔接的方式或键合的方式将大包层120与光纤包层110进行一体形成，得到的结果是在光纤包层110与引入的大包层120之间形成了无界面的均匀连接。需要说明的是，上述键合方式连接一般应用于某些小功率的领域，可以简化工艺流程。结合图1和图3中上图所示，从左至又为激光(传输光)的传输方向，并对大包层120的传输光出射面121进行如下处理：对该界面进行打磨，抛光，同时在熔接或键合过程中通过一定技术手段减小对该界面的影响，防止表面粗糙度降低以及塌陷。另外，在本专利技术的一个实施例中，大包层120还包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤包层光滤除器，其特征在于，包括：裸露的光纤包层，由光纤剥除涂覆层后获得；大包层，所述大包层套设在所述光纤包层上且与所述光纤包层一体形成，所述大包层具有传输光出射面、反射光出射面和光散射面，所述传输光出射面和所述反射光出射面的透射度大于所述光散射面的透射度，所述大包层和所述光纤包层的材料相同。

【技术特征摘要】
1.一种光纤包层光滤除器，其特征在于，包括：裸露的光纤包层，由光纤剥除涂覆层后获得；大包层，所述大包层套设在所述光纤包层上且与所述光纤包层一体形成，所述大包层具有传输光出射面、反射光出射面和光散射面，所述传输光出射面和所述反射光出射面的透射度大于所述光散射面的透射度，所述大包层和所述光纤包层的材料相同，其中，所述大包层通过高温加热熔接的方式或键合的方式与光纤包层一体形成，所述传输光出射面、反射光出射面为经过打磨和抛光处理的界面，所述光散射面为经过毛化处理的界面。2.根据权利要求1所述的光纤包层光滤除器，其特征在于，所述光纤包层和所述大包层的构成材料为石英。3.根据权利要求1所述的光纤包层光滤除器，其特征在于，所述大包层还包括设置在所述传输光出射面上的增透膜。4.一种光纤包层光滤除器的形成方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在所述光纤包层上熔接或键合与所述光纤包层相同材料的大包层，所述大包层具有传输光出射面、反射光出射面和光散射面；分别对所述传输光出射面、反射光出射面进...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖起榕，巩马理，付晨，闫平，孙骏逸，李丹，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11