一种高功率双包层光纤包层光剥离器装置及制作方法，包括双包层光纤(116)、光学模块(111)、固定材料(113)、水冷管(117，118)；双包层光纤(116)穿过光学模块(111)与固定材料(113)，光学模块(111)置于固定材料(113)内，固定材料(113)下部安装有水冷管(117)，光学模块(111)为三层波导结构，固定材料(113)为散热材料。本发明专利技术通过将双包层光纤内包层腐蚀成相向锥形结构，并将其置于透明材料的半空心圆柱和半实心圆柱制成的波导结构中，使内包层泄露光沿着光纤长度方向较为均匀泄露，减小了光和热的功率密度，避免了泄露光过于集中导致光学凝胶被烧坏的情况。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电子
，特别是。
技术介绍
传统的随着大功率半导体激光技术发展及双包层掺杂光纤专利技术，极大的提高了光纤激光器输出功率水平，迄今，高功率光纤激光器已经广泛应用于激光武器、激光切割、激光焊接、激光加工等领域。光纤包层光剥离器是高功率光纤激光器关键器件之一，用于剥除双包层光纤中包层剩余栗浦光及由于光纤熔接效果不理想、熔接模式不匹配等形成的包层传输信号光，其性能对高功率光纤激光器输出光束质量及系统稳定性具有重要影响。已有诸多文献和专利阐述去除光纤包层光的装置和方法，最简单的方法是直接将光纤低折射率涂覆层去除，然后在以高折射率的材料对去除了涂覆层部分进行涂覆固化，这种方法难以对低数值孔径光进行去除，而且这种剥除效率较低，且光泄露点过于集中容易导致剥离器烧毁。为了克服这种方法的缺点，文献“A novel method for strippingcladding lights in high power fiber lasers and amplifiers，，】.Lightwave Technol.vol.30pp.3199-3202采用氢氟酸蒸汽将双包层光纤腐蚀成光纤锥，然后在光纤锥外涂高折胶方法对进行包层功率剥除，这种方法既可以解决光泄露过于集中又可以去除低数值孔径的包层光，但这种方法存在如下问题:第一，剥除的光转换成热都集中于高折射胶，而高折射胶一般难以承受高功率；第二，利用氢氟酸蒸汽进行腐蚀的方法较为复杂，且腐蚀的光纤一致性无法保证，难以大批量生产。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供了一种光纤内包层为相向锥形、光学模块为透明圆柱状的高功率双包层光纤包层光剥离器装置及制作方法，本专利技术装置及方法在光均匀泄露上更有优势，而且能够大批量生产，一致性好。本专利技术的技术解决方案是:一种高功率双包层光纤包层光剥离器装置，包括双包层光纤、光学模块、固定材料、水冷管；双包层光纤穿过光学模块与固定材料，光学模块置于固定材料内，固定材料下部安装有水冷管，光学模块为三层波导结构，包括折射率为ηκ的第一透光材料、折射率为~的光学凝胶或透明材料、折射率为ru的第二透光材料，折射率为n j的光学凝胶或透明材料位于两种透光材料之间，其中，nj<n^ nj<nK, rip ηκ均大于双包层光纤内包层折射率，双包层光纤穿过光学模块的部分为剥除了外包层及涂覆层的双包层光纤，固定材料为散热材料；所述的双包层光纤穿过光学模块的部分为相向锥形结构，包括第一锥区、第二锥区、两锥区连接部，其中，两锥区连接部直径不大于第一锥区、第二锥区的直径，大于双包层光纤纤芯直径。所述的第一透光材料为耐热空心柱状透光材料切掉一半形成的光滑透明的半圆凹槽，半圆凹槽直径大于双包层光纤的内包层直径，第二透光材料为与第一透光材料具有同样尺寸的耐热实心柱状透光材料切掉一半形成的光滑透明半圆柱，双包层光纤穿过光学模块的部分置于半圆凹槽中，第一透光材料、第二透光材料形成圆柱状波导，折射率为~光学凝胶或透明材料填充双包层光纤和圆柱状波导之间缝隙。所述的第一锥区长度L1取值范围为0mm〈L ^ 100mm，第二锥区长度L3取值范围为0mm〈L3〈100mm，两锥区连接部长度L2取值范围为0mm〈 = L2〈50mm。—种高功率双包层光纤包层光剥离器装置制作方法，包括如下步骤:(I)剥除双包层光纤的部分外包层及涂覆层，然后将剥除了外包层及涂覆层的双包层光纤制成相向锥形结构；所述的相向锥形结构包括第一锥区、第二锥区、两锥区连接部，其中，第一锥区长度L1取值范围为0mm〈L ^lOOmm,第二锥区长度L3取值范围为0〈L3〈100mm，两锥区连接部长度L2取值范围为0〈 = L 2<50mm ；(2)将外半径为F1、内半径为r2、折射率为叫的耐热空心柱状透光材料切掉一半，形成光滑透明的半圆凹槽，将步骤(I)得到的双包层光纤相向锥形结构放在半圆凹槽中，用折射率为η;的光学凝胶或者透明材料进行填充，其中，内半径^大于双包层光纤内包层半径，其中，nj<nK, nj、ηκ均大于双包层光纤内包层折射率；(3)将外半径为A、内半径为r2、折射率为Ik耐热实心柱状透光材料切掉一半，放置在空心柱状透光材料上并紧密贴合得到圆柱状波导，得到光学模块，其中，η:〈ηρηρ &均大于双包层光纤内包层折射率；(4)在固定材料内加工通孔结构，然后在固定材料内部安装水冷管，水冷管内部设有冷却水；(5)将步骤(3)得到的光学模块置于通孔结构中，然后使用折射率为Iici的光学凝胶或者透明材料进行密封并固定，其中，n/j、于光纤内包层和涂覆层折射率。所述的将剥除了外包层及涂覆层的双包层光纤制成相向锥形结构包括如下步骤(I)剥除双包层光纤长度为LfL2的外包层及涂覆层；(2)将双包层光纤垂直固定于耐腐蚀结构件上，将结构件与双包层光纤置于氢氟酸腐蚀液中，并保持双包层光纤垂直于氢氟酸液面，令光纤双包层光纤及结构件上提，当剥除了外包层及涂覆层的双包层光纤还剩余L2长度未露出氢氟酸腐蚀液面时停止上提，未露出部分经氢氟酸腐蚀形成第一锥区、两锥区连接部；(3)在双包层光纤靠近两锥区连接部部分剥除1^长度的外包层及涂覆层，在双包层光纤的第一锥区、两锥区连接部涂覆耐氢氟酸腐蚀材料；(4)将双包层光纤以与步骤(2)相反方向垂直固定于耐腐蚀结构件上，将结构件与双包层光纤置于氢氟酸腐蚀液中，并保持双包层光纤垂直于氢氟酸液面，令光纤双包层光纤及结构件上提，当光纤双包层光纤提出氢氟酸腐蚀液时，形成第二锥区；(5)去除双包层光纤的耐氢氟酸腐蚀材料，得到相向锥形结构。所述的未露出部分经氢氟酸腐蚀的时间为0_2h。所述的上提为匀速，上提速度为l-500mm/h。所述的耐氢氟酸腐蚀材料为聚四氟乙烯或紫外光学凝胶。本专利技术与现有技术相比的优点在于:(I)本专利技术通过二步提拉法将光纤腐蚀成相向锥形结构，相向锥形结构能够剥除光纤中前向和后向包层光，与现有技术相比在光均匀泄露上更有优势，另外，本专利技术相向锥形结构能够大批量生产，一致性好；(2)本专利技术将双包层光纤内包层腐蚀成相向锥形结构，并将其置于透明材料的半空心圆柱和半实心圆柱制成光学模块的波导结构中，与现有技术相比，使内包层泄露光沿着光纤长度方向较为均匀泄露，另外，本专利技术通过增加锥形结构长度和减小锥形结构中细锥端直径可以获得极高剥除效率；(3)本专利技术与现有技术相比，通过构建三层圆柱状波导结构让内包层泄露光分散于波导结构中，减小了光和热的功率密度，避免了泄露光过于集中导致光学凝胶被烧坏的情况。【附图说明】图1为本专利技术高功率双包层光纤包层光剥离器的整体结构示意图；图2为本专利技术波导结构示意图；图3为本专利技术腐蚀成的光纤锥结构示意图；图4为本专利技术制作方法的工艺流程图；图5为两种剥离器装置功率与温度变化对比示意图。【具体实施方式】专利一种高功率光纤包层功率剥离器装置(201510024289.5)将光纤制作成阶梯状结构，可剥除低阶模式和光泄漏均匀分散于多个阶梯结构附近，并采用三层波导结构将光纤泄漏出光均匀导出，解决了光纤包层泄漏光无法快速分散问题，此种结构制作简单，但是当光纤较粗时，三层波导结构中间为胶层，光纤制作时难以固定，上下两层透本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高功率双包层光纤包层光剥离器装置，包括双包层光纤(116)、光学模块(111)、固定材料(113)、水冷管(117，118)；双包层光纤(116)穿过光学模块(111)与固定材料(113)，光学模块(111)置于固定材料(113)内，固定材料(113)下部安装有水冷管(117)，光学模块(111)为三层波导结构，包括折射率为nK的第一透光材料、折射率为nJ的光学凝胶或透明材料、折射率为nL的第二透光材料，折射率为nJ的光学凝胶或透明材料位于两种透光材料之间，其中，nJ<nL、nJ<nK，nJ、nL、nK均大于双包层光纤(116)内包层折射率，双包层光纤(116)穿过光学模块(111)的部分为剥除了外包层及涂覆层的双包层光纤，固定材料(113)为散热材料；所述的双包层光纤(116)穿过光学模块(111)的部分为相向锥形结构(213)，包括第一锥区(315)、第二锥区(317)、两锥区连接部(316)，其中，两锥区连接部(316)直径不大于第一锥区(315)、第二锥区(317)的直径，大于双包层光纤(116)纤芯直径。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李磐，王学锋，王金东，王军龙，何哲玺，胡宝余，于文鹏，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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