包层光剥离器及其制造装置、制造方法、封装结构制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种包层光剥离器的制造装置，其包括：腐蚀溶液；夹持装置，所述夹持装置用于夹持浸入所述腐蚀溶液的双包层光纤，所述双包层光纤包括纤芯、包裹所述纤芯的内包层、包裹所述内包层的外包层及包裹所述外包层的涂覆层，所述涂覆层被剥离；驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述夹持装置以预定方式移动所述双包层光纤以腐蚀掉所述外包层并腐蚀所述内包层以使所述内包层沿传输方向形成预定锥度。本发明专利技术还提供一种包层光剥离器制造方法、包层光剥离器及封装结构。本发明专利技术的制造装置及制造方法制造的包层光剥离器及具有包层光剥离器的封装结构能够准确控制数值孔径，而且制造简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及高功率光纤激光器，特别涉及一种用于制造包层光剥离器及其制造装置、制造方法、封装结构。
技术介绍
高功率光纤激光器在光束质量、体积、重量、效率、散热等方面均具有明显优势，现已广泛应用于光纤通讯、激光空间远距离通讯、工业造船、汽车制造、激光切割、金属焊接、军事国防安全、生物医疗、大型基础建设等民用工业和军事领域，被称之为“第三代激光器”。尤其是在激光加工领域，受到越来越多的重视和研究。高功率光纤激光器主要是由高功率泵浦光、双包层光纤、光纤Bragg光栅以及高功率合束器组成。双包层光纤一般为双包层稀土掺杂光纤，其出现是光纤激光器功率大幅度提升的重要原因。双包层光纤一般包括纤芯、内包层、外包层及涂覆层。其中，纤芯支持单模传输，用于传输和放大信号光。内包层支持多模传输，用于耦合与传输泵浦光。如此，既保证了光纤激光的光束质量，又增大了泵浦与有源介质直接的耦合，提高了高功率光纤激光器的整体能量转换效率。但是，由于泵浦光在双包层光纤中沿光纤轴线呈指数衰减，对于有限长度的稀土掺杂光纤，泵浦光不可能被完全吸收而形成剩余泵浦光。另外由于光纤熔接效果不理想及熔接时模式匹配等问题也会导致信号光从纤芯泄露到包层，形成包层传输的信号光。对于千瓦级以上的高功率光纤激光器，剩余泵浦光和包层传输的信号光较大，若不加以处理，则会对激光器器件、激光输出模式及稳定性造成较大损害，甚至烧毁激光器。为了解决上述问题，高功率光纤激光器必须需要包层光剥离器。包层光剥离器是一种去除包层剩余的泵浦光和包层传输信号光的器件，基本原理是破坏包层传输光的传输条件。一种现有技术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，然而，如此，难以对低数值孔径光进行去除干净，而且也无法控制要剥除的包层光的准确数值孔径。另一种现有技术提出的分段涂覆的方法将需要制作功率剥离器的双包层光纤按其长度方向分成多个区域段；在相应区域段，将双包层光纤上的低折射涂覆层，即外包层，部分剥离，得到所需的光功率泄漏窗口，且相邻光功率泄漏窗口之间存在以光纤纤芯为轴心的相对旋转角度；最后，对制作完成的光功率泄漏窗口用高折射率紫外胶进行涂覆固化，至此便完成光纤包层功率剥离器的制作。然而，如此，制作工艺较为复杂，而且同样无法精确控制剥除的包层光的数值孔径，因此还是会存在无法剥除的低数值孔径的包层光。又有另外一种现有技术提出将剥除涂覆层后的裸纤置于硅油中，然后通过硅油导出包层光。如此，虽然工艺简单，但是硅油本身的导热性有限，而且剥除涂覆层后的裸纤长时间置于硅油中，会加大光纤的传输损耗，改变光纤的特性，不宜长时间高功率工作。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提供一种包层光剥离器及其制造装置、制造方法、封装结构。本专利技术实施方式的包层光剥离器的制造装置包括：腐蚀溶液；夹持装置，所述夹持装置用于夹持浸入所述腐蚀溶液的双包层光纤，所述双包层光纤包括纤芯、包裹所述纤芯的内包层、包裹所述内包层的外包层及包裹所述外包层的涂覆层，所述涂覆层被剥离；驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述夹持装置以预定方式移动所述双包层光纤以腐蚀掉所述外包层并腐蚀所述内包层以使所述内包层沿传输方向形成预定锥度。在某些实施方式中，所述腐蚀溶液包括氢氟酸。在某些实施方式中，所述制造装置包括容器，所述容器用于收容所述腐蚀溶液，所述容器采用四氟材料制成。在某些实施方式中，所述夹持装置夹持所述双包层光纤，以使所述双包层光纤竖直浸入所述腐蚀溶液；所述驱动装置包括平行于竖直方向的z轴步进马达。在某些实施方式中，所述驱动装置包括垂直于竖直方向的x轴步进马达及y轴步进马达。在某些实施方式中，所述制造装置还包括超声波清洗装置，所述腐蚀溶液设置在所述超声波清洗溶装置内。本专利技术实施方式的包层光剥离器的制造方法包括以下步骤：提供双包层光纤，所述双包层光纤包括纤芯、包裹所述纤芯的内包层、包裹所述内包层的外包层及包裹所述外包层的涂覆层；剥离所述涂覆层；将所述双包层光纤夹持于所述夹持装置并浸入所述腐蚀溶液的；驱动所述夹持装置以预定方式移动所述双包层光纤以腐蚀掉所述外包层并腐蚀所述内包层以使所述内包层沿传输方向形成预定锥度。本专利技术实施方式的包层光剥离器包括：纤芯；及包裹所述纤芯的内包层，所述内包层沿传输方向形成预定锥度。本专利技术实施方式的封装结构，其特征在于，包括：包层光剥离器，所述包层光剥离器包括纤芯及包裹所述纤芯的内包层，所述内包层沿传输方向形成预定锥度；及基板，所述基板形成有锥形沟槽，所述锥形沟槽形状及大小与所述包层光剥离器配合，所述包层光剥离器设置在所述锥形沟槽内。在某些实施方式中，所述封装结构还包括设置在所述基板下的水冷板，所述水冷板形成有弯曲水路。由于纤芯仍然由内包层包覆，全反射条件保留，所以仍可以用来传输信号光，而内包层由于存在一定的锥度，数值孔径沿着光纤传输的逐步减小，因此在内包层传输的泵浦光及泄漏到内包层的信号光会逐渐泄漏出内包层，从而起到包层光剥离的效果。如此，可以根据包层光剥离器沿传输方向的长度设置合适的锥度，以控制包层光剥离器的最小数值孔径，从而可以准确控制包层光剥离器的数值孔径，从而将低数值孔径的包层光去除。从上面的实施方式也可以看出，本专利技术实施方式的制造装置及制造方法制造包层光剥离器工艺简单，而且不存在高温包层光剥离环境，因此，成本低而且工作稳定。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可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施方式的包层光剥离器的制造装置的结构示意图。图2是本专利技术实施方式的包层光剥离器的结构示意图。图3是双包层光纤的结构示意图。图4是本专利技术实施方式的封装结构的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终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方式是示例性的，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。请参阅图1及图2，本专利技术实施方式的制造装置10可以用于制造包层光剥离器20。制造装置10包括腐蚀溶液12、夹持装置14及驱动装置16。请一并参阅图3，夹持装置14用于夹持浸入腐蚀溶液12的双包层光纤30，双包层光纤30包括纤芯33、包裹纤芯33的内包层34、包裹内包层34的外包层36及包裹外包层36的涂覆层38，涂覆层38被剥离。驱动装置16用于驱动夹持装置14以预定方式移动双包层光纤30以腐蚀掉外包层36并腐蚀内包层34以使内包层34沿传输方向形成预定锥度。本专利技术实施方式的制造方法可以用于制造包层光剥离器，其包括以下步骤：S01，提供双包层光纤30，双包层光纤30包括纤芯33、包裹纤芯33的内包层34、包裹内包层的外包层36及包裹外包层的涂覆层38；S02，剥离涂覆层38；S03，将双包层光纤30夹持于夹持装置14并浸入腐蚀溶液12；S04，驱动夹持装置14以预定方式移动双包层光纤30以腐蚀掉外包层36并腐蚀内包层34以使内包层34沿传输方向形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包层光剥离器的制造装置，其特征在于，包括：腐蚀溶液；夹持装置，所述夹持装置用于夹持浸入所述腐蚀溶液的双包层光纤，所述双包层光纤包括纤芯、包裹所述纤芯的内包层、包裹所述内包层的外包层及包裹所述外包层的涂覆层，所述涂覆层被剥离；驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述夹持装置以预定方式移动所述双包层光纤以腐蚀掉所述外包层并腐蚀所述内包层以使所述内包层沿传输方向形成预定锥度。

【技术特征摘要】
1.一种包层光剥离器的制造装置，其特征在于，包括：腐蚀溶液；夹持装置，所述夹持装置用于夹持浸入所述腐蚀溶液的双包层光纤，所述双包层光纤包括纤芯、包裹所述纤芯的内包层、包裹所述内包层的外包层及包裹所述外包层的涂覆层，所述涂覆层被剥离；驱动装置，所述驱动装置用于驱动所述夹持装置以预定方式移动所述双包层光纤以腐蚀掉所述外包层并腐蚀所述内包层以使所述内包层沿传输方向形成预定锥度。2.如权利要求1所述的包层光剥离器的制造装置，其特征在于，所述腐蚀溶液包括氢氟酸。3.如权利要求2所述的包层光剥离器的制造装置，其特征在于，所述制造装置包括容器，所述容器用于收容所述腐蚀溶液，所述容器采用四氟材料制成。4.如权利要求1所述的包层光剥离器的制造装置，其特征在于，所述夹持装置夹持所述双包层光纤，以使所述双包层光纤竖直浸入所述腐蚀溶液；所述驱动装置包括平行于竖直方向的z轴步进马达。5.如权利要求1所述的包层光剥离器的制造装置，其特征在于，所述驱动装置包括垂直于竖直方向的x轴步进马达及y轴步进马达。6.如权利要求1所述的包层光剥离器的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新海，张帆，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：广东;44