一种有源光纤的绕盘装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种有源光纤的绕盘装置，有源光纤的绕盘装置包括：散热盘，所述散热盘为跑道型结构，并且所述散热盘内壁为斜面，所述斜面设置有用于有源光纤盘绕的凹槽，并且相邻凹槽之间具有一定的间隔。本实用新型专利技术不仅能够使有源光纤更好的散热，而且光纤盘绕过程中自然舒展避免外力固定造成的压应力，同时本实用新型专利技术光纤盘绕内外直径差值小，实现高阶模式激光有效滤除，获得高光束质量的近基模激光输出。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种有源光纤的绕盘装置，主要用于高功率光纤激光器或光纤放大器。
技术介绍
高功率光纤激光器或光纤放大器工作过程中，其有源光纤中的掺杂离子吸收泵浦光激发相应波长的输出激光，在激发过程中有相当一部分能量以热的形式在光纤中产生，在光纤中积累的热如果不能及时散出，会影响输出光的稳定性，甚至烧坏光纤。目前，有源光纤的盘绕主要有两种方式：一种方法是将有源光纤盘绕在光滑的铝材质的平板上，通过光纤和铝板的紧密贴合实现有源光纤的散热，由于光纤在平面上进行盘绕，在光纤盘绕过程中易出现光纤的交叉重叠造成散热不均匀，同时光纤盘绕完毕后整个光纤盘的固定困难，固定处容易产生一定的压应力，影响光纤散热的均匀性；另一种方法是将有源光纤盘绕在光滑的柱体或椎体上，避免了盘绕过程中光纤的交错重叠，实现光纤的均匀散热，但为了保证光纤与柱体或椎体的紧密结合通常需要在盘绕过程中给光纤一定的拉力，整个光纤内部应力的产生影响长期工作的稳定性。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种有源光纤的绕盘装置，它不仅能够使光纤更好地散热，而且能够避免光纤使用外力固定时对光纤造成压应力的现象，使光纤自然舒展，同时跑道型散热结构有效降低光纤绕盘内外直径差，实现高阶模激光滤除，获得高光束质量的近基模激光输出。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种有源光纤的绕盘装置，它包括本体，所述本体具有：散热盘，所述散热盘为跑道型结构，并且所述散热盘的内壁面为斜面，所述散热盘的内壁斜面上设置有用于盘绕光纤使光纤贴合在散热盘上的容置结构，并且位于容置结构上的光纤的相邻圈之间具有间隔。进一步，所述容置结构为设置在内壁面上并由下向上呈盘绕状设置的半圆形凹槽，并且所述半圆形凹槽和光纤的直径相匹配。进一步为了更好地实现高效散热，所述散热盘内设置有冷却介质通道。进一步，所述散热盘由铝材料制成。进一步，所述散热盘两端部的最小弯曲半径R为5-7cm，光纤绕盘内外直径差值小，实现近基模激光输出，有效优化输出光束质量。本技术还提供了一种有源光纤的绕盘装置的绕纤方法，该方法的步骤中含有：将光纤由下至上依次盘绕在散热盘的内壁斜面上的容置结构内，依靠光纤自身的张力固定在凹槽内。采用了上述技术方案后，有源光纤盘绕在本绕盘装置的内壁面上的凹槽内，凹槽底部为和光纤直径匹配的半圆形结构，相邻光纤之间存在一定空隙，有效增大有源光纤和铝质装置的接触面积，增大散热面积，另外半圆形凹槽位于绕盘装置内壁斜面上，盘绕过程中光纤自身产生一定的张力，将光纤紧密的固定在凹槽内，光纤不需要使用外力固定，有效解决了光纤使用外力固定时对光纤造成的压应力，同时可保持光纤的自然舒展；另外，在对散热要求更高的500W、1KW高功率光纤激光器应用中，散热盘内可设置冷却介质通道通过介质流体散热系统实现高效散热。同时，采用跑道型结构的绕盘有效降低光纤内外圈光纤盘绕直径差，通过两端圆形区域直径的优化，将高阶模式传输激光有效过滤，实现近基模激光的输出，有效提升输出激光的光束质量。附图说明图1为本技术的有源光纤的绕盘装置的结构示意图；图2为本技术的有源光纤的绕盘装置的局部剖视图；图3为本技术的各阶激光模式传输过程中的弯曲损耗和弯曲半径的关系图。具体实施方式为了使本技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本技术作进一步详细的说明。如图1～3所示，一种有源光纤的绕盘装置，它包括本体，所述本体具有：散热盘11，所述散热盘11为跑道型结构，并且所述散热盘11的内壁面为斜面，所述散热盘11的内壁斜面上设置有用于使光纤21贴合在散热盘11上的容置结构，并且位于容置结构上的光纤21的相邻圈之间具有间隔。如图1～3所示，所述容置结构为设置在内壁斜面上并由下向上呈盘绕状设置的半圆形凹槽12，并且所述半圆形凹槽12和光纤21的直径相匹配。如图1～3所示，所述散热盘11为跑道型结构，但是不限于此，采用跑道型结构的绕盘有效地改善了光纤盘绕的直径，减小盘绕过程中光纤内外直径差值，各阶模式的激光在传输过程中的弯曲损耗随弯曲半径增大而急剧减小，为得到好的光束质量的激光输出需采用小的弯曲半径，在本技术的光纤绕盘装置两端的圆形区域内，弯曲直径的 减小使得高阶模式的激光在传输过程中损耗大而被滤掉，最后输出光为近基模激光，实现高光束质量激光输出。如图2所示，所述散热盘11内设置有冷却介质通道22。在对散热要求更高的500W、1KW高功率光纤激光器应用中，散热盘11内可设置冷却介质通道22通过冷却介质流体散热系统实现高效散热。所述散热盘11由铝材料制成，但是不限于此。所述散热盘11的两端部的最小弯曲半径为5-7cm。有源光纤的绕盘装置的绕纤方法，其特征在于该方法的步骤中含有：将光纤21由下至上依次盘绕在散热盘11的内壁面上的容置结构内，依靠光纤盘绕过程中自身的张应力固定在半圆形凹槽内。本技术的工作原理如下：有源光纤盘绕在本绕盘装置的内壁面上的凹槽12内，凹槽12为和光纤21直径匹配的半圆形结构，相邻光纤21之间存在一定空隙，有效增大有源光纤和铝质装置的接触面积，增大散热面积，另外由于凹槽12位于绕盘装置内壁的斜面上，盘绕过程中光纤自身产生一定的张力，将光纤21紧密的固定在凹槽内，光纤21不需要使用外力固定，有效解决了光纤21使用外力固定时对光纤造成的压应力，可保持光纤21盘绕过程中的自然舒展。采用跑道型结构，减少光纤绕盘内外直径差，通过两端绕盘直径的优化，有效滤除高阶模式激光，获得近基模激光输出，提升输出激光的光束质量。以上所述的具体实施例，对本技术解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施例而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源光纤的绕盘装置，其特征在于，它包括本体，所述本体具有：散热盘(11)，所述散热盘(11)为跑道型结构，并且所述散热盘(11)的内壁面为斜面，所述散热盘(11)的内壁斜面上设置有用于使光纤(21)贴合在散热盘(11)上的容置结构，并且位于容置结构上的光纤(21)的相邻圈之间具有间隔。

【技术特征摘要】
1.一种有源光纤的绕盘装置，其特征在于，它包括本体，所述本体具有：散热盘(11)，所述散热盘(11)为跑道型结构，并且所述散热盘(11)的内壁面为斜面，所述散热盘(11)的内壁斜面上设置有用于使光纤(21)贴合在散热盘(11)上的容置结构，并且位于容置结构上的光纤(21)的相邻圈之间具有间隔。2.根据权利要求1所述的有源光纤的绕盘装置，其特征在于：所述容置结构为设置在内壁斜面上并由...

【专利技术属性】
技术研发人员：席道明，陈云，马永坤，吕艳钊，魏皓，
申请(专利权)人：江苏天元激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32