一种应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置制造方法及图纸

一种应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置。其包括至少两块结构相同且呈直角设置的光纤设置板，光纤设置板表面上形成有光纤设置槽和走纤孔；本发明专利技术提供的应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置可实现三维空间中光纤盘绕方向及盘绕平面的转变，同时又可避免光纤交叉，且使每一段光纤都能够紧贴于光纤设置板的光纤设置槽中，从而得到良好散热。另外，本装置一方面能够保证光纤的有效制冷及合理地弯曲布局，可有效避免光纤的热损伤及应力损伤，另一方面可以巧妙地将光纤盘绕于两个垂直面上，在保证光纤的散热及固定的同时有效滤除光纤中的高阶模式，从而提高大功率光纤激光器的光束质量。

Optical fiber coiling device applied to high power fiber laser

Optical fiber coiling device applied to high power fiber laser. It includes at least two fiber plate structure and is arranged at right angles, fiber board has set fiber slot and set routing hole is formed on the surface; optical fiber coiling device provided by the invention is applied in high power fiber lasers can achieve three-dimensional optical fiber coiling direction and coil plane change, while avoiding fiber cross, and make each section of fiber can be close to the fiber board is provided with a groove in the setting of fiber, resulting in good heat dissipation. In addition, the device can ensure the effective hand fiber refrigeration and reasonable bending layout, can effectively avoid the thermal damage of the fiber and the stress damage, on the other hand can combine optical fiber coiling in two perpendicular planes, in ensuring the fiber heat radiating and fixing and high order mode filter in optical fiber thus, to improve the beam quality of high power fiber laser.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置
本专利技术属于光纤及激光
，特别是涉及一种应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置。
技术介绍
光纤激光器是以光纤作为增益介质及传光设备的激光器。作为备受关注的新一代激光器，得益于增益光纤的高掺杂、高转换效率、优越的波导结构，光纤激光器具有高输出功率、高转换效率、低能耗、高光束质量等优点。但同时，高输出功率也产生了更高的热量。虽然高功率光纤激光器中所使用的光纤一般具有较长的长度，从一定程度上增大了散热面积，但由于光纤本身为极细的纤维结构，散热面积较小，因此，必须为光纤提供热沉以增大光纤、特别是发热量较大的增益光纤的散热面积。为了保证激光器的性能，原则上讲，大功率光纤激光器中的每一段光纤均应该紧附在热沉上。光纤激光器优越的光束质量除了得益于光纤本身优越的波导结构之外，还取决于光纤盘绕直径。在一定范围内，存在一个最小的盘绕直径，既能避免弯曲损耗，还能有效滤除高阶模，最大程度优化光束质量。同时，最小光纤盘绕直径能有效提高光纤的泵浦利用率，进而提高光纤激光器效率，减小功耗。目前传统的光纤盘绕方式分为两种：(1)平面盘绕，即所有的光纤均在同一平面内，但这样光纤盘绕直径必然会随着盘绕圈由内而外逐渐变大，由此偏离最佳盘绕直径；(2)螺旋盘绕，即在一个圆柱体热沉上进行光纤盘绕，可以保证光纤盘绕直径基本不变。但螺旋结构增加了操作的复杂性，所附加的应力有可能使光纤与圆柱体热沉之间产生间隙，不利于热传导，同时带来光纤断裂的风险；由此可见，上述两种盘绕方式均存在结构上的劣势，都无法确保光纤的快、慢轴的高阶模式分量被有效滤除，从而限制了光束质量的进一步提高。由于大功率光纤激光器是一个比较复杂的系统，其结构上很难保证所有光纤在同一平面上盘绕。大功率光纤激光器系统经常由层叠结构的光纤模块组成，不同层的光纤模块之间需要通过传导光纤连接。由于传导光纤传输功率较高，极易产热，因此需要进行有效的散热。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种能够有效优化大功率光纤激光器性能的应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置。为了达到上述目的，本专利技术提供的用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置包括至少两块结构相同且呈直角设置的第一光纤设置板和第二光纤设置板，其中第一光纤设置板为垂直设置的矩形板，前表面上形成有一个光纤设置槽，或前后表面均形成有一个形状相同且位置完全对应的第一光纤设置槽；第二光纤设置板为水平设置的矩形板，上表面上形成有一个第二光纤设置槽，或上下表面上均形成有一个形状相同且位置完全对应的第二光纤设置槽，而且第一光纤设置板上设有第一走纤孔，第二光纤设置板上设有第二走纤孔；所述的第一光纤设置槽由依次首尾相接的长直线段、弧线段和短直线段构成，其中长直线段位于第一光纤设置板的一侧且与第一光纤设置板的底边垂直相交；短直线段以与第一光纤设置板的底边平行且邻近的方式设置在第一光纤设置板的另一侧；弧线段位于第一光纤设置板的表面中部；第二光纤设置槽与第一光纤设置槽结构相同，由依次首尾相接的长直线段、弧线段和短直线段构成；其中长直线段位于第二光纤设置板的一侧且与第二光纤设置板的后端边缘垂直相交；短直线段以与第二光纤设置板的后端边缘平行且邻近的方式设置在第二光纤设置板的另一侧；弧线段位于第二光纤设置板的表面中部；第一走纤孔设置在位于短直线段外侧的部位，是从第一光纤设置板的底边向内凹陷而形成；第二走纤孔设置在位于短直线段外侧的部位，是从第二光纤设置板的后端边缘向内凹陷而形成，并且第一走纤孔与第二光纤设置板上长直线段的位置相对应，第二走纤孔与第一光纤设置板上长直线段的位置相对应。所述的第一光纤设置板和第二光纤设置板或为金属板，或为内部带有水循环通道的水冷金属板。所述的第一光纤设置板和第二光纤设置板通过粘合或铆接方式组合在一起，或为一块板上互相垂直的两部分。所述的第一光纤设置槽和第二光纤设置槽与设置在其内的光纤之间填充有导热胶，以增强导热功能。所述的第一光纤设置板上的弧线段和第二光纤设置板上的弧线段为圆弧形或椭圆弧形。本专利技术提供的应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置可实现三维空间中光纤盘绕方向及盘绕平面的转变，同时又可避免光纤交叉，且使每一段光纤都能够紧贴于光纤设置板的光纤设置槽中，从而得到良好散热。另外，本装置一方面能够保证光纤的有效制冷及合理地弯曲布局，可有效避免光纤的热损伤及应力损伤，另一方面可以巧妙地将光纤盘绕于两个垂直面上，可有效滤除光纤中的高阶模式，从而提高大功率光纤激光器的光束质量。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置结构立体图；图2是图1中第一光纤设置板结构俯视图。图3是图1中第二光纤设置板结构俯视图。图4是本专利技术实施例二提供的应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置结构立体图；图5是图4示出的光纤盘绕装置水平方向旋转180°后结构立体图；图6是本专利技术实施例三提供的应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置结构立体图；图7是图6示出的光纤盘绕装置垂直方向旋转180°后结构立体图；具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术提供的应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置进行详细说明。相同的结构采用相同的附图标号。实施例一：如图1—图3所示，本实施例提供的应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置包括两块结构相同且呈直角设置的第一光纤设置板1和第二光纤设置板2，其中第一光纤设置板1为垂直设置的矩形板，前表面上形成有一个光纤设置槽11，或前后表面均形成有一个形状相同且位置完全对应的第一光纤设置槽11；第二光纤设置板2为水平设置的矩形板，上表面上形成有一个第二光纤设置槽21，或上下表面上均形成有一个形状相同且位置完全对应的第二光纤设置槽21，而且第一光纤设置板1上设有第一走纤孔15，第二光纤设置板2上设有第二走纤孔25；所述的第一光纤设置槽11由依次首尾相接的长直线段12、弧线段13和短直线段14构成，其中长直线段12位于第一光纤设置板1的一侧且与第一光纤设置板1的底边垂直相交；短直线段14以与第一光纤设置板1的底边平行且邻近的方式设置在第一光纤设置板1的另一侧；弧线段13位于第一光纤设置板1的表面中部；第二光纤设置槽21与第一光纤设置槽11结构相同，由依次首尾相接的长直线段22、弧线段23和短直线段24构成；其中长直线段22位于第二光纤设置板2的一侧且与第二光纤设置板2的后端边缘垂直相交；短直线段24以与第二光纤设置板2的后端边缘平行且邻近的方式设置在第二光纤设置板2的另一侧；弧线段23位于第二光纤设置板2的表面中部；第一走纤孔15设置在位于短直线段14外侧的部位，是从第一光纤设置板1的底边向内凹陷而形成；第二走纤孔25设置在位于短直线段24外侧的部位，是从第二光纤设置板2的后端边缘向内凹陷而形成，并且第一走纤孔15与第二光纤设置板2上长直线段22的位置相对应，第二走纤孔25与第一光纤设置板1上长直线段12的位置相对应。所述的第一光纤设置板1和第二光纤设置板2或为金属板，或为内部带有水循环通道的水冷金属板，以利于光纤散热。所述的第一光纤设置板1和第二光纤设置板2通过粘合或铆接方式组合在一起，或为一块板上互相垂直的两部分。所述的第一光纤设置板1上的弧线段13和第二光纤设置板2上的弧线段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置，其特征在于：所述的应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置包括至少两块结构相同且呈直角设置的第一光纤设置板(1)和第二光纤设置板(2)，其中第一光纤设置板(1)为垂直设置的矩形板，前表面上形成有一个光纤设置槽(11)，或前后表面均形成有一个形状相同且位置完全对应的第一光纤设置槽(11)；第二光纤设置板(2)为水平设置的矩形板，上表面上形成有一个第二光纤设置槽(21)，或上下表面上均形成有一个形状相同且位置完全对应的第二光纤设置槽(21)，而且第一光纤设置板(1)上设有第一走纤孔(15)，第二光纤设置板(2)上设有第二走纤孔(25)；所述的第一光纤设置槽(11)由依次首尾相接的长直线段(12)、弧线段(13)和短直线段(14)构成，其中长直线段(12)位于第一光纤设置板(1)的一侧且与第一光纤设置板(1)的底边垂直相交；短直线段(14)以与第一光纤设置板(1)的底边平行且邻近的方式设置在第一光纤设置板(1)的另一侧；弧线段(13)位于第一光纤设置板(1)的表面中部；第二光纤设置槽(21)与第一光纤设置槽(11)结构相同，由依次首尾相接的长直线段(22)、弧线段(23)和短直线段(24)构成；其中长直线段(22)位于第二光纤设置板(2)的一侧且与第二光纤设置板(2)的后端边缘垂直相交；短直线段(24)以与第二光纤设置板(2)的后端边缘平行且邻近的方式设置在第二光纤设置板(2)的另一侧；弧线段(23)位于第二光纤设置板(2)的表面中部；第一走纤孔(15)设置在位于短直线段(14)外侧的部位，是从第一光纤设置板(1)的底边向内凹陷而形成；第二走纤孔(25)设置在位于短直线段(24)外侧的部位，是从第二光纤设置板(2)的后端边缘向内凹陷而形成，并且第一走纤孔(15)与第二光纤设置板(2)上长直线段(22)的位置相对应，第二走纤孔(25)与第一光纤设置板(1)上长直线段(12)的位置相对应。...

【技术特征摘要】
1.一种应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置，其特征在于：所述的应用于大功率光纤激光器的光纤盘绕装置包括至少两块结构相同且呈直角设置的第一光纤设置板(1)和第二光纤设置板(2)，其中第一光纤设置板(1)为垂直设置的矩形板，前表面上形成有一个光纤设置槽(11)，或前后表面均形成有一个形状相同且位置完全对应的第一光纤设置槽(11)；第二光纤设置板(2)为水平设置的矩形板，上表面上形成有一个第二光纤设置槽(21)，或上下表面上均形成有一个形状相同且位置完全对应的第二光纤设置槽(21)，而且第一光纤设置板(1)上设有第一走纤孔(15)，第二光纤设置板(2)上设有第二走纤孔(25)；所述的第一光纤设置槽(11)由依次首尾相接的长直线段(12)、弧线段(13)和短直线段(14)构成，其中长直线段(12)位于第一光纤设置板(1)的一侧且与第一光纤设置板(1)的底边垂直相交；短直线段(14)以与第一光纤设置板(1)的底边平行且邻近的方式设置在第一光纤设置板(1)的另一侧；弧线段(13)位于第一光纤设置板(1)的表面中部；第二光纤设置槽(21)与第一光纤设置槽(11)结构相同，由依次首尾相接的长直线段(22)、弧线段(23)和短直线段(24)构成；其中长直线段(22)位于第二光纤设置板(2)的一侧且与第二光纤设置板(2)的后端边缘垂直相交；短直线段(24)以与第二光纤设置板(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：房强，史伟，许阳，杜俊举，
申请(专利权)人：山东海富光子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37