高功率光纤激光器用剥模器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种高功率光纤激光器用剥模器，剥模器结构为：所述剥模光纤为按照要求去除相应长度段涂覆层的双包层光纤，去除涂覆层的裸纤内包层表面分别通过机械刻蚀和化学浸蚀，使裸纤的内包层表面呈现出粗糙或毛化的状态，形成剥模区，且剥模区长度小于去除涂覆层的裸纤长度；剥模光纤的裸纤位于玻璃管内，玻璃管通过防护插芯和两端的固定接头封装在水冷壳体内，且剥模光纤的两端从两端的固定接头引出。本实用新型专利技术通过使用机械刻蚀与化学浸蚀协同作用，玻璃管、防护插芯双重保护以及直接水冷散热方式，剥除正向包层光及逆向反馈光的承受功率可达上千瓦，应用于高功率光纤激光器系统中。

A stripper for high power fiber laser

The utility model provides a stripper for high power fiber laser. The structure of the stripper is as follows: the stripper fiber can remove the double cladding fiber of the corresponding length coating layer according to the requirement, and remove the surface of the bare inner cladding of the coating by mechanical etching and chemical etching, so that the surface of the inner cladding of the bare fiber is rough. The length of the stripping zone is less than the naked fiber length of the coating layer; the naked fiber of the stripped fiber is located in the glass tube, and the glass tube is encapsulated in the water cooled shell through the protective plug and the fixed joints at both ends, and the ends of the stripper fiber are extracted from the fixed joint at both ends. By using the synergistic effect of mechanical etching and chemical etching, double protection of glass tube, protective plug core and direct water cooling, the power of stripping forward cladding light and reverse feedback light can reach up to upper kilowatt, which is applied to high power fiber laser system.

【技术实现步骤摘要】
高功率光纤激光器用剥模器
本技术属于高功率光纤激光器领域，具体涉及一种去除高功率包层光及反馈光的剥模器。
技术介绍
高功率光纤激光器被广泛应用于金属切割、焊接、工业制造、3D打印、航天航空、军事设备和国防安全等诸多方面，其输出功率逐年递升，单模最大输出已超过一万瓦。在千瓦甚至是万瓦级的高功率光纤激光器系统中，光纤包层的残留泵浦光功率较高，部分纤芯光会经过熔接点泄露到包层中，这些残余的包层光功率能高达几百瓦，如果从光纤传输端直接输出，会严重影响输出光斑的质量，甚至对输出端器件造成不可逆转的损伤。在高功率光纤激光器的实际应用中，有时不可避免的出现反馈光从输出端再次耦合进包层的现象，如果不能有效剥除包层反馈光，则会对激光器内部器件造成损害。由此看来，随着光纤激光器功率的快速提升，对剥模器也提出了新的挑战。目前国内关于高功率剥模器的技术相对比较匮乏，例如专利号CN103676002A《高功率光纤剥模器》采用在裸纤上涂覆高折射率胶水的方式剥除包层光，高折射率胶水为有机聚合物材料，吸光后热量迅速累积、发热非常严重，聚合物耐热性能差，不适宜在高功率器件中使用。专利号CN205562862U《新型高功率光纤剥模器》在裸纤表面涂覆一层高折射率的氧化物，氧化物涂层与石英材质的包层无法贴合紧密，容易脱落造成产品失效，而且对剥除的包层光没有很好的吸收散热手段，器件承受功率不高。专利号CN205562861U《新型侧边抛磨高功率光纤剥模器》提出采用在光纤侧边抛磨除去部分内包层，形成抛磨区增大入射角、破坏全反射，以达到去除包层光的目的，但是这种方法制作的器件有剥模效率低、易受损折断、散热能力差等问题。
技术实现思路
本技术的目的在于为了克服现有技术的不足与缺陷，提供一种高功率光纤激光器用剥模器，本技术制作的剥模器应用于千瓦甚至是万瓦级高功率光纤激光器中，可以有效剥除正向包层光和逆向反馈光。本技术采用以下技术方案：高功率光纤激光器用剥模器，包含剥模光纤、玻璃管、防护插芯、固定接头、水冷壳体，其特征在于：所述剥模光纤为按照要求去除相应长度段涂覆层的双包层光纤，去除涂覆层的裸纤内包层表面分别通过机械刻蚀和化学浸蚀，使裸纤的内包层表面呈现出粗糙或毛化的状态，形成剥模区，且剥模区长度小于去除涂覆层的裸纤长度；剥模光纤的裸纤位于玻璃管内，玻璃管通过防护插芯和两端的固定接头封装在水冷壳体内，且剥模光纤的两端从两端的固定接头引出。所述玻璃管的长度大于去除涂覆层的裸纤长度。所述防护插芯为哑铃状金属圆柱管，圆柱面设有两处镂空处，防护插芯采用高反光的金属材料制作而成，长度大于玻璃管长度，内径大于玻璃管外径。所述固定接头为一个带有外螺纹、中间设有一个穿入剥模光纤孔的金属圆柱体。所述水冷壳体为内部带有空腔水路的金属长方体。本技术所述高功率光纤激光器用剥模器的制作方法，包括以下几个步骤：1)截取规定长度的双包层光纤，按要求去除相应长度段的涂覆层，形成裸纤，裸纤的内包层表面分别通过机械刻蚀和化学浸蚀制成剥模光纤；2)将剥模光纤上的裸纤区域用有机溶剂超声清洗干净；3)将洗干净的剥模光纤套上玻璃管，玻璃管固定在裸纤区域上；4)将防护插芯套在玻璃管上，与玻璃管固定；5)将已固定好的剥模光纤、玻璃管、防护插芯与水冷壳体进行装配；6)将两个固定接头分别穿过剥模光纤的两端，与水冷壳体锁紧。本技术的玻璃管作为剥模区的第一道保护，防护插芯既可以二次保护光纤，又可以阻挡一部分剥除的包层光被水吸收，避免散热不充分引起光纤温度过高的现象。固定接头将剥模光纤、玻璃管、防护插芯牢牢固定在水冷壳体空腔内部，保护器件正常运行。本技术与现有技术对比，具有如下优点及有益效果：1)采用机械刻蚀和化学浸蚀协同作用的方法，保证处理后的光纤力学性能好、剥模效率高；2)玻璃管和防护插芯双重保护，避免剥模区受损，保证器件安全正常运行；3)镂空的高反材质防护插芯，使剥除的包层光被流动的冷却水逐步吸收，散热能力强，可以应对千瓦量级的包层光及反馈光。附图说明图1为本技术高功率光纤激光器用剥模器的结构示意图。图2为本技术高功率光纤激光器用剥模器的剖视图。图3为本技术的防护插芯结构示意图。图4为本技术的防护插芯侧视图。图中，剥模光纤100，裸纤101，剥模区102，玻璃管200，防护插芯300，漏光区301，反光区302，固定接头400，水冷壳体500，进水接头501，出水接头502，空腔水路503。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本技术做进一步的说明。如图1、图2所示，本技术包含剥模光纤100、玻璃管200、防护插芯300、固定接头400、水冷壳体500，其特征在于：所述剥模光纤100为按照要求去除相应长度段涂覆层的双包层光纤，去除涂覆层的裸纤101内包层表面分别通过机械刻蚀和化学浸蚀方法，使裸纤的内包层表面呈现出粗糙或毛化的状态，形成剥模区102，且剥模区长度小于去除涂覆层的裸纤101长度；剥模光纤100的裸纤位于玻璃管200内，玻璃管200通过防护插芯300和两端的固定接头400封装在水冷壳体500内，且剥模光纤100的两端从两端的固定接头400引出。所述玻璃管200的长度大于去除涂覆层的裸纤101长度。所述防护插芯200为哑铃状金属圆柱管，如图3、图4所示，圆柱面设有两处镂空处(301，302)，防护插芯300采用高反光的金属材料制作而成，长度大于玻璃管长度，内径大于玻璃管外径。所述固定接头400为一个带有外螺纹、中间设有一个穿入剥模光纤孔的金属圆柱体。所述水冷壳体500为内部带有空腔水路的金属长方体。实施例一截取规定长度的双包层光纤，使用剥线钳在指定区域去除涂覆层，制成裸纤101。对裸纤101先进行机械刻蚀，形成不规则的粗糙面，再用化学浸蚀腐蚀掉机械刻蚀残留的碎屑、棱角，使内包层表面毛化程度加深制成剥模区域102。将处理过后的光纤在装有洁净乙醇的超声波清洗池中清洗干净，空气压缩枪吹干表面溶剂。取一根洁净的玻璃管200，套在裸纤101上，使用胶水将两端管口与剥模光纤100固定，再将玻璃管200连同剥模光纤100穿入黄铜材质的防护插芯300中，玻璃管200与防护插芯300使用胶水固定，然后一同穿入铝合金材质的水冷壳体500中，最后在剥模光纤100两端穿入固定接头400，与水冷壳体的螺纹锁紧。实施例二本实施例与实施例一的结构相同，不同之处是，防护插芯为镀金处理的铝合金材质，水冷壳体为氧化发黑的不锈钢材质。以上所述之实施例只为本技术之较佳实施例，只是用于帮助理解本技术的方法及核心思想，并非以此限制本技术的实施范围。故凡依本技术之原理、形状所作的变化，均应涵盖在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高功率光纤激光器用剥模器，包含剥模光纤、玻璃管、防护插芯、固定接头、水冷壳体，其特征在于：所述剥模光纤为按照要求去除相应长度段涂覆层的双包层光纤，去除涂覆层的裸纤内包层表面分别通过机械刻蚀和化学浸蚀，使裸纤的内包层表面呈现出粗糙或毛化的状态，形成剥模区，且剥模区长度小于去除涂覆层的裸纤长度；剥模光纤的裸纤位于玻璃管内，玻璃管通过防护插芯和两端的固定接头封装在水冷壳体内，且剥模光纤的两端从两端的固定接头引出。

【技术特征摘要】
1.高功率光纤激光器用剥模器，包含剥模光纤、玻璃管、防护插芯、固定接头、水冷壳体，其特征在于：所述剥模光纤为按照要求去除相应长度段涂覆层的双包层光纤，去除涂覆层的裸纤内包层表面分别通过机械刻蚀和化学浸蚀，使裸纤的内包层表面呈现出粗糙或毛化的状态，形成剥模区，且剥模区长度小于去除涂覆层的裸纤长度；剥模光纤的裸纤位于玻璃管内，玻璃管通过防护插芯和两端的固定接头封装在水冷壳体内，且剥模光纤的两端从两端的固定接头引出。2.根据权利要求1所述的高功率光纤激光器用剥模器，其特征在于：所述玻璃管的长度大于去除涂覆层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆崛逵，赵文利，李榕，祝启欣，杨康，
申请(专利权)人：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42