光纤头制造技术

本实用新型专利技术提供一种光纤头，包括套管、多个子套管和分别安装在所述多个子套管中的多根光纤，所述子套管安装在所述套管中；本实用新型专利技术中子套管内径可以制作成与光纤束的尺寸接近，减小填充的光学胶，进而减少了光学胶的热量堆积量；可以分别对每个子套管中光纤进行研磨，减小了需要研磨的面积，避免了因研磨面积过大而带来的研磨不够精细的现象，降低了研磨工艺的难度；当光纤损坏时，可以只修复或替换与受损光纤对应的子套管及其内部的光纤，减小了维护成本，增加了维护的容易性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光纤
，特别涉及用于高功率激光传输的光纤 头结构。
技术介绍
在目前的市场上在医疗、材料加工、激光显示等领域，要求光纤头的输 出光功率很高，传统的光纤头结构包括固定套管和单根光纤，固定套管有利 于将光纤头结构固定在其他装置上，单根光纤插入到固定套管中并且周围用光学胶(通常是353ND)粘结固定在固定套管中。光纤头一般进行研磨、抛 光等工艺处理。如果研磨不够精细会导致光纤端面出现毛刺等影响平行度的 现象，或者由于使用过程中光纤端面附着了灰尘或端面出现划痕，都会导致 散射现象的发生，散射光会加热光学胶。在制作这样的光纤头的过程中，由 于只是把单根光纤插入到固定套管中，所以插入比较容易，这样就可以将固 定套管的内径大小制作成与光纤的尺寸十分接近，从而减小光纤与固定套管 之间的空隙，进而减少了光学胶的使用量，由于热量堆积程度直接与光学胶 的使用量成正比，在较小功率(如30瓦以下)激光传输时，这种结构的光 纤头还可以应用，但是如果用于高功率激光传输，则热量堆积现象就会非常 严重，光学胶就会挥发污染光纤端面。影响光纤质量。因此若要利用单根光 纤输出高功率激光，只能采用无胶工艺，即在光纤头的端部制作出一个凹槽， 使单根光纤的端部附近棵露在凹槽中，但是这种结构对光纤的刚度要求较 高，否则光纤的端部就会弯曲。另外单个激光器的输出功率也非常有限，这 也极大地限制了与其连接的单根光纤内传输激光的功率，当然也可以采用多 个激光器向开放空间输出激光，并用透镜将这些激光聚焦，并耦合进单根光 纤中，这种方法虽然弥补了单个激光器输出功率有限的问题，但是增加了系 统安装和调试的难度。鉴于上述缺陷，现有技术中实现大功率激光传输的光纤头结构中的光纤 多采用集束光纤，其中，较常见的结构如图1和图2所示，将固定套管P2 的内径制作成能容纳多根光纤Pl,固定套管P2的纵向长度可以根据实际需3 要而定。根据传输功率的需要计算需要光纤P1的数量，将这些光纤P1排列在一起形成光纤束，在光纤束的前段涂覆一段长度的光学胶P3，然后插入到 固定套管P2中， 一般来说，光学胶P3所覆盖的长度只要大约等于固定套管 P2的长度即可，该结构存在如下缺陷首先，光纤头结构中的固定套管必须具有一定的长度，以保证固定套管 P2中多根光纤Pl的平行度，而且，在将光纤束插入到固定套管P2的过程中， 由于光纤的刚度小直径小，所以易弯曲，并且如果光纤P1与固定套管P2的 内壁发生摩擦而破坏光纤之间的粘结性，导致光纤彼此之间的距离增大，如 果固定套管P2的内径过小，就会使得插入过程极其困难或者无法插入。为 了防止这种情况的发生，必须使固定套管P2的内径比光纤束的直径大很多， 例如80根光纤Pl排列成直径为lmm的光纤束，那么固定套管P2的内径至 少加工成直径为1. 7mm。由于上述原因造成的多余空隙都要由光学胶填充， 因此增大了光学胶的使用量。当光纤头研磨不精细、附着灰尘或出现划痕等 现象时，就会产生散射光，散射光会加热光学胶，由于光学胶的热量堆积程 度直接与使用量成正比，因此这种光纤头结构的光学胶中热量堆积严重，并 且如图l所示，由于光纤头中心附近的光学胶距离固定套管壁较远，这部分 的热量堆积更是十分严重。当热量堆积到一定程度时，位于光纤头端部附近 的光学胶就会首先燃烧，并烧毁光纤头端部附近的区域，烧坏的光纤头只能 重新进行研磨才能使用，严重的只能更换光纤头。其次，这种光纤头结构维护成本高。如果其中一#>光纤的端面损害，必 须整体重新研磨，这就造成不必要的浪费。
技术实现思路
因此，本技术的任务是克服现有技术中的缺陷，从而提供一种适 于传输大功率激光的光纤头。本技术提供的光纤头，其特征在于，包括套管、多个子套管和分 别安装在所述多个子套管中的多根光纤，所述子套管安装在所述套管中， 形成光纤头。上述光纤头中，每个子套管中优选安装有多根光纤。 上述光纤头中，所述子套管由导热材料制成，所述导热材料优选金属， 在某些功率较低、对散热要求不高的时候，子套管还可以使用陶瓷制成。本技术的有益效果在于1、 本技术的光纤头结构中将许多根光纤分组，每组光纤数量很少， 比较容易插入到子套管中，因此子套管的内径可以制作成与每组光纤排列在 一起的尺寸十分接近，这就减小了需要在空隙中填充光学胶的量， 一定程度 上减少了光学胶的热量堆积量；2、 因为每组光纤数目较少，子套管的内径可以制作成与每组光纤排列 在一起的尺寸十分接近，所以子套管中心处的光学胶距离子套管内壁的距离 就很小，有利于堆积在子套管中心处的光学胶内部的热量快速传导出去，从 而避免了因光学胶热量积累严重而导致光学胶燃烧现象的发生；3、 本技术的光纤头结构的制作过程中，可以分别对每个子套管中 的一组光纤进行研磨，减小了需要研磨的面积，避免了因研磨面积过大而带 来的研磨不够精细的现象，降低了研磨工艺的难度；另外也可以采用将所有 子套管夹持在一起，放在研磨机上统一进行研磨，减小研磨工序的时间，降 低研磨工序的难度，此时对于每个子套管的实际研磨面积仍然很小。4、 本技术的光纤头结构当出现光纤损坏的情况时，可以只修复或 替换与受损光纤对应的子套管及其内部的光纤，减小了维护成本，增大了维 护的容易性。附图说明以下，结合附图来详细说明本技术的实施例，其中 图l是现有技术中的光纤头结构的截面图； 图2是现有技术中的光纤头结构的纵向剖^L图； 图3是本技术的光纤头结构的立体图4是本技术的光纤头结构中的一个子套管及插入到其内部的光纤 的示意图5是本技术的光纤头结构中的一个子套管及插入到其内部的光纤 的纵向剖视图6是图5的A-A剖视具体实施方式图3-图6示出了本技术光纤头的一个实施例。其中，如图3所示， 该光纤头包括7个子套管2，每个子套管2中设有IO根光纤1，所有的子套管2最后安装在固定套管3内。固定套管的材料可以为金属。图4-图6 给出了一个子套管2及其内部光纤1的示意图，其中，图4为立体图，图 5为该子套管2的纵向剖视图，图6为图5的A-A剖视图。从图中可以看 到，由IO根光纤1组成的光纤束安装在该子套管2内，并且光纤之间、 光纤与子套管2内壁之间都通过光学胶4粘在一起。由于技术中的光纤头结构将大功率激光传输所需的较多根光纤分 成若干个组，每组光纤个数4交少，这就减小了将光纤1插入到子套管2的难 度，因此子套管2的内径可以与每組光纤1排列在一起组成的光纤束的实际 直径十分接近，这就减小了每组光纤1与子套管2之间的空余空间，从而减 少了需要涂覆光学胶的量。当光纤头研磨不精细而出现毛刺或者光纤1的端 面附着灰尘时，会在相应的部分产生散射光，散射光会加热耐热性不好的光 学胶，如果光学胶积累的热量足够大就会燃烧，导致光纤头被烧坏。光学胶 的量与光学胶的热积累量成正比，因此本技术的光纤头结构减少了光学 胶的数量，也就在一定程度上减少了光学胶中热量的堆积；另外本技术 将光纤1分组，每组光纤的个数较少，从而子套管2的径向尺寸也可以制作 成很小，使得位于子套管2中心处的光学胶4较容易将内部积累的热量传导 到子套管2上，如果选用导热性能较优良的材料，例如金属管等，来制作子 套管2,可以进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤头，其特征在于，包括套管、多个子套管和分别安装在所述多个子套管中的多根光纤，所述子套管安装在所述套管中，形成光纤头。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：房涛，郑光，毕勇，叶成伟，许江珂，
申请(专利权)人：北京中视中科光电技术有限公司，中国科学院光电研究院，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]