一种用于高功率光纤激光器的光纤剥模器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种光纤剥模器，尤其涉及一种用于高功率光纤激光器的光纤剥模器。本实用新型专利技术的目的是解决现有高功率光纤激光器的光纤剥模器存在容易导致剥模器发热，严重情况下出现剥模器烧毁，甚至导致整个光学模块烧毁,以及温度阶梯较大，制冷效果差，容易导致光纤剥模器发热烧毁的技术问题，提供一种用于高功率光纤激光器的光纤剥模器。该剥模器的光纤中段为已剥除涂覆层的裸光纤段；所述裸光纤段上沿轴向等间隔开设有多个环形凹槽，光纤位于石英片下方，所述裸光纤段悬空于水冷基座的容纳空间中，且环形凹槽朝向水冷基座的内底面，最短环形凹槽靠近所述进水通道，靠近最短环形凹槽一侧的光纤端部作为入光端。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高功率光纤激光器的光纤剥模器
本技术涉及一种光纤剥模器，尤其涉及一种用于高功率光纤激光器的光纤剥模器。
技术介绍
千瓦功率光纤激光器在其谐振腔内产生激光时，会掺杂尚未被完全吸收的泵浦光以及高阶模式激光。泵浦光和高阶模式激光在光纤内部传输时，一般是在光纤包层内传输，这样会对光纤器件带来较大的压力，容易导致光学器件发热，甚至烧毁。因此，一般在制作高功率光纤激光器时，需要将光纤激光器内部的泵浦光和高阶模式激光剥离出来，这样既可以减少对光学器件的影响，同时也可以避免输出光束质量较差，影响后期的激光加工效果。工业上一般使用光纤剥模器剥除泵浦光和高阶模式激光，目前用于千瓦级光纤激光器的光纤剥模器剥光能力一般在数百瓦级，一旦待剥除激光功率较大，容易导致剥模器发热，严重情况下出现剥模器烧毁，甚至导致整个光学模块烧毁。此外，现有的剥模器在使用时，入光端一般压力较大，剥除光束能量较高，随着剥模器入光端压力不断增大，光束从剥模器出光端不断溢出，使得入光端温度高、出光端温度低，温度阶梯较大，水冷不能充分发挥散热作用，制冷效果差，容易导致光纤剥模器发热烧毁。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有高功率光纤激光器的光纤剥模器存在容易导致剥模器发热，严重情况下出现剥模器烧毁，甚至导致整个光学模块烧毁,以及温度阶梯较大，制冷效果差，容易导致光纤剥模器发热烧毁的技术问题，提供一种用于高功率光纤激光器的光纤剥模器。为解决上述技术问题，本技术提供的技术解决方案如下：一种用于高功率光纤激光器的光纤剥模器，其特殊之处在于：包括水冷基座、散热盖板、石英片和光纤；所述水冷基座为无盖容纳框体结构；所述水冷基座顶端内、外侧分别开设有石英片卡口和散热盖板安装卡口；所述水冷基座的两个相对的侧面上分别开设有进水通道和出水通道；所述进水通道和出水通道上方均开设有与水冷基座顶端连通的光纤卡槽，两侧光纤卡槽共线且等高；所述散热盖板顶部带有多个散热片，底面开设有与水冷基座的散热盖板安装卡口紧配合的中空槽；所述石英片设置于水冷基座的石英片卡口内，并通过密封胶密封固定；所述光纤的中段为已剥除涂覆层的裸光纤段；所述裸光纤段上沿轴向等间隔开设有多个环形凹槽，多个环形凹槽沿激光传输方向长度逐渐加长、深度逐渐加深、截面弧度逐渐加大；所述光纤两端带有涂覆层的部分分别设置于水冷基座两侧的光纤卡槽内，并通过密封胶密封固定，光纤位于石英片下方，所述裸光纤段悬空于水冷基座的容纳空间中，且环形凹槽朝向水冷基座的内底面，最短环形凹槽靠近所述进水通道，靠近最短环形凹槽一侧的光纤端部作为入光端。进一步地，为了方便光纤剥模器与其他平台器件连接，所述水冷基座侧壁上开设有贯通上、下端面的第一固定螺纹孔，所述散热盖板上开设有贯通上、下端面的第二固定螺纹孔，第二固定螺纹孔与所述第一固定螺纹孔的位置相对应。进一步地，为了使裸光纤段完全处于水冷基座内部容纳空间中，实现充分剥光、散热，所述裸光纤段的长度为8cm-15cm，所述水冷基座内部容纳空间的长度为17cm。进一步地，为了达到更好的泵浦光和高阶模式激光剥光效果，所述环形凹槽有6个，6个环形凹槽的长度依次为0.5cm、0.8cm、1.1cm、1.4cm、1.7cm、2.0cm，深度依次为20um、30um、40um、50um、60um、70um，截面弧度依次为15°、20°、25°、30°、35°、40°。进一步地，为了方便冷却水循环，所述进水通道和出水通道上均设有水嘴。进一步地，为了达到更好的散热效果，多个所述散热片均匀排布于散热盖板顶部。进一步地，为了方便光纤剥模器与其他平台器件连接，所述第一固定螺纹孔和第二固定螺纹孔均有4个，第一固定螺纹孔位于水冷基座的四个角上。进一步地，为了达到更好的密封固定效果，所述密封胶为紫外胶。本技术相比现有技术具有的有益效果：1、本技术提供的用于高功率光纤激光器的光纤剥模器，在光纤的裸光纤段上开设了多个环形凹槽作为散热槽，且自入光端至出光端，环形凹槽的尺寸逐渐增大，相应的剥除光的能力也由小到大，缓解了入光端的压力，使得整个光纤剥除器前、后端温度均衡，进而更加高效、充分地利用了制冷水的循环散热作用，解决了现有光纤剥除器入光端剥除激光过多，承受压力过大，温度过高以及整个器件温度差异过大的问题。将这种光纤剥模器应用于数千万功率的光纤激光器中，可剥除数百瓦泵浦光和高阶模式激光，同时可保证光纤剥模器散热均匀，实现了整个光纤剥模器的温度差异最小化。2、本技术提供的用于高功率光纤激光器的光纤剥模器，将水冷基座的容纳空间用于剥除光散热，散热空间较大、散热面积较大，进而使得光纤剥模器的安全性能得以提高。利用水冷通道实现循环水制冷，有效解决剥除后的泵浦光和高阶模式激光导致的热能量聚集，水冷通道为单直通道设计，结构简单，避免因水垢堵塞出现器件发热、甚至损坏的情况。3、本技术提供的用于高功率光纤激光器的光纤剥模器，上部散热盖板采用散热片结构形式，结构简单，易于实现，且大大增加了散热面积，提高了散热效率。4、本技术提供的用于高功率光纤激光器的光纤剥模器，在散热盖板和水冷基座上开设了螺纹孔，方便光纤剥模器与其他平台器件的连接。5、本技术提供的用于高功率光纤激光器的光纤剥模器，采用密封胶将石英片密封固定设置于水冷基座的石英片卡口内，采用密封胶将光纤两端带有涂覆层的部分分别密封固定设置于水冷基座两侧的光纤卡槽内，散热盖板通过卡口与水冷基座紧配合，密封效果好，避免因外部粉尘、水汽等杂质污染，导致器件发热甚至损坏的问题。附图说明图1为本技术用于高功率光纤激光器的光纤剥模器的爆炸图；图2为本技术用于高功率光纤激光器的光纤剥模器的水冷基座结构示意图；图3为本技术用于高功率光纤激光器的光纤剥模器的散热盖板结构示意图；图4为本技术用于高功率光纤激光器的光纤剥模器的水冷基座、散热盖板和石英片装配后的结构示意图；图5为本技术用于高功率光纤激光器的光纤剥模器的光纤结构示意图；图6为本技术用于高功率光纤激光器的光纤剥模器的裸光纤段结构示意图；附图标记说明：1-水冷基座、11-石英片卡口、12-散热盖板安装卡口、13-进水通道、14-出水通道、15-光纤卡槽、16-第一固定螺纹孔；2-散热盖板、21-散热片、22-中空槽、23-第二固定螺纹孔；3-石英片；4-光纤、41-裸光纤段、42-环形凹槽、43-入光端。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步地说明。一种用于高功率光纤激光器的光纤剥模器，如图1至图6所示，包括水冷基座1、散热盖板2、石英片3和光纤4；所述水冷基座1为无盖容纳框体结构；所述水冷基座1顶端内、外侧分别开设有石英片卡口11和散热盖板安装卡口12；所述水冷基座1的两个相对的侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高功率光纤激光器的光纤剥模器，其特征在于：包括水冷基座(1)、散热盖板(2)、石英片(3)和光纤(4)；/n所述水冷基座(1)为无盖容纳框体结构；/n所述水冷基座(1)顶端内、外侧分别开设有石英片卡口(11)和散热盖板安装卡口(12)；/n所述水冷基座(1)的两个相对的侧面上分别开设有进水通道(13)和出水通道(14)；/n所述进水通道(13)和出水通道(14)上方均开设有与水冷基座(1)顶端连通的光纤卡槽(15)，两侧光纤卡槽(15)共线且等高；/n所述散热盖板(2)顶部带有多个散热片(21)，底面开设有与水冷基座(1)的散热盖板安装卡口(12)紧配合的中空槽(22)；/n所述石英片(3)设置于水冷基座(1)的石英片卡口(11)内，并通过密封胶密封固定；/n所述光纤(4)的中段为已剥除涂覆层的裸光纤段(41)；/n所述裸光纤段(41)上沿轴向等间隔开设有多个环形凹槽(42)，多个环形凹槽(42)沿激光传输方向长度逐渐加长、深度逐渐加深、截面弧度逐渐加大；/n所述光纤(4)两端带有涂覆层的部分分别设置于水冷基座(1)两侧的光纤卡槽(15)内，并通过密封胶密封固定，光纤(4)位于石英片(3)下方，所述裸光纤段(41)悬空于水冷基座(1)的容纳空间中，且环形凹槽(42)朝向水冷基座(1)的内底面，最短环形凹槽(42)靠近所述进水通道(13)，靠近最短环形凹槽(42)一侧的光纤(4)端部作为入光端(43)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于高功率光纤激光器的光纤剥模器，其特征在于：包括水冷基座(1)、散热盖板(2)、石英片(3)和光纤(4)；
所述水冷基座(1)为无盖容纳框体结构；
所述水冷基座(1)顶端内、外侧分别开设有石英片卡口(11)和散热盖板安装卡口(12)；
所述水冷基座(1)的两个相对的侧面上分别开设有进水通道(13)和出水通道(14)；
所述进水通道(13)和出水通道(14)上方均开设有与水冷基座(1)顶端连通的光纤卡槽(15)，两侧光纤卡槽(15)共线且等高；
所述散热盖板(2)顶部带有多个散热片(21)，底面开设有与水冷基座(1)的散热盖板安装卡口(12)紧配合的中空槽(22)；
所述石英片(3)设置于水冷基座(1)的石英片卡口(11)内，并通过密封胶密封固定；
所述光纤(4)的中段为已剥除涂覆层的裸光纤段(41)；
所述裸光纤段(41)上沿轴向等间隔开设有多个环形凹槽(42)，多个环形凹槽(42)沿激光传输方向长度逐渐加长、深度逐渐加深、截面弧度逐渐加大；
所述光纤(4)两端带有涂覆层的部分分别设置于水冷基座(1)两侧的光纤卡槽(15)内，并通过密封胶密封固定，光纤(4)位于石英片(3)下方，所述裸光纤段(41)悬空于水冷基座(1)的容纳空间中，且环形凹槽(42)朝向水冷基座(1)的内底面，最短环形凹槽(42)靠近所述进水通道(13)，靠近最短环形凹槽(42)一侧的光纤(4)端部作为入光端(43)。


2.根据权利要求1或所述的用于高功率光纤激光器的光纤剥模器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩媛，马宝田，邵红敏，杨凯，
申请(专利权)人：苏州中科中美激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32