光纤激光器的抗回返光的石英端帽制造技术

本申请公开了光纤激光器的抗回返光的石英端帽，其特征在于，石英端帽包括用于与输出光纤轴心对准熔接的输入端和异型输出端，输出光纤和石英端帽外包覆设有金属件，异型输出端的输出区域设为平面、边缘区域设为异型非平面。本申请对石英端帽的输出端面进行处理，输出端面只保留激光的输出区域为平面，边缘区域处理成各种形状，从而改变回返光传输方向，使得回返光照射到石英端帽外的金属件表面，经多次反射后被吸收。次反射后被吸收。次反射后被吸收。

【技术实现步骤摘要】
光纤激光器的抗回返光的石英端帽


[0001]本申请涉及光纤激光器的抗回返光的石英端帽，属于激光器


技术介绍

[0002]光纤激光器采用全光纤结构，由于光纤的纤芯直径很小，激光功率密度很大，无法直接从光纤端面输出。通过将输出光纤与大直径的石英端帽进行熔接，可以使得纤芯的激光进入石英端帽后进行扩束，从而在激光传输到石英端帽输出端面的时候功率密度已经大幅减小，达到激光能够安全出射的目的。
[0003]为了保证激光的输出性能，光纤和石英端帽要进行高精度的轴心对准熔接。而直接将大直径的石英端帽和小直径的光纤放在同一视场中是很困难的，通常石英端帽都不是直圆柱的，一般石英端帽的输入端直径只是比光纤直径略大，然后过渡到更大直径的输出端。
[0004]光纤激光器在工业领域最大的应用是切割和焊接，在这些应用中激光作用到板材都不可避免的会产生回返，这部分光称为回返光，回返光如果按照相反路径通过石英端帽进入光纤，这将会对激光器造成很大的安全隐患。当前石英端帽输出端的直径往往会比激光在此处的光斑直径大，使得回返光能够从光板区域外进入石英端帽，此时回返光可以分为四部分：一是进入光纤纤芯，这不会产生什么危险，不用做处理；二是进入光纤包层，这部分回返光对激光器的危害最大，常规是对光纤包层表面做毛化处理让这部分回返光滤除出来，但是这里的滤除能力是有限的，若这部分回返光能量很强是不能完全滤除干净的，这就对激光器的安全使用造成了隐患；三是进入放置光纤的空间区域，这部分回返光最终也会在金属件表面多次反射后被吸收；四是到达底部时照射在与石英端帽的金属件表面经过多次反射被吸收。
[0005]目前常规石英端帽都是折射率与光纤纤芯相同、输出端的端面为平面的。在申请号为202210233759.9的专利申请中，提出了石英端帽分层折射率不同的结构来提高抗回返光的能力。但分层结构的设计过于复杂，加工成本较高。

技术实现思路

[0006]本申请的目的是提供一种结构简单、实施方便的石英端帽结构，以便高效解决回返光问题。
[0007]为了达到上述目的，本申请的技术方案是提供了光纤激光器的抗回返光的石英端帽，其特征在于，石英端帽包括用于与输出光纤轴心对准熔接的输入端和异型输出端，输出光纤和石英端帽外包覆设有金属件，异型输出端的输出区域设为平面、边缘区域设为异型非平面。
[0008]可选的，所述边缘区域的结构形式设为：自石英端帽中心轴线向外，边缘区域设为向远离输出区域的方向倾斜的倾斜形状。
[0009]可选的，所述边缘区域的结构形式设为：自石英端帽中心轴线向外，边缘区域设为
向远离输出区域的方向凹陷的台阶形状。
[0010]可选的，所述边缘区域的结构形式设为：自石英端帽中心轴线向外，边缘区域设为向远离输出区域的方向倾斜的外凸弧型。
[0011]可选的，所述边缘区域的结构形式设为：自石英端帽中心轴线向外，边缘区域设为向远离输出区域的方向倾斜的内凹弧型。
[0012]本申请优点在于，本申请对石英端帽的输出端面进行处理，输出端面只保留激光的输出区域为平面，边缘区域处理成各种形状，从而改变回返光传输方向。如此原先进入光纤纤芯的回返光不受影响，而其他部分的回返光照射到石英端帽外的金属件表面，经多次反射后被吸收，同时能够使回返光照射到金属件表面更为均匀、分散，避免集中照射某个区域造成热聚集。
附图说明
[0013]图1
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1和图1
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2为现有常规石英端帽示意图，其中图1
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1为常规石英端帽示意图一，图1
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2为常规石英端帽示意图二；
[0014]图2为激光自石英端帽输入、输出示意图；
[0015]图3为回返光从边缘区域进入石英端帽示意图；
[0016]图4
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1至图4
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4为本实施例提供的抗回返光的石英端帽结构示意图，其中图4
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1为异型输出端示意图一，图4
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2为异型输出端示意图二，图4
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3为异型输出端示意图三，图4
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4为异型输出端示意图四。
具体实施方式
[0017]为使本申请更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0018]实施例
[0019]本实施例提供的是光纤激光器的抗回返光的石英端帽，常规石英端帽如图1
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1和图1
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2所示，输入端a直径略大于输出光纤的直径，参见图2，输入端i与输出光纤轴心对准熔接，石英端帽的输出端o相对于输入端i进行扩径，光纤纤芯内的激光自输入端i进入石英端帽后从输出端o输出，通常情况下，激光从输出端o的输出区域输出，输出区域位于输出端中心，参见图3，激光作用于板材后，回返光会从输出端o不止于输出区域，包括边缘区域进入石英端帽。
[0020]基于以上原理，本实施例提供的抗回返光的石英端帽包括用于与输出光纤轴心对准熔接的输入端1和异型输出端2，输出光纤和石英端帽外包覆设有金属件3，异型输出端2参见图4
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1至图4
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4，异型输出端2的输出区域21设置为平面，异型输出端2的边缘区域22设置为异型非平面，回返光自异型非平面的边缘区域22入射进入石英端帽，由于入射面为异型非平面，使得到达边缘区域22的回返光的折射角度发生偏转，回返光在到达输入端1、进入光纤包层、进入放置光纤的空间区域、照射在位于石英端帽输入端1处的金属件表面之前，会分散照射到位于石英端帽侧壁外的金属件3表面，并经多次反射后被吸收，大大减少了回返光进入光纤包层、进入放置光纤的空间区域。
[0021]具体的，参见图4
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1至图4
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4，边缘区域22的具体结构形式可设置为：
[0022]a、自石英端帽中心轴线向外，边缘区域22设置为向远离输出区域21的方向倾斜的
倾斜形状；
[0023]b、自石英端帽中心轴线向外，边缘区域22设置为向远离输出区域21的方向凹陷的台阶形状；
[0024]c、自石英端帽中心轴线向外，边缘区域22设置为向远离输出区域21的方向倾斜的外凸弧型；
[0025]d、自石英端帽中心轴线向外，边缘区域22设置为向远离输出区域21的方向倾斜的内凹弧型；
[0026]其中，结构形式c和d基于边缘区域22独特的弧形，使得回返光自边缘区域22入射后分散，能够分散照射到金属件表面，金属件吸热更为均匀，避免集中照射某个区域造成热聚集。
[0027]实验表明，本实施例提供的抗回返光的石英端帽提高了抗回返光能力，大大减少回返光进入光纤包层、进入放置光纤的空间区域可能带来的安全隐患，使得进入光纤包层的回返光强度降低至包层表面毛化区的滤除能力范围内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光纤激光器的抗回返光的石英端帽，其特征在于，石英端帽包括用于与输出光纤轴心对准熔接的输入端(1)和异型输出端(2)，输出光纤和石英端帽外包覆设有金属件(3)，异型输出端(2)的输出区域(21)设为平面、边缘区域(22)设为异型非平面。2.如权利要求1所述的光纤激光器的抗回返光的石英端帽，其特征在于，所述边缘区域(22)的结构形式设为：自石英端帽中心轴线向外，边缘区域(22)设为向远离输出区域(21)的方向倾斜的倾斜形状。3.如权利要求1所述的光纤激光器的抗回返光的石英端帽，其特征在于，所述边缘区域...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦锦，李文涛，刘广柏，严超，李骁军，
申请(专利权)人：上海飞博激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：