【技术实现步骤摘要】
本公开涉及合束器，具体涉及一种光纤合束器及其制备方法。
技术介绍
1、光纤合束器是在熔融拉锥光纤束的基础上制备的光纤器件，是将一束光纤剥去涂覆层，然后以一定方式排列在一起，在高温中加热使之熔化，同时向相反方向拉伸光纤束，光纤加热区域熔融成为熔锥光纤束。目前已在高功率光纤激光器、放大器以及光交换网络等领域广泛应用。
2、针对热真空环境下的光纤合束器，在热真空环境下由于没有空气，光纤尤其是悬空的锥区得不到有效的散热，光纤局部热积累导致器件烧毁。
3、为了解决上述技术问题，现有技术方案是通过在光纤合束器的锥区等容易发热的区域匹配导热介质，通常为低折射率的氟化镁，如中国专利技术专利申请(申请号：201910139741.0)公开的一种适用于热真空环境下的高功率光纤合束器，光纤的热量经过导热介质通过金属微球传递到热沉层，再通过盒体将热传导至散热板或者水冷板上。
4、现有的技术方案只适合功率比较小的光纤合束器(w量级)，对于几十瓦甚至几百瓦功率的光纤合束器，裸光纤区域尤其是耦合锥区的区域，不单存在单光纤发热问题，还会伴随部分光泄露，虽然采用现有技术方案的金属微球会吸收泄露出来的光，但会导致金属微球发热较光纤发热更甚，起不到导热的效果。另外，金属微球填充会导致不均匀、容易产生空腔，并且抗机械振动冲击能力差，在航天发射阶段有容易失效等问题。
技术实现思路
1、本公开旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
2、为此，本公开实施例提供的一种适
3、为了实现上述专利技术目的，本公开采用的技术方案如下：
4、本公开第一方面提供的一种光纤合束器，包括输入光纤、输出光纤和封装组件，所述输入光纤和输出光纤通过熔融拉锥的方式进行连接，在所述输入光纤和所述输出光纤的连接区域处设置所述封装组件；
5、所述封装组件包括封装外壳和固定于所述封装外壳内且内部填充有气体的透光管，所述输入光纤和所述输出光纤分别通过固定胶与固定于所述透光管内的基板进行粘接，并将所述输入光纤和所述输出光纤的端部分别通过一气密封装结构与所述透光管的两端形成密封连接；
6、将所述输入光纤和所述输出光纤的连接区域沿由所述输入光纤至所述输出光纤方向依次划分为拉锥融合区a、防振区b和滤除区c，位于所述拉锥融合区a内的光纤由纤芯和包裹其外的包层组成，位于所述防振区b内的光纤由至内向外依次设置的纤芯、包层和涂覆层组成，且位于所述防振区b内的光纤通过防振结构与所述基板连接，位于所述滤除区c内的光纤由纤芯和经过毛化处理的包层组成。
7、在一些实施例中，所述透光管填充的气体为空气或者纯氮气。
8、在一些实施例中，所述气密封装结构包括套设在所述输入光纤或所述输出光纤上与所述透光管端部的连接处的管段，以及填充于所述管段、所述输入光纤或所述输出光纤和所述透光管端部之间的密封胶。
9、在一些实施例中，所述管段采用硼硅玻璃、钠钙玻璃或铝硅玻璃制成，所述透光管采用硼硅玻璃、钠钙玻璃或铝硅玻璃制成。
10、在一些实施例中，所述密封胶选用环氧树脂胶。
11、在一些实施例中，所述管段的内壁与所述输入光纤或所述输出光纤的外壁之间留有间隙。
12、在一些实施例中，所述防振结构为施加于所述防振区b内光纤涂覆层外表面的防振胶，所述防振胶的折射率与光纤涂覆层的折射率相当。
13、在一些实施例中，所述透光管为圆形玻璃管，所述透光管与所述封装外壳的接触处采用导热胶水固定。
14、在一些实施例中，所述基板的截面形状与所述透光管的截面形状相匹配，两者之间通过光固胶粘接。
15、本公开第二方面提供的一种根据本公开第一方面任一实施例所述光纤合束器的制备方法，包括：
16、去除拉锥融合区a和滤除区c内光纤的涂覆层，对输入光纤进行熔融拉锥，并控制拉锥融合区a内最终成型的光纤直径，对滤膜区c内光纤的包层进行白化处理，将拉锥好的输入光纤和输出光纤进行熔接，形成完整的拉锥融合区a；
17、将熔接好的光纤拉直后放置到基板上，两端分别点涂固定胶并使固定胶固化；对防振区b的光纤设置防振结构并与基板连接；
18、将基板穿入透光管，在基板与透光管的贴合面处点涂固定胶并使固定胶固化；
19、在输入光纤、输出光纤与透光管端部的连接处分别设置气密封装结构，形成密封连接，得到所述光纤合束器的主体结构；
20、在封装外壳内与透光管的连接处点涂导热胶，将光纤合束器的主体结构装入到封装外壳上，使透光管与封装外壳的连接处紧密贴合，最终得到所述光纤合束器。
21、本公开实施例提供的光纤合束器具有以下特点及有益效果：
22、1、通过采用氦气渗透率小的硼硅玻璃、钠钙玻璃或铝硅玻璃等材质制作成能保证高真空度的玻璃管，不会产生吸光发热变形等问题，且玻璃管方便封装，可以看到管内的情况，实现对脏污管控、胶水胶量管控的可视化；进出端光纤采用低应力的环氧树脂胶进行密封，将合束器制作成气密封装，保留锥区内的空气散热方式。
23、2、光纤合束器的锥区无胶，并且保持悬空，锥区输出端可以通过氢氟酸等方式对包层进行白化滤膜，将多余的包层光滤除，由于光纤是悬空的，主动滤除的光可以直接散射到封装的玻璃管和盒体上，不会对光纤造成影响。
24、3、为提高光纤合束器的抗振抗冲击，在锥区和滤除区之间保留一段涂覆层，在涂覆层上点低折射率的防振胶，可以有效降低悬空光纤在振动冲击过程中受到的力。
25、4、封装外壳采用紫铜或者铝发黑处理，封装外壳的两端开设有跟透光管管径相匹配的孔洞，孔洞内内使用导热材料将透光管的热量导出到封装外壳上。
26、综上所述，本公开实施例提供的光纤合束器及其制备方法解决了热真空环境下高功率光纤合束器局部热积累导致器件烧毁的问题和航天器发射过程中的振动冲击导致光纤断的问题，通过创新性的气密封装结构，保留了腔内的空气散热，避免真空环境下的光纤热积累烧坏，相比同类产品能够承受更高的功率，并且通过防振结构，可以具有更有效的抗振动冲击效果。本公开实施例提供的光纤合束器可以在热真空环境下，应用到空间光通信、空间探测、航空航天等领域。
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1.一种光纤合束器，其特征在于，包括输入光纤、输出光纤和封装组件，所述输入光纤和输出光纤通过熔融拉锥的方式进行连接，在所述输入光纤和所述输出光纤的连接区域处设置所述封装组件；
2.根据权利要求1所述的光纤合束器，其特征在于，所述透光管填充的气体为空气或者纯氮气。
3.根据权利要求1所述的光纤合束器，其特征在于，所述气密封装结构包括套设在所述输入光纤或所述输出光纤上与所述透光管端部的连接处的管段，以及填充于所述管段、所述输入光纤或所述输出光纤和所述透光管端部之间的密封胶。
4.根据权利要求3所述的光纤合束器，其特征在于，所述管段采用硼硅玻璃、钠钙玻璃或铝硅玻璃制成，所述透光管采用硼硅玻璃、钠钙玻璃或铝硅玻璃制成。
5.根据权利要求3所述的光纤合束器，其特征在于，所述密封胶选用环氧树脂胶。
6.根据权利要求3所述的光纤合束器，其特征在于，所述管段的内壁与所述输入光纤或所述输出光纤的外壁之间留有间隙。
7.根据权利要求1所述的光纤合束器，其特征在于，所述防振结构为施加于所述防振区B内光纤涂覆层外表面的防振胶，所述防
8.根据权利要求1所述的光纤合束器，其特征在于，所述透光管为圆形玻璃管，所述透光管与所述封装外壳的接触处采用导热胶水固定。
9.根据权利要求1所述的光纤合束器，其特征在于，所述基板的截面形状与所述透光管的截面形状相匹配，两者之间通过光固胶粘接。
10.一种根据权利要求1～9中任一项所述光纤合束器的制备方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种光纤合束器，其特征在于，包括输入光纤、输出光纤和封装组件，所述输入光纤和输出光纤通过熔融拉锥的方式进行连接，在所述输入光纤和所述输出光纤的连接区域处设置所述封装组件；
2.根据权利要求1所述的光纤合束器，其特征在于，所述透光管填充的气体为空气或者纯氮气。
3.根据权利要求1所述的光纤合束器，其特征在于，所述气密封装结构包括套设在所述输入光纤或所述输出光纤上与所述透光管端部的连接处的管段，以及填充于所述管段、所述输入光纤或所述输出光纤和所述透光管端部之间的密封胶。
4.根据权利要求3所述的光纤合束器，其特征在于，所述管段采用硼硅玻璃、钠钙玻璃或铝硅玻璃制成，所述透光管采用硼硅玻璃、钠钙玻璃或铝硅玻璃制成。
5.根据权利要求3所述的光纤合...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁文富，孙先胜，袁嘉俊，刘家兴，余毅，肖新亮，陈学勋，
申请(专利权)人：珠海光库科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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