【技术实现步骤摘要】
本技术涉及光学器件封装，具体涉及一种用于(高功率)ppln(脊型)波导器件的光纤散热结构及由此实现的(高功率)ppln(脊型)波导器件。
技术介绍
1、可见波段激光器是近年来激光领域的一个研究热点，在光存储、生物医学检测、水下成像、光通信及先进制造业等领域有着广泛的应用。非线性频率转换是获得可见波段激光的常用手段，它利用非线性材料产生二阶非线性效应来获取新的频率。铌酸锂因具有较高的二阶非线性系数与光损伤阈值，使其成为最受欢迎的非线性材料。
2、目前采用ppln波导双端光纤耦合的方案是频率转换的核心技术之一，其相比于晶体空间光耦合方案存在的器件较多、系统笨重以及整体转换效率不高等问题，采用了双端光纤与脊型波导直接耦合的方法，其中波导对光的束缚作用强，转换效率高，同时损伤阈值高，具备耦合效率高、集成度高、操作简便、低成本的优点，因此采用光纤耦合的ppln波导频率转换技术具有更好的发展前景。
3、随着工业加工应用的不断发展，激光器的输出功率越来越高，要求的频率转换功率也随之变高，作用于波导器件上的热效应也更加严重，这里面的核心技术之一就是处理光纤与波导耦合过程中因耦合损耗所产生的热量，在保证整体效率不变，结构稳定的前提下，对整个封装器件进行合理的散热，其关系到整个系统的稳定性，良好的散热是保证系统可以长期稳定可靠工作的关键。
4、在现有技术中，常见的光纤散热方案有采用金属热沉结构进行散热，即：将光纤放置于略大于光纤外径的金属槽内，再填充上导热硅脂；或者将光纤固定在金属基板上，通过风冷或水冷的方式进行
5、在上述已有散热方案中，采用风冷的方式(即采用自由空间对流)实现对光纤的降温是远远不够的，因为空气的热传导导热系数为0.026w/m·k，光纤只能间接散热，效果较差，同时风冷也不符合集成小型化的指标要求；对于光纤的散热来说，热传导要比自由空间对流更加有效，将光纤放置在金属槽内，以及在光纤外部设置金属外壳，均属于热传导，效果要比自由空间对流更好，但是此类方案需要将光纤完全固定在凹槽内，这样会在进行高低温循环实验过程中因热胀冷缩产生应力拉拽导致光纤耦合点产生偏移，从而出现效率下降或光纤微细管脱落；通过在金属凹槽内填充导热硅脂的方案可以给予光纤一定的应力缓冲，但是常见的导热硅脂一般导热系数在2w/m·k以下，导热效果不佳，并且在光纤表面涂抹硅脂会出现硅脂流到耦合点处导致波导端面被打坏，或者硅脂涂抹不均匀、硅脂覆盖裸纤，会出现热量全部集中到某一点，继而导致光纤散热受阻，光纤温度升高超出光纤涂覆层耐受温度，从而出现光纤熔断现象。
技术实现思路
1、针对上述现有技术中存在的耦合点易位移、热量集中引起波导效率降低等问题，本技术提出了一种尤其适用于(高功率)ppln(脊型)波导器件的光纤散热结构及其由此实现的ppln波导器件。在本技术的光纤散热结构中，通过针对地设置散热单元以为关键热点提供散热，以及选择特定的固定位置来使裸纤保持弯曲状态，固定其受力作用方向，可以保证散热块(铜块)热胀冷缩产生的应力不会对光纤微细管拉拽，同时，散热块与散热贴配合作用的结构可以同时保证对光纤微细管的散热和应力消除，不再对耦合点产生应力，防止光纤微细管出现位移的情况，散热面积也大大增加，同时也降低了成本，提高了波导器件的可靠性和成品率。另外，本技术的光纤散热结构总体上制作简单、成本低，可适用于包括ppln脊型波导器件在内的各种高功率ppln波导器件。
2、具体而言，本技术的第一方面涉及一种用于ppln波导器件的光纤散热结构，其中，在ppln波导器件中，裸纤的一端通过光纤微细管与ppln波导耦合，另一端套设有松套管；
3、所述光纤散热结构包括第一散热单元和第二散热单元；
4、所述第一散热单元包括第一散热块，其被设置用于以热接触的方式固定松套管的至少一部分及其相邻裸纤的至少一部分；
5、所述第二散热单元包括第二散热块，其被设置用于与光纤微细管形成热接触；
6、其中，所述第一散热单元被设置成使位于其和光纤微细管之间的裸纤处于弯曲状态。
7、优选地，所述第一散热块和第二散热块为铜质。
8、进一步地，所述第一散热单元还包括紫外胶层，其被设置用于将松套管和裸纤固定贴合在第一散热块上。
9、更进一步地，所述紫外胶层上还形成有环氧胶层。
10、进一步地，所述第二散热单元包括两个第二散热块，所述两个第二散热块分别设置于光纤微细管两侧以与其形成热接触。
11、更进一步地，所述第二散热块上还贴合有导热贴，其被设置成紧贴于光纤微细管。其中，所述导热贴具有高导热系数。
12、优选地，所述第一散热块和第二散热块与温控单元形成热连接。
13、本技术的第二方面涉及一种ppln波导器件，其包括ppln波导、入射光纤、出射光纤、温控单元及上述光纤散热结构；
14、所述入射光纤和出射光纤的裸纤的一端通过光纤微细管与ppln波导耦合，另一端套设有松套管；
15、所述温控单元被设置用于ppln波导的温度控制。
16、优选地，所述温控单元还被设置用于光纤散热结构的温度控制；以及/或者，所述温控单元包括基板、导热块和tec，所述ppln波导以热接触的形式设置于导热块上，所述导热块以热接触的形式设置于tec上，且所述光纤散热结构和tec设置在基板上。
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1.一种用于PPLN波导器件的光纤散热结构，其中，在PPLN波导器件中，裸纤的一端通过光纤微细管与PPLN波导耦合，另一端套设有松套管；
2.如权利要求1所述的光纤散热结构，其中，所述第一散热块和第二散热块为铜质。
3.如权利要求1所述的光纤散热结构，其中，所述第一散热单元还包括紫外胶层，其被设置用于将松套管和裸纤固定贴合在第一散热块上。
4.如权利要求3所述的光纤散热结构，其中，所述紫外胶层上还形成有环氧胶层。
5.如权利要求1所述的光纤散热结构，其中，所述第二散热单元包括两个第二散热块，所述两个第二散热块分别设置于光纤微细管两侧以与其形成热接触。
6.如权利要求5所述的光纤散热结构，其中，所述第二散热块上还贴合有导热贴，其被设置成紧贴于光纤微细管。
7.如权利要求6所述的光纤散热结构，其中，所述导热贴具有高导热系数。
8.如权利要求1-7中任一项所述的光纤散热结构，其中，所述第一散热块和第二散热块与温控单元形成热连接。
9.一种PPLN波导器件，其包括PPLN波导、入射光纤、出射光
10.如权利要求9所述的PPLN波导器件，其中，所述温控单元还被设置用于光纤散热结构的温度控制；以及/或者，
...【技术特征摘要】
1.一种用于ppln波导器件的光纤散热结构，其中，在ppln波导器件中，裸纤的一端通过光纤微细管与ppln波导耦合，另一端套设有松套管；
2.如权利要求1所述的光纤散热结构，其中，所述第一散热块和第二散热块为铜质。
3.如权利要求1所述的光纤散热结构，其中，所述第一散热单元还包括紫外胶层，其被设置用于将松套管和裸纤固定贴合在第一散热块上。
4.如权利要求3所述的光纤散热结构，其中，所述紫外胶层上还形成有环氧胶层。
5.如权利要求1所述的光纤散热结构，其中，所述第二散热单元包括两个第二散热块，所述两个第二散热块分别设置于光纤微细管两侧以...
【专利技术属性】
技术研发人员：张永康，马文博，杨继乾，高洋，姚权，郑名扬，谢秀平，
申请(专利权)人：济南量子技术研究院，
类型：新型
国别省市：
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