一种高功率光纤包层功率剥除及背向散射光抑制装置，包括双包层光纤、光学模块、上盖板、水冷底座、水冷管，双包层光纤以一定弯曲度穿过光学模块与水冷底座，光学模块置于水冷底座内，水冷底座上部使用良好散热性材料制成的上盖板进行封装，水冷底座下部安装有水冷管。本实用新型专利技术装置通过将光纤内包层剥离成沿光纤长度方向对称的阶梯状形式并涂以高折射率光学凝胶，使内包层泄露光和背向散射光分别沿光纤长度正向和反向都均匀泄露；让阶梯状剥除内包层光纤以一定弯曲度通过构建的三层光波导光学模块结构，内包层光和背向散射光泄露较为彻底并且泄露光能及时经光波导导出；另外利用循环水将热量及时带走，避免温度过高。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种去除剩余栗浦光、包层传输信号光及背向散射光器件装置，特别是一种高功率光纤包层功率剥除及背向散射光抑制装置。
技术介绍
高功率光纤激光器具有高电光转换效率、良好的散热性与输出光束质量、高稳定性等优点，在激光焊接、打孔、表面处理与打标等领域具有广泛应用。高功率光纤激光器通常采用基于双包层光纤的振荡级加放大方案获得。由于采用双包层光纤，则光纤的内包层将不可避免出现剩余栗浦光和由于光纤熔接效果不理想及熔接时模式不匹配导致纤芯泄露到包层形成包层传输的信号光；在放大时，一般会形成后向传输的ASE ;特别是对于高功率激光放大，光纤中非线性效应会形成后向布里源散射(SBS)光和后向受激拉曼散射光(SRS)，此外端面反射在输出端面会形成后向传输的信号光，以上这些统称为光纤中的背向散射光，若不对包层剩余光及背向散射光加以处理则将对将对激光器种子源产生不利影响，从而影响脉冲激光器可靠性与稳定性。去除包层剩余光和抑制背向散射光可以利用包层功率剥离器和在输出端面增加隔离器，但存在问题:第一，背向散射光会对隔离器和栗浦剥离器产生影响，甚至使其烧毁；第二，同时使用这两种器件增加了光路复杂性且成本较高；第三，大功率输出隔离器难以制作，体积较大，不利于小型化和集成化。
技术实现思路
本技术解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供了一种基于对称阶梯结构的高功率光纤包层功率剥除及背向散射光抑制装置，本技术装置通过将光纤内包层剥离成沿光纤长度方向对称的阶梯状形式并涂以高折射率光学凝胶，使内包层泄露光和背向散射光分别沿光纤长度正向和反向都均匀泄露；让阶梯状剥除内包层光纤以一定弯曲度通过构建的三层光波导的光学模块结构，内包层光和背向散射光泄露较为彻底并且泄露光能及时经光波导导出；另外利用循环水将热量及时带走，避免剥离器温度过高。本技术的技术解决方案是:—种高功率光纤包层功率剥除及背向散射光抑制装置，包括:双包层光纤、光学模块、上盖板、水冷底座和水冷管；光学模块包括折射率为ηκ的第一透光层、折射率为n L的第二透光层和折射率为η;的第三透光层；第二透光层夹在第一透光层和第三透光层之间，三个透光层的形状相同，第二透光层包括两个部分，该两个部分之间有一弧形通道，双包层光纤从弧形通道中穿过，且弧形通道中充满有折射率为Hci的光学凝胶，双包层光纤被光学凝胶固定在弧形通道内，第一透光层、第二透光层和第三透光层通过光学凝胶粘接为一体；水冷底座中部有凹槽，光学模块放置在其中，双包层光纤的两端分别从水冷底座的相邻的两个面穿出，上盖板盖在水冷底座上，将光学模块固定在水冷底座的凹槽中，水冷管将水冷底座的凹槽与水冷底座外部连通，令凹槽内充满水给光学模块散热。所述双包层光纤包括内包层、外包层和涂覆层；位于光学模块外部的双包层光纤并未剥除，在所述弧形通道中的双包层光纤的外包层和涂覆层均被剥除，仅保留内包层，且内包层按照由两端到中心的顺序逐步剥除，剥除的内包层厚度递增，形成由直径不等的圆柱构成的阶梯状结构，双包层光纤位于弧形通道中的部分为对称结构。折射率nD〈nL、n0<nj, n0<nK；n L<nj, nL〈nK。所述阶梯状结构为陡峭阶梯或缓变阶梯。所述的阶梯状结构中圆柱的轴向长度均小于5cm。所述的上盖板和散热底座使用铜或铝作为制作材料。本技术与现有技术相比的优点在于:(I)本技术通过采用将光纤内包层部分剥离成沿光纤长度方向对称的阶梯状形式，使前向内包层传输光和背向散射光都能沿着光纤长度较为均匀的泄露；(2)本技术通过将光纤内包层部分剥离成阶梯状形式并减小直径最小的内包层阶梯直径，可获得前向内包层传输光和背向散射光极高的剥除效率；(3)本技术通过构建三层光波导，让阶梯状剥除内包层光纤以一定弯曲度通过构建的三层光波导的光学模块结构，内包层光和背向散射光泄露较为彻底并且泄露光能及时经光波导导出，避免了泄露光过于集中导致光学凝胶被烧坏的情况。【附图说明】图1为本技术的整体装置示意图；图2为本技术的光学模块示意；图3为本技术的光学模块中间层截面图；图4为本技术的部分剥除外包层的光纤示意图。【具体实施方式】如图1所示，本技术提供了一种高功率光纤包层功率剥除及背向散射光抑制装置，包括:双包层光纤11、光学模块13、上盖板14、水冷底座15和水冷管16 ;光学模块13包括折射率为ηκ的第一透光层25、折射率为n ^的第二透光层21和折射率为η:的第三透光层23 ;第二透光层21夹在第一透光层25和第三透光层23之间，三个透光层的形状相同，第二透光层21包括两个部分，该两个部分之间有一弧形通道，双包层光纤11从弧形通道中穿过，且弧形通道中充满有折射率为η。的光学凝胶24，双包层光纤11被光学凝胶24固定在弧形通道内，第一透光层25、第二透光层21和第三透光层23通过光学凝胶24粘接为一体；其整体和俯视图如图2如图3所示。水冷底座15中部有凹槽，光学模块13放置在其中，双包层光纤11的两端分别从水冷底座15的相邻的两个面穿出，上盖板14盖在水冷底座15上，将光学模块13固定在水冷底座15的凹槽中，水冷管16将水冷底座15的凹槽与水冷底座15外部连通，令凹槽内充满水给光学模块13散热。所述双包层光纤11包括内包层、外包层和涂覆层；位于光学模块13外部的双包层光纤11并未剥除，在所述弧形通道中的双包层光纤11的外包层和涂覆层均被剥除，仅保留内包层，且内包层按照由两端到中心的顺序逐步剥除，剥除的内包层厚度递增，形成由直径不等的圆柱构成的阶梯状结构，所述阶梯状结构为陡峭阶梯或缓变阶梯。双包层光纤11位于弧形通道中的部分为对称结构。其具体实施结构图如图4所示，41、42为未剥除内包层光纤。31、32、33、34、35为部分剥除内包层光纤形成的阶梯状结构，阶梯状结构光纤31、32、33、34、35的直径n、r2、r3、r4、r5之间及与外包层直径r。的关系满足I1=T 5；r 2= r 4；Γ?2>Γ3海级阶梯长度L 1、L2、L3、L4、1^5都应小于5cm，阶梯的个数可任意增加或减少到N(N>3)。弧形通道中所充光学凝胶应大于内包层折射率的折射率。本技术通过采用将光纤内包层部分剥离成沿光纤长度方向对称的阶梯状形式，使前向内包层传输光和背向散射光都能沿着光纤长度较为均匀的泄露；通过将光纤内包层部分剥离成阶梯状形式并减小直径最小的内包层阶梯直径，可获得前向内包层传输光和背向散射光极高的剥除效率；通过构建三层光波导，让阶梯状剥除内包层光纤以一定弯曲度通过构建的三层光波导的光学模块结构，内包层光和背向散射光泄露较为彻底并且泄露光能及时经光波导导出，避免了泄露光过于集中导致光学凝胶被烧坏的情况。本技术说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。【主权项】1.一种高功率光纤包层功率剥除及背向散射光抑制装置，其特征在于包括:双包层光纤(11)、光学模块(13)、上盖板(14)、水冷底座(15)和水冷管(16)； 光学模块(13)包括折射率为ηκ的第一透光层(25)、折射率为ru的第二透光层(21)和折射率为η;的第三透光层(23);第二透光层(21)夹在第一透光层本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高功率光纤包层功率剥除及背向散射光抑制装置，其特征在于包括：双包层光纤(11)、光学模块(13)、上盖板(14)、水冷底座(15)和水冷管(16)；光学模块(13)包括折射率为nK的第一透光层(25)、折射率为nL的第二透光层(21)和折射率为nJ的第三透光层(23)；第二透光层(21)夹在第一透光层(25)和第三透光层(23)之间，三个透光层的形状相同，第二透光层(21)包括两个部分，该两个部分之间有一弧形通道，双包层光纤(11)从弧形通道中穿过，且弧形通道中充满有折射率为no的光学凝胶(24)，双包层光纤(11)被光学凝胶(24)固定在弧形通道内，第一透光层(25)、第二透光层(21)和第三透光层(23)通过光学凝胶(24)粘接为一体；水冷底座(15)中部有凹槽，光学模块(13)放置在其中，双包层光纤(11)的两端分别从水冷底座(15)的相邻的两个面穿出，上盖板(14)盖在水冷底座(15)上，将光学模块(13)固定在水冷底座(15)的凹槽中，水冷管(16)将水冷底座(15)的凹槽与水冷底座(15)外部连通，令凹槽内充满水给光学模块(13)散热。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李磐，王金东，王军龙，马建立，于淼，于文鹏，王学锋，胡宝余，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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