一种利用散热材料的光纤包层光滤除方法技术

本发明专利技术公开了一种利用散热材料的光纤包层光滤除方法，其特征在于：首先将待滤除包层光的光纤剥除一段至裸露出内包层；然后在所述内包层外包裹一层折射率不小于所述内包层的滤光材料；再在所述滤光材料外包裹一层散热材料，将包裹后的内包层置于金属封装块的凹槽中，两端固定于凹槽的两端；最后用导热材料填充所述凹槽中的空隙，并在所述金属封装块上固定金属盖板进行封装。本发明专利技术提供的利用散热材料的光纤包层光滤除方法，可将光纤中残留的包层光导出，不会产生激光信号自激发或者在光纤上产生热量聚集，且不会降低光纤纤芯的信号激光功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光纤包层光的滤除方法，尤其涉及。
技术介绍
随着高功率光纤激光器的发展，光纤激光器的输出功率不断提升。光纤包层光滤除方法是研制高功率光纤激光器所需的重要技术，该方法可以提高光纤激光器输出激光的光束质量、激光亮度和性能可靠性。目前光纤包层光剥除的主要方法是通过在双包层光纤的内包层外设置一个折射率匹配层、或使用其他物理、化学手段将内包层表面粗糙化，破坏栗浦光和包层激光在双包层光纤的内包层内的全反射条件，从而将这些光导出内包层，然后将这段光纤通过热沉散热或密封在金属外壳中通水冷却。但上述方法的主要缺陷在于:1、由于目前大多数产品使用的是胶质折射率匹配层，其对于需要滤除的光波长有一定的吸收，造成匹配层出现发热烧毁的现象。2、由于折射率匹配层与不透光的散热装置接触，导出的包层光迅速转化为热量，会造成光纤局部温度升高。随着需要剥除的包层光功率增加，散热装置不能有效降低光纤温度，将导致光纤脆断、涂覆层燃烧等问题的出现。3、将光纤的表面粗糙化后，不仅光纤的机械强度降低，而且由于光纤的内包层长期暴露在外部环境中，会降低光纤的可靠性和使用寿命。因此，为了解决上述方法中的主要缺陷，有必要提供一种新的光纤包层光滤除方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供，将包层光导出被散热材料吸收并转化成热量传导到金属封装块上被散热装置充分吸收，可以不降低光纤纤芯中的信号激光功率，并且不积热、散热快。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供，其特征在于，包括如下步骤:a)将待滤除包层光的光纤剥除一段至裸露出内包层；b)在所述内包层外包裹一层折射率不小于所述内包层的滤光材料；c)在所述滤光材料外包裹一层散热材料，将包裹后的内包层置于金属封装块的凹槽中；d)用导热材料填充所述凹槽中的空隙；e)将待滤除包层光的光纤两端固定于凹槽的两端；f)在所述金属封装块上固定金属盖板进行封装。进一步的，所述步骤b)中包裹滤光材料的厚度不超过100微米。优选的，所述步骤c)中采用的散热材料为由碳粉、石墨粉、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种组成的黑色散热材料。进一步的，所述步骤e)采用光学凝胶将所述待滤除包层光的光纤的两端固定于所述凹槽的两端。进一步的，还包括步骤g)对所述金属封装块的金属外壳进行冷却以耗散包层光产生的热量。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果:本专利技术提供的具有不积热、散热快的特点，能够把光纤包层中残留的栗浦光、放大自发辐射光、高阶模式信号、以及从出射端反射的光从光纤的内包层中导出，然后导出的光被散热材料吸收并转化成热量传导到金属封装块上被散热装置充分吸收，避免了温度的升高，可以提高耐受激光功率，而且不会产生激光信号自激发，或者降低光纤纤芯中的信号激光功率。本专利技术可以广泛应用于各种高功率光纤激光器和放大器中。【附图说明】图1为本专利技术利用散热材料的光纤包层光滤除方法制备得到的结构示意图；图2为本专利技术利用散热材料的光纤包层光滤除方法中的包层光传输路径示意图。图中:1:待滤除包层光的光纤10:内包层 11:纤芯2:滤光材料3:散热材料4:金属封装块40:凹槽41:金属盖板【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。图1为本专利技术利用散热材料的光纤包层光滤除方法制备得到的结构示意图；图2为本专利技术利用散热材料的光纤包层光滤除方法中的包层光传输路径示意图。请参见图1，本专利技术提供的，包括如下步骤:不论光纤是双包层、三包层或者是多包层光纤，首先将待滤除包层光的光纤1剥除一段至裸露出内包层10 ;然后在内包层11外包裹一层折射率不小于内包层11的滤光材料2，滤光材料2的包裹厚度不超过100微米；再在滤光材料2外包裹一层黑色散热材料3，将包裹后的的内包层11置于金属封装块4的凹槽40中，用导热材料填充黑色材料与凹槽中的空隙，并将待滤除包层光的光纤两端通过光学凝胶固定于凹槽40的两端；最后在金属封装块4上固定覆盖凹槽的金属盖板41进行封装。然后，可以对所述金属封装块4的金属外壳进行冷却以耗散包层光产生的热量。黑色散热材料3可以是由碳粉、石墨粉、石墨烯、碳纳米管中的一种或多种组成，其形态可以是薄膜、溶液等。使用的光学凝胶可以是353ND胶。具体而言，待滤除包层光的光纤1的纤芯11和光纤内包层10共同构成约束激光信号传播的波导结构。其中，信号光在纤芯11中传输，而残留的栗浦光、放大自发辐射光、高阶模式信号的光在光纤内包层10中传输形成了包层光。请参见图2，从左至右为光纤包层光传输的方向。滤光材料2形成了一个折射率大于内包层10折射率的滤光层包裹在内包层11之外，形成无空隙的连接，这层滤光层破坏了包层光的全反射条件，使得包层光被导入了这层滤光层之中。当光入射到滤光材料2与散热材料3的交界面时就转化成了热量被散热材料3吸收。这些热量通过散热材料3传导至金属封装块4上，然后被散热装置吸收。待滤除包层光光纤1可以是双包层光纤、三包层光纤或者其他种类的多包层光纤。综上所述，本专利技术可以广泛应用于各种高功率光纤激光器中，使用本专利技术制备得到的光纤包层光滤除器具有不积热、散热快、不需水冷、体积小，成本较低，结构紧凑的特点，能够把光纤包层中残留的栗浦光、放大自发辐射光、高阶模式信号、以及从出射端反射的光从光纤的包层中导出，然后导出的光被黑色的散热材料层吸收并转化成热量传导到金属封装块上，避免了温度的升高，可以提高耐受激光功率，而且不会产生激光信号自激发，或者降低光纤纤芯中的信号激光功率。虽然本专利技术已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本专利技术，任何本领域技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本专利技术的保护范围当以权利要求书所界定的为准。【主权项】1.，其特征在于:包括如下步骤: a)将待滤除包层光的光纤剥除一段至裸露出内包层； b)在所述内包层外包裹一层折射率不小于所述内包层的滤光材料； c)在所述滤光材料外包裹一层散热材料，将包裹后的内包层置于金属封装块的凹槽中； d)用导热材料填充所述凹槽中的空隙； e)将待滤除包层光的光纤的两端固定于凹槽的两端； f)在所述金属封装块上固定金属盖板进行封装。2.按照权利要求1所述的，其特征在于:所述步骤b)中包裹的滤光材料的厚度不超过100微米。3.按照权利要求1所述的，其特征在于:所述步骤c)中采用的散热材料为由碳粉、石墨粉、石墨烯、碳纳米管中的一种或几种组成的黑色散热材料。4.按照权利要求1所述的，其特征在于:所述步骤e)采用光学凝胶将所述待滤除包层光的光纤的两端固定于所述凹槽的两端。5.按照权利要求1所述的，其特征在于:还包括还包括步骤g)对所述金属封装块的金属外壳进行冷却以耗散包层光产生的热量。【专利摘要】本专利技术公开了，其特征在于：首先将待滤除包层光的光纤剥除一段至裸露出内包层；然后在所述内包层外包裹一层折射率不小于所述内包层的滤光材料；再在所述滤光材料外包裹一层散热材料，将包裹后的内包层置于金属封装块的凹槽中，两端固定于凹槽的两端；最后用导热材料填充所述凹槽中的空隙，并在所述金属封装块上固定金属盖板进行封装。本专利技术提供的利用散热材料的光纤包层光滤除方法，可将光纤中残留的包层光导出，不会产生激光信号自激发或者在光纤上产生热量聚集，且不会降低光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用散热材料的光纤包层光滤除方法，其特征在于：包括如下步骤：a)将待滤除包层光的光纤剥除一段至裸露出内包层；b)在所述内包层外包裹一层折射率不小于所述内包层的滤光材料；c)在所述滤光材料外包裹一层散热材料，将包裹后的内包层置于金属封装块的凹槽中；d)用导热材料填充所述凹槽中的空隙；e)将待滤除包层光的光纤的两端固定于凹槽的两端；f)在所述金属封装块上固定金属盖板进行封装。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：顾照昶，徐剑秋，罗永锋，
申请(专利权)人：中电科天之星激光技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31