CN105428974B - 一种利用玻璃粉的光纤包层光滤除方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用玻璃粉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，将所述内包层置于金属封装块的凹槽中；然后用低温玻璃粉将所述凹槽填满并将所述内包层埋入低温玻璃粉内压实，加热低温玻璃粉至烧结温度，使低温玻璃粉凝固成折射率大于内包层的玻璃层，所述玻璃层包裹于所述内包层外且与所述凹槽紧密结合形成一体；再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，最后在所述金属封装块上固定覆盖凹槽的金属盖板。本发明提供的利用玻璃粉的光纤包层光滤除方法，可将光纤中残留的包层光导出，不积热，散热快，且不会降低光纤纤芯的信号激光功率。

Description

一种利用玻璃粉的光纤包层光滤除方法
技术领域
本发明涉及一种光纤包层光的滤除方法，尤其涉及一种利用玻璃粉的光纤包层光滤除方法。
背景技术
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，破坏泵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。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用玻璃粉的光纤包层光滤除方法，将包层光导出到玻璃层内，并通过金属封装转化成热量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。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种利用玻璃粉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，将所述内包层置于金属封装块的凹槽中；
b)用低温玻璃粉将所述凹槽填满并将所述内包层埋入低温玻璃粉内压实，加热低温玻璃粉至烧结温度；
c)烧结完成后的低温玻璃粉凝固成折射率大于内包层的玻璃层，所述玻璃层包裹于所述内包层外且与所述凹槽紧密结合形成一体；
d)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，并在所述金属封装块上固定覆盖凹槽的金属盖板进行封装。
进一步的，所述步骤b)中先加热所述凹槽至玻璃化温度，继而加入低温玻璃粉将所述凹槽填满并将所述内包层埋入低温玻璃粉内压实，再加热至烧结温度。
进一步的，所述步骤d)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e)对所述金属封装块(2)的金属外壳进行冷却以耗散传输光产生的热量。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的一种利用玻璃粉的光纤包层光滤除方法具有不积热、散热快的特点，能够把光纤包层中残留的泵浦光、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到玻璃层内，然后导出的光入射到固体玻璃层与金属封装的交界面时就转化成了热量，并通过金属封装转化成热量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。
本发明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为本发明利用玻璃粉的光纤包层光滤除方法制备得到的结构简图；
图2为本发明利用玻璃粉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：金属封装块 20：凹槽 21：金属盖板 3：玻璃层
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明利用玻璃粉的光纤包层光滤除方法制备得到的结构简图；
图2为本发明利用玻璃粉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，本发明提供的一种利用玻璃粉的光纤包层光滤除方法，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，然后仅将裸露出的内包层10置于金属封装块2的凹槽20中，同时用低温玻璃粉将凹槽20填满并将裸露出的内包层10埋入低温玻璃粉内并压实，再加热低温玻璃粉到烧结温度(不同型号的玻璃粉其烧结温度不同)，使低温玻璃粉进行烧结。本实施例使用的低温玻璃粉，是一种能够在不高于500摄氏度的温度下烧结成折射率大于内包层的固体玻璃层的粉末。烧结完成后的低温玻璃粉凝固成折射率大于内包层10的玻璃层3，玻璃层3包裹于内包层10外并且金属封装，内包层10和烧结后的玻璃层3紧密结合形成一体；最后用光学凝胶，如353ND等，把待滤除包层光的光纤1的两端固定在金属封装块2的凹槽20两端，并在金属封装块20上固定金属盖板21以覆盖整条凹槽20进行封装。
当裸露出的内包层10置于金属封装块2的凹槽20中后，加热低温玻璃粉，还可以有另一种方法：先加热凹槽20至低温玻璃粉的玻璃化温度(不同型号的玻璃粉其玻璃化温度不同)，使低温玻璃粉具有流动性，此时再向金属封装块2的凹槽20内继续加入低温玻璃粉，以避免因为烧结造成的低温玻璃粉体积缩小形成空隙，添加完成后再继续升温至烧结温度进行烧结。
具体而言，待滤除包层光的光纤1的纤芯11位于内包层10内，其与内包层10构成约束激光信号传播的波导结构。请参见图2，光纤包层光传输的方向从左至右，烧结凝固后的低温玻璃粉形成了一个折射率大于光纤内包层10折射率的固体玻璃层3包裹在光纤内包层10之外，形成无空隙的连接。信号光在纤芯11中传输，而残留的泵浦光、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，而这层固体玻璃层3破坏了包层光的全反射条件，使得包层光被导入了这层固体玻璃层3之中。当光入射到固体玻璃层3与金属封装块2的交界面时就转化成了热量，这些热量通过金属封装块2传导至散热装置。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种利用玻璃粉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(1)剥除一段至裸露出内包层(10)，将所述内包层(10)置于金属封装块(2)的凹槽(20)中；
b)先加热所述凹槽(20)至玻璃化温度，继而加入低温玻璃粉将所述凹槽(20)填满并将所述内包层(10)埋入低温玻璃粉内压实，再加热至烧结温度；所述低温玻璃粉的烧结温度不高于500摄氏度；
c)烧结完成后的低温玻璃粉凝固成折射率大于内包层的玻璃层(3)，所述玻璃层(3)包裹于所述内包层(10)外且与所述凹槽(20)紧密结合形成一体；
d)将所述待滤除包层光的光纤(1)的两端固定于所述凹槽(20)的两端，并在所述金属封装块(2)上固定覆盖凹槽(20)的金属盖板(21)进行封装。
2.按照权利要求1所述的一种利用玻璃粉的光纤包层光滤除方法，其特征在于，所述步骤d)采用光学凝胶将所述待滤除包层光的光纤(1)的两端固定于所述凹槽(20)的两端。
3.按照权利要求1所述的一种利用玻璃粉的光纤包层光滤除方法，其特征在于，还包括步骤e)对所述金属封装块(2)的金属外壳进行冷却以耗散传输光产生的热量。
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