CN205038369U - 一种新型高功率光纤准直器结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型高功率光纤准直器结构，旨在提供一种承受功率高、安全系数大、生产工序简单、易操作的新型高功率光纤准直器结构。它包括光纤、C-lens、毛细管、玻璃管、金属管；光纤固定于毛细管；光纤一端端面切平后与C-lens焊接；固定在一起的光纤、C-lens、毛细管位于玻璃管内，C-lens和玻璃管及毛细管和玻璃管，均通过导热型环氧树脂胶粘接在一起；玻璃管套在金属管内，并用导热型环氧树脂胶粘结在一起。本实用新型扩大了出射端面的光斑面积，降低端面输出光斑的能量密度十倍以上，提高了光纤准直器的承受功率和安全系数。采用毛细管、玻璃管和金属管固定，增强机械性及散热性，且生产工序简单。

Description

一种新型高功率光纤准直器结构

技术领域

本实用新型涉及光纤准直器领域，尤其涉及一种新型高功率光纤准直器结构。

背景技术

高功率光纤激光器结合先进的激光技术创建的激光***，具有优良的光束质量、高电效率和高输出功率。它们目前广泛用于部件打标、切割、钻孔、焊接和医疗手术，目前还在开发其它应用如武器***。市场上比较常见的用于激光打标的激光器，一般功率在20W~100W。输出功率越高时，对激光器的准直器的要求越高。因为当激光功率达到一定程度后，由于过高的能量密度，准直器的输出端面（含内部某个端面）很容易损伤，从而导致准直器烧毁甚至激光器也会被损坏。因此在光纤激光器功率越来越高的趋势下，对输出准直器的承受功率和可靠性都提出了更高的要求。

目前市场上制作高功率准直器的主流技术都是先制作光纤端帽，然后再和C-lens进行准直输出，而制作光纤端帽的通常方法是在传输光纤末端熔接一段多模光纤或空芯光纤。这样制作的光纤端帽可以扩大光纤端面的输出光斑大小，但扩大的直径还是有限的。如光纤直径限制，当熔接的光纤直径为0.4mm时，则扩大后的光斑直径必须小于0.4mm。当激光器的输出功率进一步提高时，光纤端帽则不能最大程度的扩大端面的输出光斑，也不能进一步的降低输出光斑的能量密度，给激光器的安全带来了一定的安全隐患。

发明内容

本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种承受功率高、安全系数大、生产工序简单、易操作的新型高功率光纤准直器结构。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案实现的：

一种新型高功率光纤准直器结构，包括光纤、C-lens、毛细管、玻璃管、金属管；光纤固定于毛细管；光纤一端端面切平后与C-lens焊接；固定在一起的光纤、C-lens、毛细管位于玻璃管内，C-lens和玻璃管及毛细管和玻璃管，均通过导热型环氧树脂胶粘接在一起；玻璃管套在金属管内，并用导热型环氧树脂胶粘结在一起。

还可以：光纤采用大芯径高功率无源光纤。

还可以：C-lens的出射端面为曲率球面，镀制高损伤阈值增透膜；入射端面加工成锥形，C-lens材料须与光纤的纤芯材料相同或折射率相同。

还可以：毛细管在靠近入射一端加工一个喇叭口，方便光纤穿入；毛细管的外径和C-lens的外径一致。

还可以：玻璃管为石英玻璃管；玻璃管的内径与毛细管、C-lens的外径一致。

还可以：金属管选用导热性能好的金属材料，且侧壁厚度为1mm以上；金属管的内径与玻璃管的外径一致。

本实用新型的有效益果是：

1.扩大了出射端面的光斑面积，降低端面输出光斑的能量密度十倍以上，大大的提高了光纤准直器的承受功率和安全系数。。

2.采用毛细管、玻璃管和金属管固定，增强机械性及散热性，封装工艺和现有主流工艺大体类似，使得生产工序简单易操作。

附图说明

图1是本实用新型一种新型高功率光纤准直器结构的整体示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

一种新型高功率光纤准直器结构，包括光纤1、C-lens2、毛细管3、玻璃管4、金属管5；光纤1固定于毛细管3；光纤1一端端面切平后与C-lens2焊接；固定在一起的光纤1、C-lens2、毛细管3位于玻璃管4内，C-lens2和玻璃管4及毛细管3和玻璃管4，均通过导热型环氧树脂胶粘接在一起；玻璃管4套在金属管5内，并用导热型环氧树脂胶粘结在一起。

光纤1采用大芯径高功率无源光纤，C-lens2的出射端面为曲率球面，镀制高损伤阈值增透膜；入射端面加工成锥形，C-lens2材料须与光纤1的纤芯材料相同或折射率相同。毛细管3在靠近入射一端加工一个喇叭口，方便光纤1穿入。用保护涂层剥离设备把穿过毛细管3那端的光纤1的涂层剥离约30mm，用光纤切割刀切割光纤1，切割后的光纤包层为5mm。在毛细管3的喇叭口处点适量硅胶对光纤1的保护涂层进行保护。毛细管3的外径和C-lens2的外径一致。玻璃管4为石英玻璃管，玻璃管4的内径与毛细管3、C-lens2的外径一致。金属管5选用导热性能好的金属材料，如铜或其他镀金材料，且侧壁厚度为1mm以上。金属管5的内径与玻璃管4的外径一致。

本实用新型一种新型高功率光纤准直器结构使光纤1内传输的高功率激光的出射端面从光纤1端面或者端帽端面继续向后移动到C-lens2的球面上，扩大了出射端面的光斑面积，降低端面输出光斑的能量密度十倍以上，大大的提高了光纤准直器的承受功率和安全系数。

Claims (6)

1.一种新型高功率光纤准直器结构，包括光纤（1）、C-lens（2）、毛细管（3）、玻璃管（4）、金属管（5）；其特征在于：光纤（1）固定于毛细管（3）；光纤（1）一端端面切平后与C-lens（2）焊接；固定在一起的光纤（1）、C-lens（2）、毛细管（3）位于玻璃管（4）内，C-lens（2）和玻璃管（4）及毛细管（3）和玻璃管（4），均通过导热型环氧树脂胶粘接在一起；玻璃管（4）套在金属管（5）内，并用导热型环氧树脂胶粘结在一起。

2.根据权利要求1所述的一种新型高功率光纤准直器结构，其特征在于：光纤（1）采用大芯径高功率无源光纤。

3.根据权利要求1所述的一种新型高功率光纤准直器结构，其特征在于：所述的C-lens（2）的出射端面为曲率球面，镀制高损伤阈值增透膜；入射端面加工成锥形，C-lens（2）材料须与光纤（1）的纤芯材料相同或折射率相同。

4.根据权利要求1所述的一种新型高功率光纤准直器结构，其特征在于：毛细管（3）在靠近入射一端加工一个喇叭口，方便光纤（1）穿入；毛细管（3）的外径和C-lens（2）的外径一致。

5.根据权利要求1所述的一种新型高功率光纤准直器结构，其特征在于：玻璃管（4）为石英玻璃管；玻璃管（4）的内径与毛细管（3）、C-lens（2）的外径一致。

6.根据权利要求1所述的一种新型高功率光纤准直器结构，其特征在于：金属管（5）选用导热性能好的金属材料，且侧壁厚度为1mm以上；金属管（5）的内径与玻璃管（4）的外径一致。