JP2004214325A

JP2004214325A - Optical fiber heat sink and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP2004214325A
Application number: JP2002380282A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Suga; 謙太郎菅; Takashi Togasaki; 隆栂嵜; Kazuto Higuchi; 和人樋口; Jun Karasawa; 純唐沢; Kazuyoshi Fuse; 一義布施
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical fiber heat sink of high reliability in moisture resistance by employing a fiber housing structure of high moisture resistance. <P>SOLUTION: An optical fiber 301, an input optical fiber 201, and an output optical fiber 211 which are added with rare earth are arranged in an air-tight case 103. The inside of the case is filled with a hydrophobic liquid or a flexible resin 501, to suppress an arbitrary optical fiber from degrading as molecules of water in the outside air reach any optical fiber. The heat generated at the optical fibers is transmitted to the case through the hydrophobic liquid or the flexible resin, and dissipated in the outside air from the surface of the case. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、希土類等を光ファイバに添加して、ファイバ型光増幅器またはファイバ型レーザとして使用する場合における光ファイバの放熱装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
希土類等を光ファイバに添加して、ファイバ型光増幅器またはファイバ型レーザ（アップコンバージョンファイバレーザ）として使用する場合に、光ファイバの温度により光増幅の利得が変化することが知られている（例えば、非特許文献１参照）。このため安定した光出力を得るためには、光ファイバの温度を一定に保つことが望ましい。
【０００３】
また、光ファイバの放熱性向上のため、２枚の金属板で光ファイバを挟み込み、熱伝導性グリースを充填した構造をとることにより、ペルチェ素子による冷却や冷風を吹き付ける等の特別な冷却手段を用いることなしに、光ファイバの温度を室温付近で、一定に維持できる簡易な温度制御法が既に提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
【非特許文献１】
須藤昭一編「エルビウム添加光ファイバ増幅器」、（株）オプロトニクス社、１９９９／１１
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２７４４８９号公報（図１、図２、段落［００１６］、要約）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されているような２枚の金属板で光ファイバを挟み込んで熱伝導グリースを充填した構造では、防湿性が低く、光ファイバが大気中の水分子と反応して特性が劣化する問題がある。
【０００７】
この発明の目的は、防湿性の高いファイバ収納構造を用い、耐湿信頼性の高い光ファイバ放熱装置及びその製造方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ファイバ出入口と充填材入口を備えた金属筐体の内部に光ファイバを用いた光学要素を配置し、前記金属筐体内部を疎水性の液体または柔軟性を有する樹脂で充填し、前記金属筐体内部を密閉したことを特徴とする光ファイバ放熱装置である。
【０００９】
また本発明は、概ね直方体の六面体状であって、少なくとも一面が取り外し可能に形成された金属筐体と、この金属筐体内に収容され、励起光が入力されることで、励起光の波長とは異なる波長の光または励起光のエネルギーを増幅可能な励起ファイバと、前記金属筐体の任意の一面に設けられた少なくとも２つの開口を介して前記励起ファイバと接続される入力用および出力用ファイバと、この入力用および出力用ファイバのそれぞれを、上記２つの開口の所定位置に固定する樹脂材料と、前記金属筐体内に満たされる充填材と、この充填材が前記励起ファイバからの熱により膨張した際に前記金属筐体内の圧力が所定の圧力よりも上昇することを抑止可能な弁機構と、を有することを特徴とする光ファイバ放熱装置である。
【００１０】
さらに本発明は、少なくとも一面が蓋状に取り外し可能に形成された金属筐体内に励起光が入力されることで、励起光の波長とは異なる波長の光、または励起光のエネルギーを増幅可能な励起ファイバを収容し、金属筐体の任意の一面に設けられた少なくとも２つの開口を介して入力用光ファイバと出力用光ファイバを金属容器内に案内し、それぞれ、励起ファイバの両端部と接続し、入力用光ファイバと出力用光ファイバのそれぞれを、２つの開口に対して樹脂材料により固定し、シール材を介して金属筐体内を気密かつ防湿可能に密閉し、充填材充填用の開口から充填材を満たし、充填材が満たされた金属筐体に圧力弁を取り付ける、ことを特徴とする光ファイバ放熱装置の製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態が適用される光ファイバ放熱装置の一例を説明する。
【００１２】
図１は、本発明の光ファイバ放熱装置を説明する概略斜視図である。
【００１３】
図１に示されるように、光ファイバ放熱装置１０１は、概ね直方体の六面体状に形成された筐体１０３を有している。筐体１０３の任意の一面は、蓋１０５として、筐体１０３に対して着脱可能に形成されている。なお、筐体１０３および蓋１０５には、耐熱性、耐候性あるいは放熱効果を高めるために、銅またはアルミニウム合金が用いられる。また、それぞれの表面がアルマイト皮膜処理されても良い。
【００１４】
筐体１０３の所定の位置には、入力用光ファイバ２０１が案内される第１の開口（ファイバ口）１０７と出力用光ファイバ２１１が案内される第２の開口（ファイバ口）１０９が設けられている。なお、それぞれの光ファイバ２０１，２１１は、対応する開口１０７，１０９に挿入された状態で、例えばエポキシ樹脂である封止材１１１が個々の開口に満たされることにより気密されると共に、筐体１０３に、強固に固着されている。また、封止材１１１は、開口１０７，１０９内を通るそれぞれの光ファイバ２０１，２１１に、不所望に圧力が掛かることを抑止可能である。
【００１５】
筐体１０３の内部には、例えば周知のアップコンバージョンファイバレーザとして用いられる励起用ファイバ３０１が設けられている。なお、励起用ファイバ３０１は、筐体１０３内において、破損せずに、かつ支障のない径で、径方向に積層されるように所定回数、巻かれた状態にある。また、励起用ファイバ３０１は、例えば複数のフッ化物が混合されたガラスに、Ｔｍ^３＋，Ｅｒ^３＋，Ｈｏ^３＋等のイオンが適量添加されたものである。なお、赤色（Ｒ）用光源の場合は、添加イオンは無く、緑色（Ｇ）用光源の場合はＴｍ^３＋を、青色（Ｂ）用光源の場合はＥｒ^３＋またはＨｏ^３＋を添加したファイバが用いられる。なお、筐体１０３に収容される光学要素としては、励起用ファイバ３０１に限らず、光増幅あるいはファイバ型レーザとして動作する上で必要なファイバ形式の光学部品、例えばファイバグレーティング等であっても良い。
【００１６】
励起用ファイバ３０１には、その両端部に、光コネクタ３０３，３０５が固着されている。光コネクタ３０３，３０５には、それぞれ、入力用光ファイバ２０１の端部に固着されている光コネクタ２０３と出力用光ファイバ２１１の端部に固着されている光コネクタ２１３を介して、入力用光ファイバ２０１と出力用光ファイバ２１１が、接続される。
【００１７】
筐体１０３の蓋１０５が位置される面以外の任意の一面には、後段に説明する疎水性の充填材が充填されるための第３の開口（充填材注入口）１１３が設けられている。
【００１８】
筐体１０３の蓋１０５と接する部分、すなわち図１においては上方に示されている四面が連続した所定の領域に、蓋１０５により筐体１０３内を気密に保持可能とするための気密部材、例えばＯリング４０１が装着可能なＯリング案内部１１５が設けられている。
【００１９】
筐体１０３内部にはまた、蓋１０５がＯリング４０１を介して気密に保持された状態で、充填材注入口１１３から充填材５０１が注入される。なお、充填材としては、疎水性の液体、例えば鉱物油やシリコーンオイル等、または柔軟性の高い樹脂等が用いられる。
【００２０】
充填材５０１が充填された筐体１０３は、圧力弁６０１により、密閉される。なお、圧力弁６０１は、例えば耐油性の高いゴム製であり、励起用ファイバ３０１からの熱により充填材５０１が僅かに膨張して筐体１０３内の圧力が増大した場合に、自身が変形することにより、圧力を吸収可能である。
【００２１】
図２ないし図９は、図１に示した光ファイバ放熱装置を形成する工程を説明する概略図である。
【００２２】
図２に示すように、予め形成された筐体１０３を用意し、第１の開口１０７と第２の開口１０９から、入力用光ファイバ２０１と出力用光ファイバ２１１とを筐体１０３内に案内する。
【００２３】
次に、図３に示すように、それぞれファイバ２０１と２１１が案内されている開口１０７，１０９内に封止材１１１を満たして硬化させ、光ファイバ２０１，２１１を固定する。
【００２４】
続いて、図４に示すように、筐体１０３内に、予め両端部に光コネクタ３０３と３０５が取り付けられている励起用ファイバ３０１を用意する。
【００２５】
次に、図５に示すように、ファイバ２０１の端部に設けられている光コネクタ２０３およびファイバ２１１の端部に設けられている光コネクタ２１３とを、筐体１０３内で、励起用ファイバ３０１の端部に設けられている光コネクタ３０３および３０５と相互に接続する。
【００２６】
続いて、図６に示すように、筐体１０３のＯリング案内部１１５に、Ｏリング４０１をセットし、図７に示すように、図示しないねじ等を用い、蓋１０５を、Ｏリング１１５を介して筐体１０３に固定する。これにより、気密（防湿）可能な六面体が得られる。
【００２７】
以下、図８に示すように、充填材注入口１１３から充填材５０１が所定量注入され、図９に示すように、圧力弁６０１が注入口１１３に装着されることで、光ファイバ放熱装置１０１が出来上がる。
【００２８】
なお、上述した励起用ファイバ３０１が気密（防湿）に封入されたファイバ放熱装置１０１においては、入力用光ファイバ２０１が案内される第１の開口１０７と出力用光ファイバが案内される第２の開口１０９を封止材１１１によって封止したとしても、わずかながら水分子が筐体１０３内に浸入する（水分子が筐体１０３内に侵入することを完全には阻止できない）。すなわち、水分子が全く内部に到達できない筐体および蓋を構成するためには、コストが増大する。
【００２９】
しかし、入力用光ファイバ２０１、出力用光ファイバ２１１、励起用ファイバ３０１は、筐体１０５内で、充填材６０１すなわち、疎水性の液体で水分子との接触が阻止されているので、個々のファイバへ水分子が到達することはなく、各ファイバが吸湿して劣化することを抑えることができる。また、励起用ファイバ３０１の周囲に満たされている充填材１１３は、熱伝導性が高く、励起用ファイバ３０１で発生した熱を、筐体１０３および蓋１０５に、容易に伝えることができ、励起用ファイバ３０１で発生した熱を効率よく外部へ導くことができる。
【００３０】
しかも、励起用ファイバ３０１の熱により充填材５０１の体積が膨張したとしても、圧力弁６０１により筐体１０３内の圧力が所定の範囲内に維持されるので、励起用ファイバ３０１や入力用光ファイバ２０１、出力用光ファイバ２１１が不所望に圧力を受けることもない。また、封止材１１１やＯリング４０１にも、不所望な圧力が生じることもなく、耐久性が低下することもない。
【００３１】
このように、本発明によれば、希土類が添加された光ファイバを気密性の金属筐体の内部に配置して、更に筐体内部を疎水性液体または柔軟性の高い樹脂で充填することにより、外気中の水分子が光ファイバに到達して光ファイバが劣化することが抑止される。
【００３２】
また、光ファイバで発生した熱は、疎水性液体または柔軟性の高い樹脂を介して金属筐体に伝播され、筐体の表面より外気へ放出される。
【００３３】
従って、光ファイバの温度を室温付近で一定に保つことができ、かつファイバの吸湿劣化を抑え、信頼性の高い光ファイバ放熱装置が得られる。
【００３４】
なお、この発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。また、各実施の形態は、可能な限り適宜組み合わせて実施してもよく、その場合、組み合わせによる効果が得られる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光ファイバ放熱装置及びその製造方法によれば、希土類等を添加した光ファイバを、ファイバ型光増幅器またはファイバ型レーザとして室温近傍の温度で動作させる場合に、光ファイバの温度を室温付近で一定に維持でき、しかも、ファイバが吸湿して劣化することも防止できる。これにより、ファイバ型光増幅器またはファイバ型レーザの信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ファイバ放熱装置の一例を説明する概略図。
【図２】図１に示した光ファイバ放熱装置を形成する工程の一例を説明する概略図。
【図３】図２に示した光ファイバ放熱装置を形成する工程に引き続く工程の一例を説明する概略図。
【図４】図３に示した光ファイバ放熱装置を形成する工程に引き続く工程の一例を説明する概略図。
【図５】図４に示した光ファイバ放熱装置を形成する工程に引き続く工程の一例を説明する概略図。
【図６】図５に示した光ファイバ放熱装置を形成する工程に引き続く工程の一例を説明する概略図。
【図７】図６に示した光ファイバ放熱装置を形成する工程に引き続く工程の一例を説明する概略図。
【図８】図７に示した光ファイバ放熱装置を形成する工程に引き続く工程の一例を説明する概略図。
【図９】図８に示した光ファイバ放熱装置を形成する工程に引き続く工程の一例を説明する概略図。
【符号の説明】
１０１…光ファイバ放熱装置、１０３…筐体、１０５…蓋、１０７…第１の開口（ファイバ口）、１０９…第２の開口（ファイバ口）、１１１…封止材、１１３…第３の開口（充填材注入口）、１１５…Ｏリング、２０１…入力用光ファイバ、２１１…出力用光ファイバ、３０１…励起用ファイバ、４０１…Ｏリング、５０１…充填材（疎水性液体）、６０１…圧力弁。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat dissipation device for an optical fiber when a rare earth element or the like is added to an optical fiber and used as a fiber type optical amplifier or a fiber type laser, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
When a rare-earth element or the like is added to an optical fiber and used as a fiber-type optical amplifier or a fiber-type laser (up-conversion fiber laser), it is known that the gain of optical amplification changes depending on the temperature of the optical fiber (for example, , Non-Patent Document 1). Therefore, in order to obtain a stable optical output, it is desirable to keep the temperature of the optical fiber constant.
[0003]
In order to improve the heat dissipation of the optical fiber, a special cooling means such as cooling by a Peltier element or blowing cold air is adopted by sandwiching the optical fiber between two metal plates and filling it with thermal conductive grease. A simple temperature control method that can keep the temperature of an optical fiber constant near room temperature without using it has already been proposed (for example, Patent Document 1).
[0004]
[Non-patent document 1]
Shoichi Sudo, Erbium-doped optical fiber amplifier, Oprotonix, Inc., 1999/11
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-274489 A (FIGS. 1 and 2, paragraph [0016], abstract)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a structure in which an optical fiber is sandwiched between two metal plates and filled with thermal conductive grease as disclosed in Patent Document 1, the moisture resistance is low, and the optical fiber reacts with water molecules in the atmosphere to obtain a characteristic. There is a problem of deterioration.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical fiber heat radiator having high humidity resistance and reliability, using a fiber storage structure having high moisture resistance, and a method of manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention arranges an optical element using an optical fiber inside a metal casing having a fiber entrance and a filler entrance, filling the inside of the metal casing with a hydrophobic liquid or a resin having flexibility, An optical fiber heat radiator wherein the inside of the metal casing is sealed.
[0009]
Further, the present invention is a substantially rectangular parallelepiped hexahedron, a metal housing formed at least one surface is detachable, housed in the metal housing, the excitation light is input, the wavelength of the excitation light and A pump fiber capable of amplifying the energy of light or pump light of different wavelengths, and input and output fibers connected to the pump fiber via at least two openings provided on any one surface of the metal housing. A resin material for fixing the input and output fibers to predetermined positions of the two openings, a filler filled in the metal housing, and the filler expanded by heat from the excitation fiber. An optical fiber heat radiating device, comprising: a valve mechanism capable of preventing the pressure in the metal housing from rising above a predetermined pressure when the pressure is increased.
[0010]
Furthermore, the present invention can amplify light of a wavelength different from the wavelength of the excitation light or energy of the excitation light by inputting the excitation light into a metal housing having at least one surface detachably formed in a lid shape. The pumping fiber is housed therein, and the input optical fiber and the output optical fiber are guided into the metal container through at least two openings provided on any one surface of the metal housing, and are respectively connected to both ends of the pump fiber. Then, each of the input optical fiber and the output optical fiber is fixed to the two openings with a resin material, and the inside of the metal casing is hermetically and moisture-proofly sealed via a sealing material. , And a pressure valve is attached to a metal housing filled with the filler.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an example of an optical fiber radiator to which an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating an optical fiber heat radiator of the present invention.
[0013]
As shown in FIG. 1, the optical fiber heat dissipation device 101 has a housing 103 formed in a substantially rectangular parallelepiped hexahedron shape. An arbitrary surface of the housing 103 is formed as a lid 105 so as to be detachable from the housing 103. Note that copper or an aluminum alloy is used for the housing 103 and the lid 105 in order to increase heat resistance, weather resistance, or a heat radiation effect. Further, each surface may be subjected to an alumite film treatment.
[0014]
At a predetermined position of the housing 103, a first opening (fiber opening) 107 for guiding the input optical fiber 201 and a second opening (fiber opening) 109 for guiding the output optical fiber 211 are provided. ing. Each of the optical fibers 201 and 211 is hermetically sealed by being filled with a sealing material 111 such as an epoxy resin in each of the openings while the optical fibers 201 and 211 are inserted into the corresponding openings 107 and 109. And is firmly fixed. In addition, the sealing material 111 can prevent undesired pressure from being applied to each of the optical fibers 201 and 211 passing through the openings 107 and 109.
[0015]
An excitation fiber 301 used as, for example, a well-known up-conversion fiber laser is provided inside the housing 103. The excitation fiber 301 is wound in the housing 103 a predetermined number of times so as to be laminated in the radial direction without being damaged and having a diameter that does not cause any trouble. Further, the excitation fiber 301 is, for example, a glass in which a plurality of fluorides are mixed, and an appropriate amount of ions such as Tm ³⁺ , Er ³⁺ , and Ho ³⁺ are added. In the case of a light source for red (R), there is no added ion, and in the case of a light source for green (G), Tm ³⁺ is used, and in the case of a light source for blue (B), a fiber added with Er ³⁺ or Ho ³⁺ is used. Can be The optical element accommodated in the housing 103 is not limited to the excitation fiber 301, but may be a fiber-type optical component required for operating as an optical amplifier or a fiber laser, such as a fiber grating. .
[0016]
Optical connectors 303 and 305 are fixed to both ends of the excitation fiber 301. The optical connectors 303 and 305 are connected to the input optical fiber via an optical connector 203 fixed to the end of the input optical fiber 201 and an optical connector 213 fixed to the end of the output optical fiber 211, respectively. The fiber 201 and the output optical fiber 211 are connected.
[0017]
A third opening (filler inlet) 113 for filling with a hydrophobic filler described later is provided on an arbitrary surface other than the surface on which the lid 105 of the housing 103 is located. .
[0018]
An airtight member for allowing the inside of the housing 103 to be airtightly held by the lid 105 in a portion of the housing 103 which is in contact with the lid 105, that is, in a predetermined region where the four surfaces shown in FIG. An O-ring guide 115 to which the O-ring 401 can be attached is provided.
[0019]
The filler 501 is injected into the housing 103 from the filler injection port 113 while the lid 105 is kept airtight via the O-ring 401. As the filler, a hydrophobic liquid such as mineral oil or silicone oil, a highly flexible resin, or the like is used.
[0020]
The housing 103 filled with the filler 501 is sealed by the pressure valve 601. The pressure valve 601 is made of rubber having high oil resistance, for example, and deforms itself when the filler 501 expands slightly due to heat from the excitation fiber 301 and the pressure inside the housing 103 increases. Thereby, the pressure can be absorbed.
[0021]
FIGS. 2 to 9 are schematic views illustrating steps of forming the optical fiber heat radiator shown in FIG.
[0022]
As shown in FIG. 2, a casing 103 formed in advance is prepared, and an input optical fiber 201 and an output optical fiber 211 are guided into the casing 103 from the first opening 107 and the second opening 109. I do.
[0023]
Next, as shown in FIG. 3, the openings 107 and 109 through which the fibers 201 and 211 are guided are filled with the sealing material 111 and cured, and the optical fibers 201 and 211 are fixed.
[0024]
Subsequently, as shown in FIG. 4, an excitation fiber 301 in which optical connectors 303 and 305 are attached to both ends in advance is prepared in the housing 103.
[0025]
Next, as shown in FIG. 5, the optical connector 203 provided at the end of the fiber 201 and the optical connector 213 provided at the end of the fiber 211 are connected to the excitation fiber 301 in the housing 103. Are connected to the optical connectors 303 and 305 provided at the ends.
[0026]
Subsequently, as shown in FIG. 6, the O-ring 401 is set in the O-ring guide 115 of the housing 103, and as shown in FIG. To the housing 103 via Thereby, an airtight (moisture-proof) hexahedron can be obtained.
[0027]
Hereinafter, as shown in FIG. 8, a predetermined amount of the filler 501 is injected from the filler injection port 113, and as shown in FIG. Is completed.
[0028]
In the fiber radiator 101 in which the excitation fiber 301 is hermetically (moistureproof) sealed, the first opening 107 through which the input optical fiber 201 is guided and the second opening 107 through which the output optical fiber is guided. Even if the opening 109 is sealed with the sealing material 111, water molecules slightly enter the housing 103 (the water molecules cannot be completely prevented from entering the housing 103). That is, the cost increases in order to form a housing and a lid in which water molecules cannot reach the inside at all.
[0029]
However, since the input optical fiber 201, the output optical fiber 211, and the excitation fiber 301 are prevented from contacting water molecules with the filler 601 in the housing 105, that is, the hydrophobic liquid, Water molecules do not reach the fibers, and it is possible to suppress deterioration of each fiber due to moisture absorption. The filler 113 filled around the excitation fiber 301 has high thermal conductivity, and can easily transmit heat generated in the excitation fiber 301 to the housing 103 and the lid 105. The heat generated in the use fiber 301 can be efficiently guided to the outside.
[0030]
Moreover, even if the volume of the filler 501 expands due to the heat of the excitation fiber 301, the pressure in the housing 103 is maintained within a predetermined range by the pressure valve 601. 201, the output optical fiber 211 is not undesirably subjected to pressure. In addition, undesired pressure does not occur in the sealing material 111 and the O-ring 401, and durability does not decrease.
[0031]
As described above, according to the present invention, by arranging the optical fiber to which the rare earth is added inside the airtight metal housing, and further filling the inside of the housing with a hydrophobic liquid or a highly flexible resin. Further, deterioration of the optical fiber due to water molecules in the outside air reaching the optical fiber is suppressed.
[0032]
Further, the heat generated in the optical fiber is transmitted to the metal housing via the hydrophobic liquid or the highly flexible resin, and is released from the surface of the housing to the outside air.
[0033]
Therefore, the temperature of the optical fiber can be kept constant at around room temperature, and the deterioration of moisture absorption of the fiber can be suppressed, and a highly reliable optical fiber radiator can be obtained.
[0034]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made at the stage of implementation without departing from the scope of the invention. In addition, the embodiments may be implemented in appropriate combinations as much as possible. In such a case, the effects of the combinations are obtained.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical fiber heat dissipation device and the method of manufacturing the same of the present invention, when operating an optical fiber doped with rare earth or the like as a fiber optical amplifier or a fiber laser at a temperature near room temperature, the optical fiber The temperature of the fiber can be kept constant around room temperature, and the fiber can be prevented from deteriorating due to moisture absorption. Thus, the reliability of the fiber optical amplifier or the fiber laser can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an optical fiber heat dissipation device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view illustrating an example of a process of forming the optical fiber heat radiator shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a step that follows the step of forming the optical fiber heat radiator shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a step that follows the step of forming the optical fiber heat radiator shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an example of a step that follows the step of forming the optical fiber heat radiating device shown in FIG.
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a step that follows the step of forming the optical fiber heat radiator shown in FIG.
FIG. 7 is a schematic view illustrating an example of a step that follows the step of forming the optical fiber heat radiator shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a step that follows the step of forming the optical fiber heat radiator illustrated in FIG. 7;
9 is a schematic diagram illustrating an example of a step that follows the step of forming the optical fiber heat radiator illustrated in FIG.
[Explanation of symbols]
101 optical fiber heat dissipation device, 103 housing, 105 lid, 107 first opening (fiber opening), 109 second opening (fiber opening), 111 sealing material, 113 third opening (Filler inlet), 115 O-ring, 201 input optical fiber, 211 output optical fiber, 301 excitation fiber, 401 O-ring, 501 filler (hydrophobic liquid), 601 pressure valve.

Claims

ファイバ出入口と充填材入口を備えた金属筐体の内部に光ファイバを用いた光学要素を配置し、前記金属筐体内部を疎水性の液体または柔軟性を有する樹脂で充填し、前記金属筐体内部を密閉したことを特徴とする光ファイバ放熱装置。An optical element using an optical fiber is arranged inside a metal housing having a fiber entrance and a filler inlet, and the inside of the metal housing is filled with a hydrophobic liquid or a flexible resin. An optical fiber heat radiator characterized by sealing the inside.

前記金属筐体は、銅またはアルミニウム合金製であることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ放熱装置。The optical fiber heat radiator according to claim 1, wherein the metal housing is made of copper or an aluminum alloy.

前記金属筐体の表面は、アルマイト被膜処理されていることを特徴とする請求項１または２記載の光ファイバ放熱装置。3. The optical fiber heat radiating device according to claim 1, wherein the surface of the metal housing is anodized.

前記金属筐体は、密閉状態で所定の気密性かつ耐湿性を有し、一部が取り外し可能に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の光ファイバ放熱装置。The optical fiber heat radiating device according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal housing has a predetermined airtightness and moisture resistance in a sealed state, and is partly formed to be removable. .

上記疎水性の液体は、鉱物油またはシリコーン油であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光ファイバ放熱装置。The optical fiber heat radiator according to any one of claims 1 to 4, wherein the hydrophobic liquid is a mineral oil or a silicone oil.

上記柔軟性を有する樹脂は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の光ファイバ放熱装置。The optical fiber heat radiator according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin having flexibility is an epoxy resin.

概ね直方体の六面体状であって、少なくとも一面が取り外し可能に形成された金属筐体と、
この金属筐体内に収容され、励起光が入力されることで、励起光の波長とは異なる波長の光または励起光のエネルギーを増幅可能な励起ファイバと、
前記金属筐体の任意の一面に設けられた少なくとも２つの開口を介して前記励起ファイバと接続される入力用および出力用ファイバと、
この入力用および出力用ファイバのそれぞれを、上記２つの開口の所定位置に固定する樹脂材料と、
前記金属筐体内に満たされる充填材と、
この充填材が前記励起ファイバからの熱により膨張した際に前記金属筐体内の圧力が所定の圧力よりも上昇することを抑止可能な弁機構と、
を有することを特徴とする光ファイバ放熱装置。A substantially rectangular parallelepiped hexahedral shape, a metal housing formed at least one surface is removable,
An excitation fiber that is housed in the metal housing and is capable of amplifying light of a wavelength different from the wavelength of the excitation light or energy of the excitation light when the excitation light is input,
Input and output fibers connected to the excitation fiber through at least two openings provided on any one surface of the metal housing,
A resin material for fixing each of the input and output fibers at predetermined positions of the two openings;
Filler filled in the metal housing,
A valve mechanism capable of preventing the pressure in the metal housing from rising above a predetermined pressure when the filler expands due to heat from the excitation fiber,
An optical fiber heat radiating device comprising:

前記金属筐体は、銅またはアルミニウム合金製であることを特徴とする請求項７記載の光ファイバ放熱装置。The optical fiber heat radiator according to claim 7, wherein the metal housing is made of copper or an aluminum alloy.

前記金属筐体の表面は、アルマイト被膜処理されていることを特徴とする請求項７または８記載の光ファイバ放熱装置。9. The optical fiber heat radiating device according to claim 7, wherein the surface of the metal housing is anodized.

前記樹脂材料は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の光ファイバ放熱装置。The optical fiber heat radiator according to any one of claims 7 to 9, wherein the resin material is an epoxy resin.

前記充填材は、鉱物油またはシリコーン油であることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の光ファイバ放熱装置。The optical fiber radiator according to any one of claims 7 to 9, wherein the filler is a mineral oil or a silicone oil.

前記弁機構は、前記充填材を前記金属筐体に注入するための注入口を塞ぐゴム材であり、自身の変形により前記金属筐体内の圧力を調整することを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の光ファイバ放熱装置。The valve mechanism is a rubber material that closes an injection port for injecting the filler into the metal housing, and adjusts a pressure in the metal housing by deforming itself. An optical fiber radiator according to any one of the above.

少なくとも一面が蓋状に取り外し可能に形成された金属筐体内に励起光が入力されることで、励起光の波長とは異なる波長の光、または励起光のエネルギーを増幅可能な励起ファイバを収容し、
金属筐体の任意の一面に設けられた少なくとも２つの開口を介して入力用光ファイバと出力用光ファイバを金属容器内に案内し、それぞれ、励起ファイバの両端部と接続し、
入力用光ファイバと出力用光ファイバのそれぞれを、２つの開口に対して樹脂材料により固定し、
シール材を介して金属筐体内を気密かつ防湿可能に密閉し、
充填材充填用の開口から充填材を満たし、
充填材が満たされた金属筐体に圧力弁を取り付ける、
ことを特徴とする光ファイバ放熱装置の製造方法。When the excitation light is input into a metal housing having at least one surface detachably formed like a lid, the excitation light accommodates light having a wavelength different from the wavelength of the excitation light or an excitation fiber capable of amplifying the energy of the excitation light. ,
The input optical fiber and the output optical fiber are guided into the metal container through at least two openings provided on any one surface of the metal housing, and connected to both ends of the excitation fiber,
Each of the input optical fiber and the output optical fiber is fixed to the two openings with a resin material,
Seal the inside of the metal housing airtightly and moisture-proof via the sealing material,
Fill the filler from the filler filling opening,
Attach a pressure valve to a metal housing filled with filler,
A method for manufacturing an optical fiber heat radiating device.