專利名稱：一種雙包層光纖的包層光功率剝離元件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種雙包層光纖中包層光功率的剝離元件，屬于光電子技術領域。
背景技術：
自1988年E.Snitzer等首次描述包層泵浦光纖激光器以來，雙包層光纖逐漸被廣泛地應用到光纖激光器和光纖放大器等領域。雙包層光纖的出現，有效地提高了光纖激光器中泵浦光的耦合效率和吸收效率，大大提高了光纖激光器的輸出效率。包層泵浦技術的工作原理是:泵浦光以斜射的方式注入到光纖的內包層，并以折射的方式反復穿越纖芯，從而泵浦光被纖芯中的稀土離子吸收，產生的激光則沿纖芯傳播。在理想情況下，信號光會全部被放大，而泵浦光會全部被吸收。事實上，有限長度的有源光纖意味著泵浦光不能被完全吸收，會有剩余的泵浦光；信號光和纖芯中的放大自發福射(Amplified SpontaneousEmission, ASE)也會泄露至內包層中傳輸。這些無用光繼續在光纖中傳播往往會對后續器件產生破壞，進而成為有害光。所以在這樣的光學系統中，去除包層光功率是一項非常重要的工作。中國專利公開號CN101718916A，名稱為剝離雙包層光纖中剩余泵浦光的方法，是將全光纖激光器輸出端的雙包層光纖的一段外包層和涂覆層去除，然后在該段光纖的內包層外面以高折射率的有機材料進行重新涂覆。其不足之處是:一需要較長的吸收長度；二剝離效率低，尤其是對小發散角的包層功率；三對于纖芯中的ASE的抑制效果不明顯。中國專利公開號CN102208741A，名稱為一種高效剩余泵浦光衰減方法，是將光纖激光器輸出端的雙包層光纖的一段外包層和涂覆層去除，然后在該段光纖的中間部位制作長周期光纖光柵，光柵的帶阻波長與泵浦光波長匹配，以衰減內包層中剩余的泵浦光，但不衰減光纖激光器的信號光。其不足之處在于對纖芯中的ASE抑制效果不明顯。還有參考文獻(AlexandreWetter.April 2008.High Power cladding light strippers.Proceedings Of SPIE.Vol.6873.)提出，將光纖激光器輸出端的雙包層光纖的一段外包層和涂覆層去除,然后在該段光纖的內包層外面分前后兩段，以高折射率的有機材料進行重新涂覆。第一段涂覆材料的作用是使包層中的光線發散角增大；第二段涂覆材料的作用是使包層光功率得到衰減這種結構的包層功率剝離器結構剝離效率有所提高，但結構復雜，工藝難控制。同時對于纖芯中的ASE的抑制效果不明顯。
發明內容針對現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供了一種雙包層光纖的包層光功率剝離元件，是將雙包層光纖的一段外包層和涂覆層去除，然后在該段光纖的內包層外面涂覆以高折射率的有機材料，然并使上述光纖段呈彎曲狀，上述元件的折射率高于所述的雙包層光纖的內包層的折射率，在剝離包層光功率的同時，能夠在一定程度上抑制纖芯中的ASE光功率；改善了激光在纖芯中的傳輸模式，有利于纖芯中基模的傳輸和光束質量。本實用新型采用的技術方案是:一種雙包層光纖的包層光功率剝離元件，包括機械元件和雙包層光纖，機械元件由基板和蓋板組成，所述的基板上開設有彎曲的半圓柱形凹槽，蓋板上也開設有與所述基板對應的彎曲的半圓柱形凹槽；其特征在于:雙包層光纖置于機械元件中。所述的半圓柱形凹槽的曲率半徑為50mnT500mm。所述的雙包層光纖的外包層和涂覆層由高折射率有機材料紫外膠替代；并置于基板的彎曲的半圓柱形凹槽中，然后將蓋板與基板合并，使重新涂覆的光纖段呈彎曲狀并固定。所述的蓋板和基板彎曲的半圓柱形的凹槽半徑小于等于重新涂覆的光纖段的外半徑。所述的雙包層光纖去除了外包層和涂覆層的那一段的長度等于半圓柱形凹槽的長度。本發明的有益效果:1、本發明纖芯中的信號光高階模和ASE高階模也會泄漏到包層中，從而抑制了纖芯中的放大自發輻射，改善了纖芯中信號光的傳播模式和光束質量。2、增大了包層中傳播的光的發散角，大發散角的包層光功率更有效的被吸收和剝離，提高了剝離效率。3、本發明具有結構簡單，制作成本低，適合大批量生產。
圖1是本發明的整體結構示意圖。圖2是雙包層光纖經過處理后的剖面示意圖。圖3是機械元件中凹槽的俯視圖。圖中:1機械元件、11基板、12蓋板、13半圓柱形凹槽、2雙包層光纖、21外包層、22涂覆層、3紫外膠有機材料。
具體實施方式
由圖1知，一種雙包層光纖的包層光功率剝離元件，包括機械元件I和雙包層光纖2，機械元件I由基板11和蓋板12組成，雙包層光纖2置于機械元件中。由圖2知，基板11開設有彎曲的半圓柱形凹槽13，所述的蓋板12開設有與所述基板11對應的彎曲的半圓柱形凹槽13。由圖3知，是機械元件中凹槽的俯視圖。雙包層光纖2的外包層21和涂覆層22去除一段，然后用高折射率紫外膠有機材料3重新涂覆該段光纖。雙包層光纖置于機械元件中:將外包層去除后重新涂覆的光纖段，置于基板11的彎曲的半圓柱形凹槽中，然后將所述的蓋板12與基板11合并，使重新涂覆的光纖段呈彎曲狀并固定。在本發明中，所述蓋板11和基板12的彎曲的半圓柱形的凹槽13的半徑小于等于重新涂覆的光纖段的外半徑。雙包層光纖2去除了外包層和涂覆層的那一段的長度正好等于凹槽的長度。所述彎曲的半圓柱形凹槽13的曲率為50mnT500mm。所述的機械元件I有導熱性良好的金屬(鋁、銅)制成。實施例1:一臺全光纖激光器，將其輸出端光纖光柵之后的雙包層光纖的一段外包層及涂覆層剝除，剝除區段的長度為64mm。此處涉及的雙包層光纖2的纖芯直徑為25 μ m，NA、.06 ；內包層直徑為250 μ m，NA 0.46，高折射率有機涂覆層直徑大約為2.5mm，折射率為1.45。采用導熱性良好的金屬來制作上述機械元件I，基板的尺寸為60mmX60mmX IOmm,在其上表面統出直徑略小于2.5mm的彎曲的半圓柱形凹槽13,曲率半徑為100mm,長度為50mm。機械元件I的蓋板12尺寸為60_X60_X5mm，在其下表面也銑出同樣的槽。這樣蓋板12與基板11合并時，可以實現光纖與機械件的緊密接觸，從而保證良好的熱傳導性能。本發明依據的原理是:包層中的光經過該段彎曲的光纖后，發散角會明顯變大，纖芯中的信號光高階模和ASE高階模部分也泄漏到包層中，且其發散角會隨著傳播距離的增加而變大。在內包層外部高折射率有機物涂覆層的作用下，這些大發散角的包層光功率被強烈地吸收，改善了纖芯中信號光的傳輸模式，也一定程度上抑制了 ASE光功率。
權利要求1.一種雙包層光纖的包層光功率剝離元件，包括機械元件(I)和雙包層光纖(2)，機械元件(I)由基板(11)和蓋板(12)組成，所述的基板(11)上開設有彎曲的半圓柱形凹槽(13)，蓋板(12)上也開設有與所述基板對應的彎曲的半圓柱形凹槽；其特征在于:所述的雙包層光纖(2 )置于機械元件(I)中。
2.根據權利要求1所述的一種雙包層光纖的包層光功率剝離元件，其特征在于:所述的所述的半圓柱形凹槽(13)的曲率半徑為50mnT500mm。
3.根據權利要求1所述的一種雙包層光纖的包層光功率剝離元件，其特征在于:所述的雙包層光纖(2)的外包層(21)和涂覆層(22)由高折射率有機材料紫外膠(3)替代；并置于基板(11)的彎曲的半圓柱形凹槽(13)中，然后將蓋板(12)與基板(11)合并，使重新涂覆的光纖段呈彎曲狀并固定。
4.根據權利要求1所述的一種雙包層光纖的包層光功率剝離元件，其特征在于:所述的蓋板(12)和基板(11)彎曲的半圓柱形的凹槽半徑小于等于重新涂覆的光纖段的外半徑。
5.根據權利要求1所述的一種雙包層光纖的包層光功率剝離元件，其特征在于:所述的雙包層光纖(2)去除了外包層和涂覆層的那一段的長度等于半圓柱形的凹槽(13)的長度。
專利摘要一種雙包層光纖的包層光功率剝離元件，包括機械元件(1)和雙包層光纖(2)，機械元件(1)由基板(11)和蓋板(12)組成，所述的基板(11)上開設有彎曲的半圓柱形凹槽(13)，蓋板(12)上也開設有與所述基板對應的彎曲的半圓柱形凹槽；其特征在于所述的雙包層光纖(2)置于機械元件(1)中。本實用新型纖芯中的信號光高階模和ASE高階模也會泄漏到包層中，從而抑制了纖芯中的放大自發輻射，改善了纖芯中信號光的傳播模式和光束質量。增大了包層中傳播的光的發散角，大發散角的包層光功率更有效的被吸收和剝離，提高了剝離效率。結構簡單，制作成本低，適合大批量生產。
文檔編號G02B6/245GK203012178SQ20132001912
公開日2013年6月19日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者李豐 申請人:江蘇天元激光科技有限公司, 丹陽聚辰光電科技有限公司