一種光導型包層功率濾除裝置的制作方法

本發明涉及光纖激光器件技術領域，特別是涉及一種光導型的光纖包層光濾除裝置。

背景技術：

隨著光纖技術的發展，光纖激光器功率逐年增加，其主要實現形式為光纖激光種子系統和光纖激光放大系統中的激光合成。為了保證激光系統的安全穩定運行及光束質量，需要在光纖激光器輸出前或進入下一級系統前將光纖包層中的泵浦光和激光濾除。現有的技術和方法是將單包層光纖或者雙包層光纖的一段涂覆層和外包層去除，將光纖裸露部分與折射率大于去除部分的光學膠充分接觸，當激光系統運轉時，包層中的泵浦光或者激光會因為光學膠部分的折射率變化而泄露到光學膠層中，在光學膠層中傳播。但是由于光學膠對于泵浦光和激光的吸收，以及光學膠本身熱傳導系數低，光學膠層中的光能迅速轉化為熱能，使得光學膠的溫度上升，從而影響光學膠本身性質，甚至損壞而最終限制了包層功率濾除的效果。

技術實現要素：

本發明提供了一種能夠提升泵浦光或者激光的濾除效果及安全穩定性的光導型包層功率濾除裝置。

本發明一種光導型包層功率濾除裝置，包括去除外包層和涂覆層的一段光纖，涂覆于光纖上的光學膠層，光學膠層的折射率大于去除的外包層和涂覆層的折射率，在光學膠層上連接和固化光學玻璃層；光學玻璃層外表面經過腐蝕處理形成不規則的腐蝕坑，光學玻璃層的折射率大于光學膠層的折射率；光纖、光學膠層和光學玻璃層全部密封于金屬外殼中，金屬外殼中設有冷卻水道。

作為優選方案，光學膠層分為N段，N≥2，每段的折射率不同；沿光纖中光的傳播方向，N段光學膠層的折射率依次升高，光學玻璃層的折射率大于每段光學膠層的折射率。

作為優選方案，光纖的長度大于5cm。

作為優選方案，光纖處于光學玻璃層的中心位置。

本發明通過光學玻璃層外表面的腐蝕處理，形成微小且不規則的腐蝕坑，使光以漫反射的形式發散出去，降低了激光產生熱的集中度，提高包層功率濾除裝置的安全穩定性。另外，在光纖上涂敷折射率遞增的光學膠，使包層中的泵浦光和激光逐步濾出至光學膠層中，提高了濾出效果。

附圖說明

圖1本發明的縱向剖面示意圖；

圖2本發明的橫向剖面示意圖。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發明一種光導型包層功率濾除裝置，包括去除外包層和涂覆層的一段光纖5，涂覆于光纖5上的光學膠層3，光學膠層3的折射率大于去除的外包層和涂覆層的折射率。在光學膠層3上連接和固化光學玻璃層4，光學玻璃層4外表面經過腐蝕處理形成不規則的腐蝕坑，光學玻璃層4的折射率大于光學膠層3的折射率。光纖5、光學膠層3和光學玻璃層4全部密封于金屬外殼2中，金屬外殼2中設有冷卻水道。

如圖1所示，將光學膠層3分為N段，N≥2。沿光纖5中光的傳播方向，光學膠層3每段的折射率為n₁，n₂，n₃，…n_N，折射率關系為n₁＜n₂＜n₃＜…＜n_N。上述設計的優點在于，隨著光學膠層折射率的遞增，使包層中的泵浦光和激光逐步濾出至光學膠層中，由于光學玻璃層的折射率大于任意光學膠層，則 光學膠層作為光的傳導介質層，減小光學膠層中熱的形成，從而通過光學膠將包層中的泵浦光和激光以光的形式傳導到光學玻璃層中，再通過光學玻璃層微小且不規則的腐蝕坑，使光以漫反射的形式發散出去，提高包層功率濾除裝置的安全穩定性。

去除外包層和涂覆層的光纖5的長度大于5cm有利于更好的濾出泵浦光和激光。

上述光導型包層功率濾除裝置的制造方法如下：

步驟一，在去除外包層和涂覆層的一段光纖5上穿套直徑略大于光纖直徑的光學玻璃管，形成光學玻璃層4。光學玻璃管經過腐蝕處理，形成不規則的腐蝕坑。光纖5的長度大于5cm。光學玻璃管的腐蝕一般使用氫氟酸進行。

步驟二，在光纖5與光學玻璃層4的空隙間填充不同折射率的光學膠并固化，形成光學膠層3。沿光纖5中光的傳播方向，光學膠層3每段的折射率為n₁，n₂，n₃，…n_N，折射率關系為n₁＜n₂＜n₃＜…＜n_N。在填充過程中，保證光纖5處于光學玻璃層4的中心位置。光纖5置于光學玻璃層4中心位置是為了使光學玻璃層中的光學膠均勻分布在光纖周圍，以保證熱量分布及光分布均勻。

步驟三，將光纖5、光學玻璃層4和光學膠層3密封在金屬外殼2中。在金屬外殼2中設置有冷卻水道。

金屬外殼2與光學玻璃層4緊密包裹有利于保證器件整體的完整性，方便與激光系統集成固定。同時，緊密接觸，更有利于通過金屬外殼中的冷卻循環帶走玻璃管中所聚集的熱量。如果光學玻璃層4的兩端與金屬外殼2存在間隙，可以通過螺釘或粘結等方式固定。

本發明的光導型包層功率濾除裝置可以通過上述方法來實現，但是并不僅限于上述方法。