[实用新型]具有温度监控功能的传能光缆

说明书

技术领域

本实用新型属于光传输技术领域，具体说，涉及一种具有温度监控功能的传能光缆。

背景技术

随着大功率激光技术的发展，大功率激光在工业加工、武器装备和医疗器械等方面的应用越来越引人注目。大功率激光的传输问题是大功率激光应用方面的关键问题之一。传能光缆是解决这一问题的主要途径。

目前，现有的传能光缆最大可以传输平均功率在千瓦量级的激光。这样大功率的激光在传能光缆中的光纤芯中传输时会产生很高的热量，有可能损坏传能光缆并造成安全事故。为了减小大功率激光在传能光缆中产生的热量从而避免损坏传能光缆，在传能光缆中采用了各种措施进行散热。例如，德国Trumpf公司的LLK-B传能光缆对光缆的纤芯包层进行磨砂处理，使得未耦合到纤芯内的光在传输到包层-空气界面时散射到空气中，从而避免了被光缆中的涂覆层吸收而引起温度升高以至烧坏光缆。但由于纤芯包层的表面积较小，因而光散射并不充分。还有一些传能光纤或包含在光纤激光器中的光纤通过在纤芯周围配置复杂的水冷装置进行散热，例如在中国专利公开号2343598、公开号1523384、公开号101640364、公开号201294327等专利文献中所公开的。另外，美国专利No.5497442公开了一种用于传输大功率激光的传能光缆的缆芯结构，其中，使用包在纤芯外的金属层构成该光缆的工作状况监测电路。但目前多采用化学镀的方法在纤芯外形成金属层，此类方法制作工艺复杂并且具有化学污染，不利于降低成本和保护环境。

实用新型内容

为了获得具有充分散热能力的传能光缆以传输更大功率的激光，同时为了降低传能光缆的制作成本并提高传能光缆的使用安全性，需要一种结构简单、使用安全并有很强散热能力的传能光缆来传输大功率激光。本实用新型的目的在于提供一种具有温度监控功能的传能光缆，该传能光缆不仅成本低、使用安全，而且能最大限度地进行散热以保证该传能光缆长时间连续地传输大功率激光。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种具有温度监控功能的传能光缆，该传能光缆包括一段传能光纤，该段传能光纤的一端嵌入与激光器出射端耦合的第一传能光纤接头中，该段传能光纤的另一端嵌入第二传能光纤接头中，该段传能光纤的所述两端之外的光传输段部分的周围包有金属套。所述第一传能光纤接头包括：金属管；密封地固定在该金属管的一端端口中的透明玻璃端帽；密封地固定在该金属管的另一端端口中的金属板；固定在所述金属板的面对所述透明玻璃端帽的一侧上并且平行于所述金属管轴线延伸的玻璃导管；靠近所述金属板的面对所述透明玻璃端帽的一侧的表面且穿过所述金属管管壁和所述玻璃导管管壁的进水管；靠近所述金属板的面对所述透明玻璃端帽的一侧的表面且穿过所述金属管管壁的出水管；紧密地环绕所述金属管的外壁设置的散热片；以及设置在所述金属管外壁中的温度传感器。同时，所述传能光纤的所述一端沿着所述金属管的轴线穿过所述金属板并在所述玻璃导管内部延伸，该一端的端面与所述透明玻璃端帽耦合，所述传能光纤的所述一端的位于所述透明玻璃端帽和所述金属板之间的部分紧密地套有光散射管。另外，所述温度传感器和/或包在所述传能光纤的所述两端之外的光传输段部分的周围的所述金属套连接到控制器上，使得当所述温度传感器所探测的温度的值大于第一预定阈值或当所述金属套的电阻大于第二预定阈值时，所述控制器切断所述激光器的输出。

优选地，所述透明玻璃端帽的与所述激光器出射端耦合的一端的端面可以镀有防反射膜，所述透明玻璃端帽的与所述传能光纤耦合的一端的侧表面可以进行磨砂处理。

优选地，在所述第一传能光纤接头中的所述金属板的面对所述透明玻璃端帽的一侧还可以设置有玻璃板，该玻璃板与所述金属板可以紧密接触并且该玻璃板的与所述金属板紧密接触的表面可以进行磨砂处理，所述玻璃导管可以通过与该玻璃板的结合而固定在所述金属板上。

优选地，所述光散射管可以由玻璃管制成，该光散射管可以通过粘合剂与所述传能光纤的包层粘合，并且该光散射管的外壁可以进行磨砂处理。

优选地，包在所述传能光纤的所述两端之外的光传输段部分的周围的所述金属套可以包括套在所述传能光纤上的第一金属套和套在所述第一金属套上的第二金属套，并且所述第一金属套和所述第二金属套之间可以填充有电绝缘材料，所述第二金属套与所述第一传能光纤接头的所述金属管的所述另一端可以固定连接。进一步优选地，所述第二金属套可以是绕制成的金属蛇管。