[实用新型]双包层光纤激光器的包层光滤除装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及双包层光纤激光器的包层光滤除装置，特别是指双包层光纤激光器及放大器输出端、器件连接处的包层光滤除装置。

技术背景

二十世纪八十年代，随着半导体激光技术及光纤制备技术的发展，双包层光纤激光器得到了快速的发展。目前，高功率双包层光纤激光器已经实现了单模单纤万瓦级的功率输出。其在工业加工、医疗、检测、军事等领域有广泛的应用。高功率光纤激光器以稀土掺杂双包层光纤作为增益介质，稀土掺杂双包层光纤以内包层传输多模泵浦光，以纤芯传输单模激射光。在内包层中传输的多模泵浦光经过纤芯时，被其中的掺杂稀土离子吸收并产生激射光。激射光在纤芯中以单模传输，通过增加泵浦功率可以获得高功率的单模激射光输出。由于稀土掺杂双包层光纤的长度是一定的，因此，在内包层中传输的泵浦光最后总有一些没有被纤芯中的掺杂稀土离子吸收。如果这些剩余的泵浦光进入激光输出装置，会对输出装置造成损害，进而损伤整个激光器，因此，在激光输出装置的前端，需要将剩余的泵浦光滤除。以输出功率1000W的双包层光纤激光器为例，需要的泵浦光功率大约为1700W，如果这些泵浦光有1%没有被吸收掉，剩余泵浦光就达到17W，这将对双包层光纤本身及输出装置造成损坏。

目前高功率双包层光纤激光器所采用的泵浦光滤除装置，大多是将双包层光纤的低折射率涂敷层剥除，涂敷以高折射率胶，使内包层中的泵浦光由高折射率胶中泄露出去，并将涂敷高折射率胶的这段光纤放置在导热组件中。这种方法可以很好的将内包层中的泵浦光滤除掉，但是，问题是没有考虑到对滤除掉的泵浦光的处理，没有考虑导热组件对泵浦光的反射。滤除泵浦光的这段光纤通常被放置在导热组件中，而导热组件所选用的导热材料是金属，金属对泵浦光有高的反射率，这会使滤除的泵浦光又被反射回光纤中，造成高折射率涂敷材料对泵浦光的二次吸收，使高折射率涂敷材料温度进一步升高，从而导致系统工作不稳定甚至烧毁。

发明内容

为了解决已有技术泵浦光滤除装置中的导热组件对泵浦光反射，从而造成高折射率涂覆材料损伤的问题。本实用新型提供一种既可以传导热量，又可以吸收被滤除泵浦光的双包层光纤激光器的包层光滤除装置。

本实用新型提供的双包层光纤激光器的包层光滤除装置，包括上导热组件1和与上导热组件1形状、结构、尺寸完全相同的下导热组件；上导热组件1是一个长方体，长方体的一个表面的中心沿长度方向有凹槽6，上硅片2的形状与凹槽6相同，上硅片2通过导热材料粘贴镶嵌在上导热组件1的凹槽6中；上导热组件1和下导热组件的材料是金属铜或铝；上硅片2的表面中心沿长度方向有腐蚀槽3；

下导热组件的凹槽向上，剥除外包层的双包层光纤5的外面涂覆有高折射率材料4后置于下导热组件的下硅片的腐蚀槽中；把上导热组件1凹槽向下置于下导热组件上面，通过导热材料把上导热组件1和下导热组件，及上硅片2和下硅片粘贴成为一个整体。

双包层光纤激光器的包层光滤除装置的制备方法，其步骤和条件如下：

Ⅰ、硅片的制备：

(1) 选择上硅片；

 (2) 将上硅片进行湿氧氧化形成SiO₂层，氧化炉温度为1100℃，氧化时间1小时，水温95℃，氧气流量2L/min；

(3) 通过光刻工艺去除去上硅片放置双包层光纤腐蚀槽对应处的SiO₂，形成一个长方形的条形的无SiO₂区域；

4、采用四甲基氢氧化铵对上硅片进行各向异性腐蚀，腐蚀液浓度为30%wt，腐蚀温度为80℃，腐蚀速度约0.8μm/min，形成放置双包层光纤腐蚀槽；

5、用HF酸溶液去除上硅片表面的SiO₂，完成放置双包层光纤腐蚀槽的制备；

6.把上硅片2通过导热材料粘贴镶嵌在上导热组件1的凹槽6中；

Ⅱ、双包层光纤的外涂覆层的剥除和涂覆高折射率聚酯材料：     

 (1)用剥纤钳或光纤涂敷层热剥除器将双包层光纤的低折射率涂敷层剥除掉，形成剥除外包层的双包层光纤；

(2)用酒精清洁剥除外包层的双包层光纤；

(3)用光纤涂覆机在剥除外包层的双包层光纤上涂覆一层高折射率聚酯材料；

Ⅲ、包层光滤除装置的制备：

下导热组件的凹槽向上，剥除外包层的双包层光纤5的外面涂覆有高折射率材料4后置于下导热组件硅片的腐蚀槽中；把上导热组件1凹槽向下置于下导热组件上面，通过导热材料把上导热组件1和下导热组件，及上硅片2和下硅片粘贴成为一个整体。