[发明专利]新型高功率光纤剥模器及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及高功率光纤激光器技术领域，具体是涉及一种采用溶胶凝胶法制备高折射率氧化物涂层的高功率光纤剥模器及其制备方法。

背景技术

高功率光纤激光器具有光束质量好、效率高、结构紧凑和散热性好等优点，近年来得到快速的发展。为了实现高功率激光的输出，通常采用双包层掺杂光纤作为有源光纤。泵浦光在有源光纤内包层中传播的同时，不断被纤芯吸收，在谐振腔反馈的条件下，产生激光。由于有源光纤的有限长度和包层中螺旋光存在等原因导致泵浦光不能被纤芯完全吸收，会有残余泵浦光存在。同时，光纤之间的不完美熔接和光纤本身的局部缺陷也会导致部分信号光泄漏到包层中。这两种光在包层中传播形成包层光。包层光的存在使激光能量分布不集中，严重影响激光的光束质量，从而影响后续激光合束和激光加工效果。在高功率光纤激光器中，包层光功率太大甚至会对后续器件产生破坏。因此除去包层光是非常必要的。

目前，现有的高功率光纤剥模器制备技术，较多的是将双包层光纤外包层剥除后，在内包层表面沿着光纤单段或者分段涂覆一层单一或不同高折射率的有机胶水，破坏原来的全反射条件，使包层光可以泄漏到外部空间中。由于高折射率有机胶水是有机聚合物，能够长期承受的温度有限。长时间高温条件下使用，可能导致胶水性质发生变化，光吸收增加，且温度升高，会进一步加剧光吸收，最终可能导致剥模器损坏，严重影响高功率光纤激光器的稳定性。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种高功率光纤剥模器及其制备方法，通过在去除外包层的双包层光纤上涂覆一层耐高温的高折射率氧化物(含金属氧化物)涂层，避免使用有机胶水，使高功率光纤剥模器能够承受更高的温度，增加了产品的可靠性和稳定性。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种新型高功率光纤剥模器，包括双包层光纤，所述双包层光纤包括光纤纤芯、内包层和外包层，所述双包层光纤轴向形成有至少一段剥离了外包层暴露出内包层的待涂覆光纤段，所述待涂覆光纤段上涂覆有至少一层耐高温的折射率高于内包层的氧化物涂层，所述氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上包封有一封装件。

进一步的，所述双包层光纤轴向形成有一段或两段所述待涂覆光纤段，且所述待涂覆光纤段上涂覆有一层所述氧化物涂层。

进一步的，所述双包层光纤轴向形成有两段所述待涂覆光纤段，两段待涂覆光纤段上涂覆的两段所述氧化物涂层通过一个所述封装件包封。

进一步的，所述氧化物涂层为SiO₂、Al₂O₃、Ti₂O₃。

进一步的，所述封装件为玻璃套管。

一种新型高功率光纤剥模器的制备方法，首先，将双包层光纤轴向至少一段的外包层剥离，暴露出内包层，形成至少一段待涂覆光纤段；然后，将醇盐前驱体溶解于液体介质中制备出氧化物的前驱体溶液，将去除外包层的双包层光纤置于该前驱体溶液中进行胶凝，将湿凝胶干燥，并进行局部高温热处理，使氧化物熔覆在双包层光纤的内包层上，并和外包层成为一体，形成氧化物涂层；最后，将一封装件包封在氧化物涂层上及靠近其两端的双包层光纤上。

进一步的，所述局部高温热处理的方法为采用CO₂激光扫描加热、感应电加热、电阻加热。

进一步的，所述加热在空气或氧气环境中进行。

本发明的有益效果是：本发明提供一种高功率光纤剥模器及其制备方法，通过在去除外包层的双包层光纤上涂覆一层耐高温的高折射率(折射率大于内包层的折射率)的氧化物(含金属氧化物)涂层，并在氧化物(含金属氧化物)涂层外包封一玻璃套管，可避免使用有机胶水，使高功率光纤剥模器能够承受更高的温度，从而增加产品的可靠性和稳定性，还可避免采用类似光栅结构，因偏光而烧蚀光纤涂覆层，且玻璃套管可对高功率光纤剥模器进行防护。较佳的，该氧化物涂层可以为高折射率的SiO₂、Al₂O₃、Ti₂O₃等。较佳的，可以对双包层光纤进行单段或者两段或多段涂覆氧化物(含金属氧化物)涂层。该氧化物(含金属氧化物)涂层采用局部高温处理，以确保氧化物涂层熔覆在光纤内包层上，和外包层成为一体。较佳的，该热处理的方法可采用CO₂激光扫描加热、感应电源加热及电阻加热等系列局部加热方法，加热氛围可在空气和氧气环境中进行。

附图说明

图1为本发明高功率光纤剥模器一实施例结构示意图；