[实用新型]双向泵浦光纤绕线盘结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及连续光纤激光器技术领域，特别涉及双向泵浦光纤绕线盘结构。

背景技术

目前市面上的连续光纤激光器模组均采用单谐振腔单方向泵浦结构，由于结构设计以及散热限制，一般最大输出功率都在1000瓦左右。为了提高输出功率，通常会采取多个激光器单模组组合，输出端通过合束器并联输出。这样的做法不仅会降低光束质量，同时也会造成体积过于庞大不易搬运及存储，并且额外的器件使用也会导致成本大幅度提高。双向泵浦激光器可以在保证光束质量的同时巧妙的解决单模组激光器输出功率瓶颈问题。

双向泵浦单模组在提高输出功率的同时，也意味着需要处理更多的散热问题。热处理方面的最大挑战通常来自于增益光纤，过热的增益光纤会降低泵浦功率的吸收而影响输出功率。好的光束质量意味着输出光斑模式要尽可能低，即要求光纤激光系统能够有效的滤掉高阶模式。同时，光纤激光器通常在高温，高湿度多尘的环境中进行工业加工，增益光纤及关键焊接点长期在这种环境中容易老化影响光束质量以及输出效率。因此如何有效冷却，隔离，绕盘光纤对于提高光纤激光器的输出功率以及光斑质量有着至关重要的影响。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有增益光纤绕线结构所存在的上述技术问题而提供一种双向泵浦光纤绕线盘结构，这种双向泵浦光纤绕线盘结构具有散热平衡，光纤长度灵活，输出光斑质量可控，防尘防湿等优点。

本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：

双向泵浦光纤绕线盘结构，包括双向泵浦光纤绕线盘，所述双向泵浦光纤绕线盘的一面分为器件安装区域和增益光纤模块区域，所述增益光纤模块区域分为中心刻槽区域、外部刻槽区域以及位于中心刻槽区域和外部刻槽区域之间的光面区域；所述器件安装区域位于所述外部刻槽区域四周，在所述器件安装区域的四周设置有密封槽，用于放置密封圈，上面安装盖板将所述双向泵浦光纤绕线盘全部密封起来；在所述双向泵浦光纤绕线盘四周设置有若干通孔，用于无源光纤出入。

在本实用新型的一个优选实施例中，所述中心刻槽区域为圆环形，所述外部刻槽区域为波浪环形刻槽区域。

由于采用如上的技术方案，本实用新型与现有绕线盘相比，具有如下优点：

1.热负载平衡。在双向泵浦结构中，增益光纤由于两端均有入射的泵浦光源，增益光纤两端热负载要明显强于中心区域。因此在增益光纤模块设计中，光纤先顺着深刻槽绕至内部刻槽区域，半径逐渐减小。然后跳转至光面区域进行绕圈，然后从外部刻槽区域绕出，半径逐渐增加。这种设计保证了光纤两端热负载较重区域在刻槽内部得到有效散热。

2.结构紧凑，光纤长度灵活可变。本实用新型将光面绕线盘和刻槽绕线盘结合在一起：光纤长度可以通过内部光面绕线盘区域调节，而热负载较高区域光纤由于放置在刻槽内因此也得到了有效的冷却。绕线盘的尺寸也比单一的全刻槽绕线盘设计要紧凑一些。

3.外部刻槽区域采用波浪环形刻槽区域设计，有效去除高阶模式。不同的绕圈半径，可以有效滤出不同的特定高阶模式，因此输出光斑质量会更接近单模。

4.独特的叠层刻槽设计。与传统的设计不同，增益光纤不是通过光纤上层跳入内部，而是通过下层的深刻槽从光纤下部绕入。这种设计的优点可以帮助热负载较重的光纤贴近槽面得到全面的散热。

5.独特的密封设计，降低外部环境影响。本设计采用密封圈和盖板将内部光纤和焊接点密封在绕线盘里。因此对于外部坏境温度以及湿度有一定的隔绝性，可以降低结露发生，并防止灰尘进入提高激光器的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型双向泵浦光纤绕线盘结构的示意图。

具体实施方式

参见图1，图中所示的双向泵浦光纤绕线盘结构，包括双向泵浦光纤绕线盘100，双向泵浦光纤绕线盘100的一面分为器件安装区域110和增益光纤模块区域，增益光纤模块区域分为中心刻槽区域120、外部刻槽区域130以及位于中心刻槽区域120和外部刻槽区域130之间的光面区域140；器件安装区域110位于外部刻槽区域130四周，在器件安装区域110的四周设置有密封槽150，用于放置密封圈，上面安装盖板将所述双向泵浦光纤绕线盘100密封起来；在双向泵浦光纤绕线盘100四周设置有若干通孔160，用于无源光纤出入。

中心刻槽区域120为圆环形，外部刻槽区域130为波浪环形刻槽区域。