[实用新型]一种光纤冷却盘及光纤激光器和光纤放大器

说明书

本实用新型提供了一种光纤冷却盘及光纤激光器和光纤放大器。所述光纤冷却盘的一面设置有跑道，所述跑道用于使光纤沿所述跑道盘绕于光纤冷却盘上；且所述跑道的布置结构使光纤只能按照特定盘绕结构盘绕于光纤冷却盘上。通过将光纤冷却盘中跑道的布置结构进行改良，当光纤盘绕于所述光纤冷却盘上时，光纤的第二端能从多个光纤圈的内圈中绕出，使得光纤两端均位于多个光纤圈之外，光纤两端连接其他元器件时不必向上翘起，进而解决了传统盘绕方法所必然导致的光纤飞纤问题。基于上述光纤冷却盘，本实用新型还提供了一种光纤激光器和光纤放大器。

技术领域

本实用新型涉及光纤技术领域，特别涉及一种光纤冷却盘及光纤激光器和光纤放大器。

背景技术

近年来，得益于光纤及光纤无源器件制作水平的提高，高功率的光纤激光器和光纤放大器取得了长足的发展，其单纤输出功率从数十瓦发展到数百瓦甚至到近万瓦。在光纤及光纤无源器件制作水平提高的同时，光纤在光纤冷却盘中的盘绕技术却成为了制约光纤激光器和光纤放大器进一步发展的短板之一。传统的光纤盘绕技术为光纤从内圈向外圈或从外圈向内圈一圈圈盘绕在光纤冷却盘内，内圈的光纤端头必须翘起来以连接其他元器件，业内技术人员将内圈光纤端头翘起以相连其他元器件称为飞纤，然而光纤飞纤会导致翘起部分的光纤无法固定，无法冷却，影响系统稳定，制约光纤激光器和光纤放大器功率的进一步提升。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种光纤冷却盘，本实用新型对所述光纤冷却盘中用于盘绕光纤的跑道进行结构改进，所述光纤冷却盘能避免传统光纤盘绕方法所必然导致的飞纤问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：一种光纤冷却盘，所述光纤冷却盘的一面设置有跑道，所述跑道用于使光纤沿所述跑道盘绕于光纤冷却盘上；且所述跑道的布置结构使光纤只能按照下述盘绕结构盘绕于光纤冷却盘上；

所述盘绕结构为：从光纤的第一端开始将光纤由外圈向内圈顺时针盘绕，盘绕至这根光纤的中段时停止顺时针盘绕，形成从外至内顺时针盘绕的第1圈、第2圈...第n圈光纤圈；接着从光纤的中段开始将光纤由内圈向外圈逆时针盘绕，形成从内至外逆时针盘绕的第n′圈...第2′圈、第1′圈光纤圈，且第m′圈光纤圈位于第m+1圈光纤圈与第m圈光纤圈之间，光纤的第二端从第1圈光纤圈和第2圈光纤圈之间绕出，m和m+1为[1,n]区间中的整数；或者，

从光纤的第一端开始将光纤由外圈向内圈逆时针盘绕，盘绕至这根光纤的中段时停止逆时针盘绕，形成从外至内逆时针盘绕的第1圈、第2圈...第n圈光纤圈；接着从光纤的中段开始将光纤由内圈向外圈顺时针盘绕，形成从内至外顺时针盘绕的第n′圈...第2′圈、第1′圈光纤圈，且第m′圈光纤圈位于第m+1圈光纤圈与第m圈光纤圈之间，光纤的第二端从第1圈光纤圈和第2圈光纤圈之间绕出，m和m+1为[1,n]区间中的整数。

通过将光纤冷却盘中跑道的布置结构设计为上述结构，当光纤盘绕于所述光纤冷却盘上时，光纤的第二端能从多个光纤圈的内圈中绕出，使得光纤两端均位于多个光纤圈之外，光纤两端连接其他元器件时不必向上翘起，进而解决了传统盘绕方法所必然导致的光纤飞纤问题。

优选的，所述跑道的横截面形状为U型凹槽、V型凹槽或矩形凹槽。

优选的，所述光纤圈的形状为非封闭椭圆形；所述非封闭椭圆形由两条相互平行的直线，及分别位于平行直线两端的第一半圆和第二半圆组成。通过将光纤圈的形状设计为所述非封闭椭圆形，非封闭椭圆形较同等半径的圆形面积更大，多出的面积等于两条平行线之间的面积。由于所述非封闭椭圆形面积较大，保证最内层的光纤圈有足够的空间允许光纤中段反向回旋。应当理解的，光纤冷却盘上的跑道应根据上述盘绕结构相应地布置。

优选的，任意两相邻第一半圆或第二半圆之间的半径之差均等于d，且d大于包含保护层厚度的光纤直径。通过将任意两光纤圈之间的半径差设计为恒定值d，可以提高光纤的盘绕整洁度，利于节省空间，实现紧凑化设计。应当理解的，光纤冷却盘上的跑道应根据上述盘绕结构相应地布置。