[发明专利]表面渐变散射型包层光功率剥离器制备装置及方法

说明书

本公开提供了一种表面渐变散射型包层光功率剥离器制备装置及方法，其中制备装置包括：反应筒、固定架、注入孔和流量计；反应筒底端设有连接孔，待腐蚀光纤穿过连接孔，且与反应筒底端密封连接；待腐蚀光纤与固定架连接；注入孔设置在反应筒上；装有腐蚀液的容器通过管路与注入孔相连，将腐蚀液注入反应筒中，管路上还设置有流量计。本公开提供的渐变腐蚀装置根据待腐蚀光纤剥离区间内，沿激光传输方向，包层表面的腐蚀时间沿待腐蚀光纤轴向连续地由小增大，对应包层表面的结晶体颗粒密度逐渐增大，以实现包层光散射率逐渐增大的效果。

技术领域

本公开涉及光纤激光技术领域，尤其涉及一种表面渐变散射型包层光功率剥离器制备装置及方法。

背景技术

包层泵浦技术实现了数千瓦级光纤激光输出。但是激光放大器输出级末端的残余泵浦光降低了光纤激光器输出光束质量。更为严重的是，残余泵浦光在相邻功率级之间传输时，会对激光系统中相邻功率级之间的无源器件产生额外的热负载，危害无源器件的稳定工作。此外，高功率光纤激光器广泛应用于激光加工领域。当光纤激光作用于待加工材料表面时，材料表面大量的散射光会耦合进入输出光纤的内包层，并沿输出光纤反向传输，对激光系统中的光纤器件以及泵浦激光二极管产生危害，因此包层光功率剥离器是高功率激光传输光缆中的必要组成单元。综上，包层光功率剥离器在全光纤激光系统及其应用中不可或缺，是优化全光纤激光器的输出光束质量及保证激光系统高功率运转可靠性的核心器件。包层光滤除造成的器件热负载是包层光功率剥离器的核心问题。

包层光功率剥离器的研究则是以制备方法和结构设计的改进为手段，目标获得具有低温升性能的剥离器。目前常用的方法是基于涂覆高折射率聚合物的方法制备，但是高折射率聚合物固有的导热性能差，热损伤阈值低等缺陷，限制了这种方法的高功率应用。

基于化学表面改性的方法制备表面散射型剥离器最易实施，并且制备过程中不引入热损伤介质，极大提高了剥离器的滤除功率水平。利用化学试剂可侵蚀裸露出来的包层表面，侵蚀过程是一种化学反应结晶过程。在剥离区间上常采用均匀腐蚀结构设计，其缺陷在于不能兼顾器件的温升均匀性和功率衰减性能。当腐蚀时间偏大，光纤表面的散射结晶体颗粒密度较大时，虽然可实现很高的功率衰减性能，但是包层光会在极短的距离内大量泄漏，容易产生局部热效应，器件表面温升剧烈。当腐蚀时间偏小，光纤表面的散射结晶体颗粒密度较小时，包层光沿剥离区轴向缓慢滤除，虽然器件温升降低，但是相同长度下滤除功率量大幅下降。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种表面渐变散射型包层光功率剥离器制备装置及方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种表面渐变散射型包层光功率剥离器制备装置包括：反应筒，反应筒底端设有连接孔，待腐蚀光纤穿过连接孔，且与反应筒底端密封连接；固定架，待腐蚀光纤与固定架连接；注入孔，注入孔设置在反应筒上；装有腐蚀液的容器通过管路与注入孔相连，将腐蚀液注入反应筒中；流量计，设置在装有腐蚀液的容器与注入孔相连的管路上。

在本公开一些具体实施例中，注入孔设置在反应筒侧壁下端，腐蚀液由反应筒下端注入。

在本公开一些具体实施例中，注入孔殴置在反应筒侧壁上端，腐蚀液由反应筒上端注入。

在本公开一些具体实施例中，流量计包括蠕动泵和/或耐酸碱腐蚀的流量计。