[发明专利]一种高功率包层光剥离器及其端头紧固密封结构

说明书

本发明公开了一种高功率包层光剥离器及其端头紧固密封结构，其包括光纤、套管、封装壳体、限位机构，所述限位机构包括环形凹槽、密封圈、紧固堵头。本发明受挤压的密封圈可以起到固定套管、封装壳体内部空间、缓冲外界振动对套管的冲击、避免套管接触其他结构部件而意外损伤的四重作用，有效提升封装壳体的可靠性。通过垫片避免因密封圈异常变形而导致的密封圈破损、密封失效、冷却液漏液等问题。通过设计密环形凹槽的深度，将密封圈的形变量控制在推荐设计区间以内，以实现对密封圈的合理且定量的挤压。

技术领域

本发明涉及包层光剥离器领域，具体的说，是一种高功率包层光剥离器及其端头紧固密封结构。

背景技术

目前市场高功率光纤激光器一般采用双包层或多包层光纤。因为增益光纤对泵浦光的吸收有限，在光纤包层中会存在残余泵浦光；在光纤熔接点处会因为折射率的变化，激发一定量包层光。这些包层光的存在会恶化输出激光的光束质量，降低激光系统的稳定性，需要进行使用包层光剥离器(Cladding Power Stripper,简称CPS)进行剥除。对输出功率数千瓦的高功率光纤激光器，CPS的剥离功率需要达到数百瓦。

制作剥离数百瓦甚至更高功率包层光的CPS需要将一段光纤的涂覆层去除并对外包层进行腐蚀处理，导致光纤较为脆弱，容易断裂。为了增加强度，通常需要在光纤外套一根石英玻璃管来增加腐蚀区的强度，光纤与石英玻璃管通过胶水连接固定。当CPS剥离功率达到数百瓦时，为防止被剥离的光加热CPS周围的元器件，导致可靠性降低，通常需要将CPS的石英玻璃管固定于用于吸收废光的封装壳体中。封装壳体通过与散热冷板接触或者在其中通入的冷却液进行热交换，将废光产热带走。

石英玻璃管在固定于封装壳体中时，常通过紧固堵头挤压密封圈(一般为O型圈)，使密封圈发生形变来完成封装。一方面，密封圈的形变能增大密封圈与石英玻璃管间的摩擦力，防止石英玻璃管发生轴向位移；一方面，密封圈的形变能使冷却液无法沿着着石英玻璃管向外渗漏，如CN 208173994 U。

但目前的CPS端头紧固密封结构存在如下问题：

1.没有考虑密封圈的横向限位，导致在装配时密封圈不可避免地会发生一定程度的横向位移，带动石英玻璃管发生横向移动，进而存在石英玻璃管与封装壳体、紧固堵头发生硬接触而损伤石英玻璃管的可能。在冲击较大或振动频繁时，可能会导致石英玻璃管在接触点及附近发生断裂，石英玻璃管中的光纤会因丧失有效支撑而断裂，导致光纤烧毁，甚至引发一系列连锁反应，烧毁光纤激光器；

2.紧固堵头在沿封装壳体内螺纹旋紧过程中，在挤压密封圈的同时会因摩擦对密封圈施加角向的扭转力，密封圈存在因过度扭转而发生不均匀变形，进而导致密封失效、冷却液漏液、密封圈破损等问题；

3.传统结构在紧固堵头旋紧过程中，无法控制密封圈形变量。密封圈既存在因压缩量过大而导致的寿命降低甚至破损的风险，也存在因压缩不足导致的石英玻璃管松脱或密封不紧的风险，两者均会带来密封失效、冷却液漏液的问题。

发明内容

本发明提供了一种高功率包层光剥离器及其端头紧固密封结构，用于解决背景技术中存在的问题。

本发明采用的技术方案是：提供一种高功率包层光剥离器端头紧固密封结构，其包括光纤、套管、封装壳体、限位机构，所述光纤经去除涂敷层及腐蚀处理后穿设于所述套管内，所述封装壳体上设置有安装通孔，所述套管穿设于安装通孔中，所述限位机构将套管固定于安装通孔中；所述限位机构包括环形凹槽、密封圈、紧固堵头，所述安装通孔的两端均连通有堵头螺纹孔，所述环形凹槽分别位于安装通孔的两端且所述套管穿过所述环形凹槽，所述密封圈套设于所述套管的外侧壁上且位于环形凹槽内，所述堵头螺纹孔的孔径大于环形凹槽的直径，所述密封圈的厚度大于所述环形凹槽的槽深度，所述紧固堵头套设于所述套管外侧且与所述堵头螺纹孔螺纹连接，通过拧紧所述紧固堵头实现对所述密封圈的定量压缩，以及实现所述套管不会发生横向位移。