[實用新型]用于大功率激光傳輸的傳能光纜

有效

• 申請號: 201120273174.7
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN202196207U
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 王智勇;史元魁;譚祺瑞;許并社;陳玉士;曹銀花;王有順
• 申請（專利權）人: 山西飛虹激光科技有限公司;北京工業大學
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44;G02B6/42;G01K11/32
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

技術領域

本實用新型屬于光傳輸技術領域，具體說，涉及一種用于大功率激光傳輸的傳能光纜。

背景技術

隨著大功率激光技術的發展，大功率激光在工業加工、武器裝備和醫療器械等方面的應用越來越引人注目。大功率激光的傳輸問題是大功率激光應用方面的關鍵問題之一。傳能光纜是解決這一問題的主要途徑。

目前，現有的傳能光纜最大可以傳輸平均功率在千瓦量級的激光。這樣大功率的激光在傳能光纜中的光纖芯中傳輸時會產生很高的熱量，有可能損壞傳能光纜并造成安全事故。為了減小大功率激光在傳能光纜中產生的熱量從而避免損壞傳能光纜，在傳能光纜中采用了各種措施進行散熱。例如，德國Trumpf公司的LLK-B傳能光纜對光纜的纖芯包層進行磨砂處理，使得未耦合到纖芯內的光在傳輸到包層一空氣界面時散射到空氣中，從而避免了被光纜中的涂覆層吸收而引起溫度升高以至燒壞光纜。但由于纖芯包層的表面積較小，因而光散射并不充分。還有一些傳能光纖或包含在光纖激光器中的光纖通過在纖芯周圍配置復雜的水冷裝置進行散熱，例如在中國專利公開號2343598、公開號1523384、公開號101640364、公開號201294327等專利文獻中所公開的。另外，美國專利No．5497442公開了一種用于傳輸大功率激光的傳能光纜的纜芯結構，其中，使用包在纖芯外的金屬層構成該光纜的工作狀況監測電路。但目前多采用化學鍍的方法在纖芯外形成金屬層，此類方法制作工藝復雜并且具有化學污染，不利于降低成本和保護環境。

實用新型內容

為了獲得具有充分散熱能力的傳能光纜以傳輸大功率激光，同時為了降低傳能光纜的制作成本并提高傳能光纜的使用安全性，需要一種結構簡單、使用安全并有很強散熱能力的傳能光纜來傳輸大功率激光。本實用新型的目的在于提供一種用于大功率激光傳輸的傳能光纜，該傳能光纜不僅成本低、使用安全，而且能充分散熱以保證該傳能光纜長時間連續地傳輸大功率激光。

為了實現上述目的，本實用新型提供一種用于大功率激光傳輸的傳能光纜，該傳能光纜包括一段傳能光纖，該段傳能光纖的一端嵌入與激光器出射端耦合的第一傳能光纖接頭中，該段傳能光纖的另一端嵌入第二傳能光纖接頭中，該段傳能光纖的所述兩端之外的光傳輸段部分的周圍包有金屬套。所述第一傳能光纖接頭包括：金屬管；密封地固定在該金屬管的一端端口中的透明玻璃端帽；密封地固定在該金屬管的另一端端口中的金屬板；固定在所述金屬板的面對所述透明玻璃端帽的一側上并且平行于所述金屬管軸線延伸的玻璃導管；靠近所述金屬板的面對所述透明玻璃端帽的一側的表面且穿過所述金屬管管壁和所述玻璃導管管壁的進水管；靠近所述金屬板的面對所述透明玻璃端帽的一側的表面且穿過所述金屬管管壁的出水管；以及設置在所述金屬管外壁中的溫度傳感器。同時，所述傳能光纖的所述一端沿著所述金屬管的軸線穿過所述金屬板并在所述玻璃導管內部延伸，該一端的端面與所述透明玻璃端帽耦合，所述傳能光纖的所述一端的位于所述透明玻璃端帽和所述金屬板之間的部分緊密地套有光散射管。另外，所述溫度傳感器和/或包在所述傳能光纖的所述兩端之外的光傳輸段部分的周圍的所述金屬套連接到控制器上，使得當所述溫度傳感器所探測的溫度的值大于第一預定閾值或當所述金屬套的電阻大于第二預定閾值時，所述控制器切斷所述激光器的輸出。

優選地，所述透明玻璃端帽的與所述激光器出射端耦合的一端的端面可以鍍有防反射膜，所述透明玻璃端帽的與所述傳能光纖耦合的一端的側表面可以進行磨砂處理。

優選地，在所述第一傳能光纖接頭中的所述金屬板的面對所述透明玻璃端帽的一側還可以設置有玻璃板，該玻璃板可以與所述金屬板緊密接觸，并且該玻璃板的與所述金屬板緊密接觸的表面可以進行磨砂處理，所述玻璃導管可以通過與該玻璃板結合而固定在所述金屬板上。

優選地，所述光散射管可以由玻璃管制成，該光散射管可以通過粘合劑與所述傳能光纖的包層粘合，并且該光散射管的外壁可以進行磨砂處理。

優選地，在所述光散射管的外壁、所述玻璃導管的內壁和外壁、所述金屬板的面對所述透明玻璃端帽的一側的壁以及所述金屬管的內壁中的一個或多個壁上可以覆蓋有用于吸收一個或多個波長范圍內的光的光吸收材料?；蛘撸瑑炦x地，在所述光散射管的外壁、所述玻璃導管的內壁和外壁、所述玻璃板的與所述金屬板接觸的壁以及所述金屬管的內壁中的一個或多個壁上可以覆蓋有用于吸收一個或多個波長范圍內的光的光吸收材料。優選地，所述光吸收材料可以包括一層或多層光吸收材料。