[發(fā)明專利]一種光纖激光器光纖輸出端封裝模塊

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210411800.3
• 申請日: 2012-10-24
• 公開（公告）號: CN103779765A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鞏馬理;閆平;郝金坪;張海濤;柳強;黃磊
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/042
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖激光器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光纖激光器的光纖輸出端封裝模塊。

背景技術(shù)

光纖激光器作為當(dāng)今光電子技術(shù)研究領(lǐng)域中最前沿的研究課題之一，廣泛應(yīng)用于光學(xué)數(shù)據(jù)存儲、光學(xué)通信、傳感技術(shù)、光譜和醫(yī)學(xué)應(yīng)用等多個領(lǐng)域。光纖激光器因其優(yōu)異的光束質(zhì)量、非常高的功率和功率密度、易于冷卻、高的穩(wěn)定性和可靠性等多方面的優(yōu)點受到人們的青睞，被眾多科學(xué)工作者研究，并得到了飛速的發(fā)展。在光纖激光器的研究過程中，高功率輸出一直是人們追求的一大目標(biāo)。

但是，伴隨著光纖激光器功率的提升，激光器的散熱問題面臨著更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。激光器的輸出端傳輸著激光器的所有能量，故而是整個激光器中功率最高的部分。在光纖激光器的光纖輸出端，由于積聚著大量的功率，較易積累過多的熱量，所以溫度也較高。當(dāng)熱量積累到一定程度時，激光輸出端的光纖就會發(fā)生灼燒以致?lián)p壞，這一點在激光器長時間運轉(zhuǎn)的情況下尤為顯著，因而嚴(yán)重影響了激光器的運行。另一方面，光纖激光器在應(yīng)用中常會與一些光學(xué)元件配合使用，即將透鏡等放置在光纖輸出端之后，用于光束的校準(zhǔn)等，這種情況下，光纖輸出的光束經(jīng)過光學(xué)元件后，會有部分反射回來，雖然一般情況下這部分反射比例較低，但是，當(dāng)激光器的輸出功率很高時，反射回來的光束功率就會較高，從而破壞光纖的端面并給光纖帶來損傷，這也會極大地影響激光器的運轉(zhuǎn)。

針對光纖端的散熱問題，現(xiàn)有技術(shù)公開了以下幾種方法，

第一種現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種將包層光泄露并通過外殼吸收的光纖裝置，從而將射入光纖的大角度光集中濾除，但是這種方法主要適用于泄露光纖的包層光，而對于光纖本身攜帶的熱量，卻不能很好地散發(fā)出去。

第二種現(xiàn)有技術(shù)公開了一種采用流體冷卻光纖端的方法。對于入射至光纖但未被吸收的光，由光纖裝置內(nèi)的冷卻液體和裝置外壁吸收，并通過循環(huán)的冷卻液體帶走多余熱量。這種方法對光纖的冷卻較為直接，但是裝置的實現(xiàn)相對復(fù)雜。

第三種現(xiàn)有技術(shù)公開了通過在光纖注入端外接一錐形通光材料，來實現(xiàn)對大孔徑光的耦合注入；同時，大角度的光會從錐形部分散射出來，通過流體吸收并循環(huán)帶走熱量。這種光纖散熱方法也稍顯復(fù)雜。

以上幾種方法主要是針對光纖作為激光注入端的情況，雖然在一定程度上解決了光纖作為注入端時的散熱問題，但是光纖作為輸出端的情況與此不完全相同。光纖作為輸出端時，是作為激光器的輸出部分，結(jié)構(gòu)要小巧簡單、易與激光器其他部分結(jié)合在一起；同時，由于激光耦合輸出時會存在部分反饋光，因而還要避免反饋光對激光器造成的損傷。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種光纖激光器的光纖輸出端封裝模塊，以克服現(xiàn)有的激光器光纖散熱裝置復(fù)雜、散熱效果差，以及因光纖的輸出端存在部分反饋光而破壞光纖的輸出端并給光纖帶來損傷的缺陷。

（二）技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種光纖激光器的光纖輸出端封裝模塊，包括金屬連接件、導(dǎo)熱膜、外殼和光學(xué)部件，光纖的外表面部分或全部包覆導(dǎo)熱膜，所述金屬連接件用于固定所述光纖，其與光纖外表面包覆的導(dǎo)熱膜連接，所述金屬連接件與所述外殼連接，所述光學(xué)部件設(shè)置在所述光纖輸出激光的方向上并且與所述外殼連接。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱膜為金屬導(dǎo)熱膜或非金屬導(dǎo)熱膜。

優(yōu)選的，所述非金屬導(dǎo)熱膜為導(dǎo)熱硅脂膜或?qū)峁枘z膜。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱膜采用鍍制或粘接方式覆蓋在光纖上。

優(yōu)選的，所述光學(xué)部件為光學(xué)透鏡或光學(xué)輸出窗口元件。

優(yōu)選的，所述光學(xué)部件表面鍍有光學(xué)膜。

優(yōu)選的，所述光纖的輸出端連接端帽。

（三）有益效果

本發(fā)明提供的光纖激光器的光纖輸出端封裝模塊，結(jié)構(gòu)小巧簡單、穩(wěn)定可靠，將光纖攜帶的高熱量通過導(dǎo)熱膜、金屬連接件傳到外殼并散發(fā)至外部空間，可有效確保整個模塊具有很好的散熱效果；同時外界反射回的激光光束也被外殼阻擋而無法反向進(jìn)入光纖，最大程度地保護(hù)光纖的輸出端免受損傷。將外殼固定后，還可以保證輸出的出射激光光束在空間上具有穩(wěn)定的指向。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例光纖激光器的光纖輸出端封裝模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1：光纖；2：導(dǎo)熱膜；3：金屬連接件；4：光學(xué)部件；5：外殼；6：出射激光光束；7：反射激光光束；8：端帽。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例僅用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。