[發明專利]一種高功率光纖泵浦合束器及其封裝方法

有效

• 申請號: 201410691451.4
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104377537B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 范國濱;吳娟;張凱;孫殷宏;馬毅;唐淳;張衛;王巖山;馮昱駿;李騰龍;高清松
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: H01S3/091
• 分類號: H01S3/091;H01S3/042
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠;吳彥峰

本發明提供了一種高功率光纖泵浦合束器及其封裝方法的技術方案，該方法利用在拉錐整形后的光纖波導結構（包括N根輸入泵浦光纖、錐區、熔接點、輸出光纖）的輸入端和輸出端有技巧的涂覆兩道高折射率UV膠，從而使其固定于一帶有凹槽的鋁質基板上，再用一與鋁質基板凹槽結構相同的鋁質上蓋點膠密封以完成泵浦合束器的封裝。利用本發明封裝后的泵浦合束器結構簡單，熱量囤積現象不明顯，散熱效果好，器件不易損壞，耐受功率可達kW至數kW量級。

技術領域

本發明涉及的是一種光學設備及其封裝方法，尤其是一種高功率光纖泵浦合束器及其封裝方法。

背景技術

在現有技術中，公知的技術是，光纖泵浦合束器具有使用方便、耦合效率高、集成度高等優點，已成為光纖激光器中主要的泵浦耦合方式。光纖泵浦合束器的主要組成包含兩部分：一是經拉錐整形后的光纖波導結構；二是封裝結構。光纖泵浦合束器的封裝應具備以下三方面功能：一是對泵浦合束器中的光纖波導結構進行有效固定；二是對泵浦合束器中的雜散光進行有效吸收；三是對泵浦合束器中的廢熱進行有效傳遞，從而減小泵浦合束器的熱效應，提高泵浦合束器的耐受功率。

目前，光纖泵浦合束器的封裝結構普遍較復雜，且散熱性能較差，尤其是kW級高功率光纖泵浦合束器的封裝散熱一般采取通水冷卻方式，其封裝過程和結構均相對復雜。如何有效提高光纖泵浦合束器的導光、散熱性能，并有效簡化封裝結構從而方便使用已成為需解決的重要問題，這是現有技術所存在的不足之處。

發明內容

本發明的目的，就是針對現有技術所存在的不足，而提供一種高功率光纖泵浦合束器及其封裝方法的技術方案，該方案結構簡單、使用方便、散熱性能好，耐受功率可高達kW量級。

本方案是通過如下技術措施來實現的：

一種高功率光纖泵浦合束器，其特征是：包括有上蓋、基板、熔接在一起的輸入泵浦光纖束和輸出泵浦光纖；輸入泵浦光纖束和輸出泵浦光纖水平放置在基板上；基板兩端和中部設置有凹槽；輸入泵浦光纖束放置在基板一端的凹槽上；輸出泵浦光纖放置在基板另一端的凹槽上；輸入泵浦光纖束和輸出泵浦光纖的熔接點設置在基板中部的凹槽上；上蓋板蓋在基板上。

作為本方案的優選：輸入泵浦光纖束的裸光纖部分均勻分散開，各裸露的光纖之間存在間隙，并由高折UV膠將裸光纖部分固定在基板上。

作為本方案的優選：輸出泵浦光纖由涂敷在光纖上的高折UV膠固定在基板上。

作為本方案的優選：凹槽的形狀為辦圓弧形，凹槽內部緊密排布有錐角角度小于凹槽上方光纖的最大穩定傳輸角的半圓弧形V型槽。

一種高功率光纖泵浦合束器的封裝方法，其特征是：包括有以下步驟：

a.將熔接在一起的輸入泵浦光纖束和輸出泵浦光纖水平置于基板的凹槽內，并用夾具將輸出泵浦光纖固定住；

b. 將輸入泵浦光纖的裸光纖部分均勻分散開，使各裸光纖存在一定間隙，然后再用特定夾具將輸入泵浦光纖固定住；

c. 將高折UV膠涂覆在遠離錐區，且被分散開來的輸入泵浦光纖的裸光纖部分和輸入泵浦光纖的聚合物保護層部分，其中，裸光纖部分的涂覆長度為9mm-11mm，聚合物保護層的涂覆長度大于5mm，高折UV膠完全浸沒輸入泵浦光纖以保證有效的導光和導熱性能；

d. 用紫外固化燈對涂覆在泵浦合束器輸入端的高折UV膠進行紫外光輻照固化；

e. 對輸出泵浦光纖進行點膠涂覆，當輸出泵浦光纖為石英包層光纖時，高折UV膠直接涂覆在遠離熔接點的輸出泵浦光纖的裸石英包層上；當輸出泵浦光纖為聚合物包層光纖時，高折膠涂覆的起始位置應恰好與聚合物包層平齊，輸出端的UV膠涂覆長度大于8mm，高折膠完全浸沒輸出泵浦光纖，從而保證輸出泵浦光纖的固定穩定性和有效的導光、導熱性；