[實(shí)用新型]一種高功率光纖泵浦合束器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420720753.5
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號(hào): CN204290025U
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范國濱;吳娟;張凱;孫殷宏;馬毅;唐淳;張衛(wèi);王巖山;馮昱駿;李騰龍;高清松
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院應(yīng)用電子學(xué)研究所
• 主分類號(hào): H01S3/091
• 分類號(hào): H01S3/091;H01S3/042
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 卿誠;吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及的是一種光學(xué)設(shè)備及其封裝方法，尤其是一種高功率光纖泵浦合束器。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，公知的技術(shù)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(yōu)點(diǎn)，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(jīng)拉錐整形后的光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)；二是封裝結(jié)構(gòu)。光纖泵浦合束器的封裝應(yīng)具備以下三方面功能：一是對泵浦合束器中的光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效固定；二是對泵浦合束器中的雜散光進(jìn)行有效吸收；三是對泵浦合束器中的廢熱進(jìn)行有效傳遞，從而減小泵浦合束器的熱效應(yīng)，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(jié)構(gòu)普遍較復(fù)雜，且散熱性能較差，尤其是kW級(jí)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(jié)構(gòu)均相對復(fù)雜。如何有效提高光纖泵浦合束器的導(dǎo)光、散熱性能，并有效簡化封裝結(jié)構(gòu)從而方便使用已成為需解決的重要問題，這是現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的，就是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，而提供一種高功率光纖泵浦合束器的技術(shù)方案，該方案結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、散熱性能好，耐受功率可高達(dá)kW量級(jí)。

本方案是通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)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(shè)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(diǎn)設(shè)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(yōu)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(yōu)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(yōu)選：凹槽的形狀為半圓弧形，凹槽內(nèi)部緊密排布有錐角角度小于凹槽上方光纖的最大穩(wěn)定傳輸角的半圓弧形V型槽。

作為本方案的優(yōu)選：輸入泵浦光纖的裸光纖部分進(jìn)行分散時(shí)，分散的裸光纖部分全部位于同一平面內(nèi)或分散于三維空間中。

本方案的有益效果可根據(jù)對上述方案的敘述得知，由于在該方案中基板的長度與泵浦合束器的光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)長度相適宜，基板的凹槽為半圓弧形，其直徑為數(shù)毫米，凹槽中緊密排布著錐角角度小于光纖最大穩(wěn)定傳輸角的半圓弧形V型槽，從而有效吸收無法在光纖中穩(wěn)定傳輸?shù)慕嵌容^大的雜散光；輸入泵浦光纖的裸光纖分散開來的目的是為了避免造成熱量囤積，因?yàn)楫?dāng)輸入光纖被捆綁在一起或緊密排列時(shí)，高折紫外膠會(huì)浸入光纖之間的狹小縫隙，從而形成折射率內(nèi)高外低的類光纖結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)無法有效導(dǎo)光而使得光束聚集在UV膠內(nèi)而形成熱量囤積，由于石英和UV膠的熱導(dǎo)率均很低，所以，這樣會(huì)引起嚴(yán)重的熱效應(yīng)，從而降低了泵浦合束器的耐受功率。

將高折UV膠涂覆在輸入泵浦光纖的裸光纖部分的原因是為了避免熔接點(diǎn)附近附近產(chǎn)生的散射光進(jìn)入輸入泵浦光纖的聚合物保護(hù)層，從而引起不必要的熱量累積。

當(dāng)UV膠直接涂覆在輸入泵浦光纖的裸光纖上時(shí)，雜散光在進(jìn)入聚合物保護(hù)層之前就已經(jīng)被高折UV膠所導(dǎo)出，并被鋁質(zhì)基板所吸收，從而可有效減低熱效應(yīng)。

當(dāng)輸出泵浦光纖為聚合物包層光纖時(shí)，UV膠涂覆的起始位置應(yīng)與聚合物包層平齊的目的是為了將聚合物包層吸收的熔接點(diǎn)附近產(chǎn)生的散射光基本完全導(dǎo)出，并利用UV膠對聚合物包層進(jìn)行導(dǎo)熱。若UV膠與聚合物包層的起始位置不平齊，則散射光會(huì)直接進(jìn)入未被UV膠覆蓋的這部分懸空的聚合物包層中，從而引發(fā)聚合物包層的熱量累積，降低泵浦合束器的耐受功率。

由此可見，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)簡單，熱量囤積現(xiàn)象不明顯，散熱效果好，器件不易損壞，耐受功率可達(dá)kW至數(shù)kW量級(jí)，具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著地進(jìn)步，其實(shí)施的有益效果也是顯而易見的。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為上蓋對泵浦耦合器進(jìn)行密封的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為輸入泵浦光纖，2為錐區(qū)，3為熔接點(diǎn)，4為輸出泵浦光纖，5為基板，6為V型槽，7為V型槽，8為V型槽，9為第一道高折射率UV膠，10為輸入泵浦光纖的裸光纖，11為第二道高折射率UV膠，12為上蓋，13為螺釘。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。