[發明專利]一種高功率光纖端帽的制造方法

有效

• 申請號: 201710345932.3
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107015320B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 谷亮;孫偉;董超;張紅;周澤武
• 申請（專利權）人: 中國兵器裝備研究院
• 主分類號: G02B6/42
• 分類號: G02B6/42
• 代理公司: 中國船舶專利中心 11026
• 代理人: 張東雁

一種高功率光纖端帽的制造方法，其特征在于，包括下列步驟，步驟一、確定激光傳輸使用的雙包層光纖(1)，去除雙包層光纖(1)輸出端的涂層和外包層，然后選擇制作光纖端帽(3)的材料，光纖端帽(3)的材料為與雙包層光纖(1)內包層直徑相同的一段大芯徑無芯光纖；將去除涂層和外包層的雙包層光纖(1)的一端與光纖端帽(3)的平滑的端面中心對準，然后進行熔融連接；步驟二、對光纖端帽(3)的另一端用離子刻蝕加工成球面鏡的準直區域(4)；與現有技術相比，本發明的有益效果是最大程度減小了材料在機械加工過程中造成的不可控機械損傷，最大程度上提高了光纖端帽表面的材料性能，同時加工成的球面鏡形狀可以使光纖端帽具有準直功能。

技術領域

本發明是一種高功率光纖端帽的制造方法，涉及光纖激光器件技術領域，特別是涉及一種高功率光纖端帽制造方法。

背景技術

離子束刻蝕是在真空條件下，將低壓惰性氣體離子化，經過加速、集束等，使具有一定速度的離子投射到材料表面，通過微觀的機械撞擊能量來加工的，離子束刻蝕加工加工精度高，污染少，加工應力、熱變形等極小。

在用傳能光纖傳輸高功率激光時，傳能光纖入射出射端面損傷問題是限制傳能光纖傳輸高功率激光的主要因素，當激光功率很小時，端面無任何變化，當激光功率進一步增大，出現局部熔融現象，而表面發生微小形變。當激光功率達到損傷閾值后產生等離子，伴有等離子閃光和響聲，光纖輸出激光能量下降。繼續輻照激光脈沖，出現嚴重的熔融現象或噴濺現象，光纖表面受到嚴重破壞。

造成這些的主要原因就是：1)光纖端面質量；2)雜質粒子、小孔洞、微粒等缺陷以一定的概率密度分布在光纖端面及其亞表層；3)在激光輻照功率密度較高且分布不均勻。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高功率光纖端帽的制造方法，以克服現有技術的不足，使光纖高功率激光傳輸過程中性能可靠。

一種高功率光纖端帽的制造方法，其特征在于，包括下列步驟，

步驟一、確定激光傳輸使用的雙包層光纖1，去除雙包層光纖1一端的涂層和外包層，然后選擇制作光纖端帽3的材料，光纖端帽3的材料為與雙包層光纖1內包層直徑相同的一段大芯徑無芯光纖；將去除涂層和外包層的雙包層光纖1的一端與光纖端帽3的平滑的端面中心對準，然后進行熔接；

步驟二、對光纖端帽3的另一端用離子刻蝕加工成球面鏡的準直區域4)再對球面鏡的準直區域4球形表面進行離子刻蝕拋光，使準直區域4外表面光滑；

步驟三、對準直區域4的球面鏡的外表面鍍高透射膜5)

步驟四、對高透射膜5的外表面再進行離子刻蝕拋光。

所述的高透射膜5的透過率大于98％。

包括準直區域4的光纖端帽3的總長度小于20厘米。

將去除外包層和涂覆層的雙包層光纖1與光纖端帽3及高透射膜5固定并密封在金屬塊中；金屬塊中有冷卻水通道。

本發明的技術效果：

與現有技術相比，本發明的有益效果是最大程度減小了材料在機械加工過程中造成的不可控機械損傷，最大程度上提高了光纖端帽表面的材料性能，同時加工成的球面鏡形狀可以使光纖端帽具有準直功能，再通過鍍膜并進行拋光，進一步提高光纖端帽的性能，提高光纖端帽的承受功率及光纖激光器的整體安全性和穩定性；

同時加工成的球面鏡形狀可以使光纖端帽具有準直功能，再通過鍍膜并進行拋光，進一步提高光纖端帽的性能，提高光纖端帽的承受功率，使其可以在大于3kW激光輸出情況下，安全穩定工作。

附圖說明

圖1為本發明制成的產品示意圖。

其中，1為雙包層光纖；2為纖芯；3為光纖端帽；4為準直區域，5為高透射膜。