[發明專利]表面漸變散射型包層光功率剝離器制備裝置及方法

有效

• 申請號: 201811018791.5
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109031525B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 林學春;鄒淑珍;陳寒;孫靜;于海娟;張志研;王奕博
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02B6/245
• 分類號: G02B6/245;H01S3/067
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李坤

本公開提供了一種表面漸變散射型包層光功率剝離器制備裝置及方法，其中制備裝置包括：反應筒、固定架、注入孔和流量計；反應筒底端設有連接孔，待腐蝕光纖穿過連接孔，且與反應筒底端密封連接；待腐蝕光纖與固定架連接；注入孔設置在反應筒上；裝有腐蝕液的容器通過管路與注入孔相連，將腐蝕液注入反應筒中，管路上還設置有流量計。本公開提供的漸變腐蝕裝置根據待腐蝕光纖剝離區間內，沿激光傳輸方向，包層表面的腐蝕時間沿待腐蝕光纖軸向連續地由小增大，對應包層表面的結晶體顆粒密度逐漸增大，以實現包層光散射率逐漸增大的效果。

技術領域

本公開涉及光纖激光技術領域，尤其涉及一種表面漸變散射型包層光功率剝離器制備裝置及方法。

背景技術

包層泵浦技術實現了數千瓦級光纖激光輸出。但是激光放大器輸出級末端的殘余泵浦光降低了光纖激光器輸出光束質量。更為嚴重的是，殘余泵浦光在相鄰功率級之間傳輸時，會對激光系統中相鄰功率級之間的無源器件產生額外的熱負載，危害無源器件的穩定工作。此外，高功率光纖激光器廣泛應用于激光加工領域。當光纖激光作用于待加工材料表面時，材料表面大量的散射光會耦合進入輸出光纖的內包層，并沿輸出光纖反向傳輸，對激光系統中的光纖器件以及泵浦激光二極管產生危害，因此包層光功率剝離器是高功率激光傳輸光纜中的必要組成單元。綜上，包層光功率剝離器在全光纖激光系統及其應用中不可或缺，是優化全光纖激光器的輸出光束質量及保證激光系統高功率運轉可靠性的核心器件。包層光濾除造成的器件熱負載是包層光功率剝離器的核心問題。

包層光功率剝離器的研究則是以制備方法和結構設計的改進為手段，目標獲得具有低溫升性能的剝離器。目前常用的方法是基于涂覆高折射率聚合物的方法制備，但是高折射率聚合物固有的導熱性能差，熱損傷閾值低等缺陷，限制了這種方法的高功率應用。

基于化學表面改性的方法制備表面散射型剝離器最易實施，并且制備過程中不引入熱損傷介質，極大提高了剝離器的濾除功率水平。利用化學試劑可侵蝕裸露出來的包層表面，侵蝕過程是一種化學反應結晶過程。在剝離區間上常采用均勻腐蝕結構設計，其缺陷在于不能兼顧器件的溫升均勻性和功率衰減性能。當腐蝕時間偏大，光纖表面的散射結晶體顆粒密度較大時，雖然可實現很高的功率衰減性能，但是包層光會在極短的距離內大量泄漏，容易產生局部熱效應，器件表面溫升劇烈。當腐蝕時間偏小，光纖表面的散射結晶體顆粒密度較小時，包層光沿剝離區軸向緩慢濾除，雖然器件溫升降低，但是相同長度下濾除功率量大幅下降。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種表面漸變散射型包層光功率剝離器制備裝置及方法，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種表面漸變散射型包層光功率剝離器制備裝置包括：反應筒，反應筒底端設有連接孔，待腐蝕光纖穿過連接孔，且與反應筒底端密封連接；固定架，待腐蝕光纖與固定架連接；注入孔，注入孔設置在反應筒上；裝有腐蝕液的容器通過管路與注入孔相連，將腐蝕液注入反應筒中；流量計，設置在裝有腐蝕液的容器與注入孔相連的管路上。

在本公開一些具體實施例中，注入孔設置在反應筒側壁下端，腐蝕液由反應筒下端注入。

在本公開一些具體實施例中，注入孔毆置在反應筒側壁上端，腐蝕液由反應筒上端注入。

在本公開一些具體實施例中，流量計包括蠕動泵和/或耐酸堿腐蝕的流量計。