[實用新型]一種基于石英盒散熱結構件的光纖激光合束器

有效

• 申請號: 202021354448.0
• 申請日: 2020-07-11
• 公開（公告）號: CN212380717U
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 楊宸;易學專
• 申請（專利權）人: 上海萊擇光電科技有限公司
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/067
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種基于石英盒散熱結構件的光纖激光合束器，一種基于石英盒散熱結構件的光纖激光合束器，金屬外框的側壁上設置有眾多陣列方式排布的散熱片，金屬外框內設有石英盒，石英散熱棒放置于石英盒的內部，石英散熱棒的頂部通過光膠固定有熔融拉錐后的信號光纖和泵浦光纖，金屬外框的側壁上設有透光窗口。透光窗口正對信號光纖和泵浦光纖的拉錐點，且透光窗口的寬度略大于熔接錐形的長度，拉錐處產生的雜散光可以通過透光窗口透射出去，雜散光大部分逃逸出了金屬外框，可以有效地控制光纖熱負載，大幅提升了光纖承載功率，使用石英避免了使用高成本的藍寶石材料，材料成本低，同時加工難度小，可以大幅降低合束器的成本。

技術領域

本實用新型涉及光纖激光器合束器制備技術領域，尤其涉及合束器的散熱技術領域。

背景技術

光纖合束器是在熔融拉錐光纖束的基礎上制備的光纖器件。它是將一束光纖剝去涂覆層，然后以一定方式排列在一起，在高溫中加熱使之熔化，同時向相反方向拉伸光纖束，光纖加熱區域熔融成為熔錐光纖束。高功率光纖激光器和光纖放大器的實現離不開基于包層泵浦技術的泵浦合束器。因為單包層光纖，纖芯直徑十分細小，只有幾微米，因此，泵浦光的耦合效率限制了激光器的輸出功率。1988 年，Snitzer 等人提出了基于雙包層光纖的包層泵浦技術，包層泵浦技術的原理是通過多模光纖在包層中傳輸，再通過摻雜稀土元素的有源光纖吸收轉換放大，使高功率多模泵浦光轉換成高功率單模激光。從而降低了泵浦光的耦合難度，大大提升了泵浦光的耦合功率。

泵浦合束器當前其中最大的難題就是千瓦級的光纖激光器的安全散熱問題。眾多企業和科研單位在參與克服這一難題，如美國的IPG，美國的 OFS 、加拿大的 ITF 和法國的 HIGHWAVE 等。

目前市場普通的合束器20-100W直接的散熱方式大體上是采用藍寶石散熱棒，將光纖封裝在藍寶石散熱棒上，散熱棒固定在金屬鋁盒內，由于藍寶石材料本身的良好的導熱透光性，這種方式相比石英管有效的提高了散熱能力，降低了光纖的表面溫度，但是采用這種散熱方式在拉錐點產生的雜散光被金屬框吸收后也會造成合束器系統的升溫，高功率情況下導致金屬鋁盒熱膨脹也會影響到合束器的穩定性和可靠性，同時藍寶石生長成本比較高，藍寶石加工和拋光難度非常大，使得百瓦級的合束器成本始終居高不下。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種基于石英盒散熱結構件的光纖激光合束器，采用石英包裹光纖，金屬外框的側壁上設置有眾多陣列方式排布的散熱片，金屬外框可設置為銅框或者鋁合金邊框，銅或鋁合金的優良導熱性能便于金屬外框將石英盒的熱量轉移到散熱片上，石英具備良好的透過率，雜散光大部分逃逸出了金屬外框，可以有效地控制光纖熱負載，降低石英散熱棒的溫升，顯著減小了光纖焊接端面的變形和損傷，解決了現有技術中的問題。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：一種基于石英盒散熱結構件的光纖激光合束器，包括金屬外框、石英盒、石英散熱棒、石英蓋子、泵浦光纖和信號光纖和透光窗口，所述金屬外框的側壁上設置有眾多陣列方式排布的散熱片，金屬外框內設有石英盒，所述石英散熱棒放置于石英盒的內部，所述石英散熱棒的頂部通過光膠固定有熔融拉錐后的信號光纖和泵浦光纖，石英散熱棒的上端安裝有石英蓋子，所述石英蓋子卡合安裝在石英盒的內部，所述金屬外框的側壁上設有透光窗口。

優選的，所述透光窗口正對信號光纖和泵浦光纖的拉錐點，且透光窗口的寬度略大于熔接錐形的長度。

優選的，所述金屬外框可設置為銅框或者鋁合金邊框。

優選的，所述石英盒的長為一百毫米，寬為九毫米，高為七毫米。

優選的，所述金屬外框的表面設有螺絲孔，金屬外框利用螺絲孔連接螺絲固定石英盒。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果如下：