本發(fā)明是一種制備包層光濾除器的方法，涉及光纖激光器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種采用離子束刻蝕光纖制備包層光濾除器的方法。

背景技術(shù)：

包層功率濾除裝置是光纖激光器中的重要組成部分，通過(guò)在光纖激光器直接輸出端和光纖激光放大系統(tǒng)輸入端之前將光纖包層中的泵浦光和激光濾除，可以有效提高光纖激光器的運(yùn)轉(zhuǎn)安全性，包層功率濾除裝置是保證激光器安全穩(wěn)定運(yùn)行和激光輸出質(zhì)量的重要光纖器件。通過(guò)引入離子刻蝕技術(shù)，將低壓惰性氣體離子化，經(jīng)過(guò)加速、集束使具有一定速度的離子通過(guò)的機(jī)械撞擊來(lái)加工材料，提高材料加工精度，減小材料污染。

現(xiàn)有的技術(shù)和方法是將單包層光纖或者雙包層光纖的一段涂覆層和外包層去除，通過(guò)涂敷折射率大于去除部分的光學(xué)膠，或者腐蝕光纖表面，使包層中的泵浦光或者激光因?yàn)檎凵渎首兓蛘呷瓷錀l件的破壞而泄露，但是由于光學(xué)膠對(duì)于泵浦光和激光的吸收，以及光學(xué)膠本身熱傳導(dǎo)系數(shù)低，造成了光學(xué)膠層中的光能迅速轉(zhuǎn)化為熱能，光學(xué)膠的溫度迅速上升，增加了光學(xué)膠在使用中的不穩(wěn)定性；而腐蝕光纖表面無(wú)法精確控制處理過(guò)程，同時(shí)會(huì)對(duì)光纖自身強(qiáng)度造成影響，從而影響器件安全性及系統(tǒng)穩(wěn)定性，甚至損壞光纖激光器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種制備包層光濾除器的方法，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足。

包層光濾除器的制造方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟一：將雙包層光纖1中的一段經(jīng)過(guò)去除外包層和涂覆層，裸露出內(nèi)包層，形成去除了外包層和涂覆層的光纖3；

步驟二：采用離子束刻蝕對(duì)去除了外包層和涂覆層的光纖3進(jìn)行錐型細(xì)化處理；形成從去除了外包層和涂覆層的光纖3兩端向中間形成兩個(gè)錐型，即僅包含內(nèi)包層的去除了外包層和涂覆層的光纖3兩個(gè)端部粗、中間部分細(xì)，兩個(gè)錐型細(xì)端連在一起或兩個(gè)錐型中間由一部分均勻的去除了外包層和涂覆層的光纖3連接在一起；

步驟三：采用離子束刻蝕對(duì)已經(jīng)錐型細(xì)化處理后的去除了外包層和涂覆層的光纖3表面進(jìn)行微型導(dǎo)光槽加工處理，使去除了外包層和涂覆層的光纖3外表面排列布滿微型導(dǎo)光槽；

步驟四：在去除了外包層和涂覆層的光纖3外面包裹有金屬外殼2，包裹有金屬外殼2的內(nèi)表面與去除了外包層和涂覆層的光纖3外表面固定連接在一起，并將去除了外包層和涂覆層的光纖3密封在金屬外殼2內(nèi)。

在金屬外殼2的壁內(nèi)開(kāi)有冷卻水道。

所述的去除了外包層和涂覆層的光纖3外表面均勻排列布滿微型導(dǎo)光槽。

所述的去除了外包層和涂覆層的光纖3兩個(gè)錐型部分和兩個(gè)錐型之間勻粗部分三部分分別各自均勻排列布滿微型導(dǎo)光槽。

所述的雙包層光纖的外包層和涂覆層剝除長(zhǎng)度選擇大于10cm，且小于15cm。

本發(fā)明的技術(shù)效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是直接利用雙包層光纖本身的材料特性，不引入其他物質(zhì)，減少污染，同時(shí)可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和使用情況，更改相應(yīng)位置的微型導(dǎo)光槽數(shù)量和形狀，達(dá)到定點(diǎn)定型定量加工，使包層中的激光和泵浦光在光學(xué)玻璃層界面處發(fā)散，降低了局部能量聚集，最大程度使包層光以光的形式傳播，提高包層功率濾除裝置的安全穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1、為本發(fā)明制備的包層光濾除器等軸圖；

圖2、為本發(fā)明制備的包層光濾除器剖視圖。

圖3、為本發(fā)明制備的包層光濾除器局部示意圖。

附圖中的標(biāo)記為：1為雙包層光纖；2為金屬外殼；3為去除了外包層和涂覆層的光纖。

具體實(shí)施方式

包層光濾除器的制造方法，其特征在于，包括下列步驟：

步驟一：將雙包層光纖1中的一段經(jīng)過(guò)去除外包層和涂覆層，裸露出內(nèi)包層，形成去除了外包層和涂覆層的光纖3；

步驟二：采用離子束刻蝕對(duì)去除了外包層和涂覆層的光纖3進(jìn)行錐型細(xì)化處理；形成從去除了外包層和涂覆層的光纖3兩端向中間形成兩個(gè)錐型，即僅包含內(nèi)包層的去除了外包層和涂覆層的光纖3兩個(gè)端部粗、中間部分細(xì)，兩個(gè)錐型細(xì)端連在一起或兩個(gè)錐型中間由一部分均勻的去除了外包層和涂覆層的光纖3連接在一起；

步驟三：采用離子束刻蝕對(duì)已經(jīng)錐型細(xì)化處理后的去除了外包層和涂覆層的光纖3表面進(jìn)行微型導(dǎo)光槽加工處理，使去除了外包層和涂覆層的光纖3外表面排列布滿微型導(dǎo)光槽；

步驟四：在去除了外包層和涂覆層的光纖3外面包裹有金屬外殼2，包裹有金屬外殼2的內(nèi)表面與去除了外包層和涂覆層的光纖3外表面固定連接在一起，并將去除了外包層和涂覆層的光纖3密封在金屬外殼2內(nèi)。

在金屬外殼2的壁內(nèi)開(kāi)有冷卻水道。

所述的去除了外包層和涂覆層的光纖3外表面均勻排列布滿微型導(dǎo)光槽。

所述的去除了外包層和涂覆層的光纖3兩個(gè)錐型部分和兩個(gè)錐型之間勻粗部分三部分分別各自均勻排列布滿微型導(dǎo)光槽。

所述的雙包層光纖的外包層和涂覆層剝除長(zhǎng)度選擇大于10cm，且小于15cm。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明的包層功率濾除裝置等軸視圖，如圖所示，本發(fā)明通過(guò)離子束刻蝕制造的包層光濾除器，特點(diǎn)是其構(gòu)成包括經(jīng)過(guò)外表面離子束刻蝕處理的去除外包層和涂覆層的光纖3和金屬外殼2；雙包層光纖1的外包層和涂覆層剝除一段裸露出包層，形成去除外包層和涂覆層的光纖3；將所述的去除外包層和涂覆層的光纖3的外表面進(jìn)行離子束刻蝕處理，再與金屬外殼2固定并密封。

①選定需要濾除包層功率的位置，雙包層光纖1的外包層和涂覆層剝除一段裸露出內(nèi)包層，形成去除外包層和涂覆層的光纖3；

④采用離子束刻蝕的方法，對(duì)所述的將所述的去除外包層和涂覆層的光纖(3)進(jìn)行錐形細(xì)化及外表面微型導(dǎo)光槽加工處理；

⑤將所述離子束刻蝕處理后將所述的去除外包層和涂覆層的光纖3放入所述的金屬外殼2中，固定并密封。

本發(fā)明的工作原理：在高功率激光器的輸出端設(shè)置一個(gè)通過(guò)離子束刻蝕制造的包層光濾除器。光纖激光器產(chǎn)生激光后，在光纖的包層中會(huì)存在泵浦光和激光，當(dāng)光纖的包層光通過(guò)通過(guò)離子束刻蝕制造的包層光濾除器時(shí)，由于去除外包層和涂覆層的光纖3通過(guò)離子束刻蝕進(jìn)行了錐型細(xì)化及外表面微型導(dǎo)光槽加工處理，使包層光在傳播過(guò)程中無(wú)法以完成全反射，從而在外表面發(fā)生散射，光照射在金屬外殼2上吸收，轉(zhuǎn)化為少量熱量，通過(guò)金屬外殼2去除。雙包層光纖1中的包層光被濾出，從而提高了光纖激光器激光質(zhì)量及安全穩(wěn)定性。

一種采用離子束刻蝕光纖制備包層光濾除器的新方法，其特征在于：包括雙包層光纖1和金屬外殼2，光纖中設(shè)有去除外包層和涂覆層的光纖3，去除外包層和涂覆層的光纖3經(jīng)過(guò)離子束刻蝕錐型細(xì)化及其外表面微型導(dǎo)光槽加工，金屬外殼2中設(shè)有冷卻水道。

去除外包層和涂覆層的光纖3)用離子束刻蝕進(jìn)行錐形細(xì)化和外表面微型導(dǎo)光槽加工處理。

錐形細(xì)化按照雙包層光纖1中光的傳播方向從粗到細(xì)進(jìn)行離子束刻蝕。

去除外包層和涂覆層的光纖3的外表面根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及使用情況，加工成微型導(dǎo)光槽。

去除外包層和涂覆層的光纖3的外表面微型導(dǎo)光槽尺寸級(jí)別為10μm。

提供了一種采用離子束刻蝕光纖制備包層光濾除器的新方法，去除雙包層光纖的外包層和涂敷層后，直接采用離子束刻蝕方法，對(duì)光纖的內(nèi)包層進(jìn)行加工處理，使光纖在濾除段呈現(xiàn)出錐形，并在光纖內(nèi)包層表面加工出均勻排列的微型導(dǎo)光槽，減小了因?yàn)楦g造成的不可控及機(jī)械損傷，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及使用情況，在光學(xué)玻璃層外表面進(jìn)行定點(diǎn)定型加工，使傳輸?shù)谋闷止夂图す庾畲蟪潭壬弦怨獾男问桨l(fā)散出去，提高包層功率濾除裝置的濾除效果及安全穩(wěn)定性。

本發(fā)明所涉及的技術(shù)解決原理：

將雙包層光纖的一段外包層和涂覆層剝除，經(jīng)過(guò)離子束刻蝕處理，將光纖加工成表面光滑的錐型體，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及使用情況，在去除外包層和涂覆層的光纖表面均勻加工出微型導(dǎo)光槽，破壞光在全反射過(guò)程中的角度條件，包層中的泵浦光和激光從光學(xué)玻璃層的發(fā)散，達(dá)到濾除效果。

所述的通過(guò)離子束刻蝕制造包層光濾除器的方法的技術(shù)方案：

①選定需要濾除包層功率的位置，將者雙包層光纖的一段外包層和涂覆層剝除；

②采用離子束刻蝕對(duì)雙包層光纖去除外包層和涂敷層的部分進(jìn)行錐型細(xì)化處理；

③采用離子束刻蝕對(duì)已經(jīng)錐型細(xì)化處理后的光纖表面進(jìn)行加工，使光纖外表面均勻排列布滿微型導(dǎo)光槽；

④將加工處理好的去除外包層和涂覆層的光纖直接固定并密封在金屬外殼中；

⑤由于雙包層光纖內(nèi)包層形狀的變化，破壞了光在全反射過(guò)程中的角度條件，濾出的包層光從光纖錐形表面照射到金屬外殼的內(nèi)壁。

所述的雙包層光纖的外包層和涂覆層剝除長(zhǎng)度根據(jù)濾除效果的選擇大于10cm。

所述的去除外包層和涂覆層的光纖按照光的傳播方向從粗到細(xì)進(jìn)行錐型細(xì)化處理。

所述的去除外包層和涂覆層的光纖外表面根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和使用情況加工出微型導(dǎo)光槽。

所述的去除外包層和涂覆層的光纖外表面均勻排列布滿微型導(dǎo)光槽。

所述的去除外包層和涂覆層的光纖外表面微型導(dǎo)光槽尺寸級(jí)別為10μm。

所述的去除外包層和涂覆層的光纖截面形狀為圓形。

所述的通過(guò)離子束刻蝕制造的包層光濾除器中，去除外包層和涂覆層的光纖應(yīng)固定并密封在在金屬外殼中。

本發(fā)明公開(kāi)了一種采用離子束刻蝕制備光纖包層光濾除器的新方法，屬于光纖激光器件技術(shù)領(lǐng)域，包括雙包層光纖1和金屬外殼2，雙包層光纖中設(shè)有去除外包層和涂覆層的光纖3，去除外包層和涂覆層的光纖3經(jīng)過(guò)外表面離子束刻蝕錐形細(xì)化處理，其中去除外包層和涂覆層的光纖3外表面需要加工出微型導(dǎo)光槽，外殼2中設(shè)有冷卻水道。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明能夠提供一種可以維持千瓦級(jí)激光輸出時(shí)使用的包層功率濾除裝置，它通過(guò)離子束刻蝕對(duì)去除外包層和涂覆層的光纖進(jìn)行錐型細(xì)化及其外表面微型導(dǎo)光槽加工，破壞光在全反射過(guò)程中的角度條件，使激光和剩余泵浦光從處理后的光纖表面發(fā)散。這種方法可以最大程度使包層光以光的形式發(fā)散，保證了光纖表面材料的均勻性和強(qiáng)度，同時(shí)光纖表面可以定點(diǎn)定型定量處理，提高了光纖激光器的輸出質(zhì)量和整體安全性、穩(wěn)定性。