專利名稱：一種應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光器件領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在很多科研和工業(yè)應(yīng)用中，為了實(shí)現(xiàn)激光束的柔性傳輸以及提高光斑的均勻性，經(jīng)常希望將激光耦合進(jìn)光纖中，由光纖控制激光的傳輸，在對光纖激光器進(jìn)行端面泵浦的時候，通常要經(jīng)過一系列光束整形并將半導(dǎo)體泵浦源發(fā)出的激光耦合進(jìn)光纖內(nèi)，在這些應(yīng)用中，重要的技術(shù)要求是設(shè)計良好的光纖夾持裝置，在保證光纖機(jī)械穩(wěn)定性的同時，對光纖的尾端進(jìn)行良好的冷卻，避免造成光纖的損傷。因此合適的冷卻結(jié)構(gòu)一方面要實(shí)現(xiàn)光纖與光纖夾具之間有一定的熱傳導(dǎo)，防止光纖溫度過高，另一方面對雜散光照射在光纖夾具上產(chǎn)生的熱量也需要進(jìn)行高效率的轉(zhuǎn)移，防止光纖夾具內(nèi)產(chǎn)生過高的溫度梯度帶來熱變形，也防止光纖夾具溫度過高從而燙傷光纖，該結(jié)構(gòu)的良好實(shí)現(xiàn)能極大提高功率激光光纖耦合裝置的壽命和可靠性，促進(jìn)高功率激光的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于設(shè)計一種應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)，可保證整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和散熱能力。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)，包括:夾持光纖的光纖蓋板、光纖底板；其還包括熱沉蓋板、熱沉底板；該熱沉蓋板、熱沉底板將光纖蓋板、光纖底板夾持其中，所述的光纖蓋 板和熱沉蓋板之間及光纖底板和熱沉底板之間均為面接觸。進(jìn)一步，所述的熱沉蓋板、熱沉底板上分別開設(shè)容置光纖蓋板、光纖底板的固定凹槽。所述的光纖蓋板和熱沉蓋板之間及光纖底板和熱沉底板之間均涂有導(dǎo)熱膠或墊銦箔，以提高導(dǎo)熱效率。所述的光纖蓋板和光纖底板靠近光纖端面的側(cè)面加工成斜面或圓弧形，增加了光纖蓋板和光纖底板的受光面積，減少了激光派射污染，降低了光纖蓋板和光纖底板端面的局部溫度梯度。所述的熱沉蓋板和熱沉底板中埋設(shè)水冷通道或水冷管道，以提高導(dǎo)熱效率。所述的光纖蓋板和光纖底板上夾持光纖的夾持面上開設(shè)夾持光纖的夾持凹槽。本發(fā)明通過熱沉蓋板和熱沉底板對光纖蓋板和光纖底板進(jìn)行散熱。由于兩者之間均為面接觸，增加了散熱面積，能實(shí)現(xiàn)較好的散熱效果。使熱沉蓋板和熱沉底板之間有良好的熱接觸，熱沉蓋板和熱沉底板溫度一致，冷卻結(jié)構(gòu)內(nèi)有均勻、規(guī)則的熱分布。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):1、光纖夾具與熱沉之間采用面接觸，結(jié)構(gòu)件加工方便，裝配簡單，同時能保證良好的導(dǎo)熱能力，防止光纖或光纖夾具溫度過高。2、光纖夾具靠近光纖尾端的端面加工成斜角或者弧形，增加了光纖夾具的受光面積，降低了雜光照射到光纖夾具上時的功率密度，能有效減少激光濺射污染，也能降低光纖夾具端面的熱梯度，減少光纖夾具的熱變形。3、保證熱沉蓋板和熱沉底板之間有良好的熱傳導(dǎo)，提高了光纖夾具內(nèi)溫度場的均勻性和對稱性。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的側(cè)視圖。圖3為圖2的A-A剖視圖。
具體實(shí)施例方式參見圖1 圖3，本發(fā)明的應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)，包括 夾持光纖的光纖蓋板1、光纖底板2 ;其還包括熱沉蓋板3、熱沉底板4 ;該熱沉蓋板3、熱沉底板4將光纖蓋板1、光纖底板2夾持其中，所述的光纖蓋板I和熱沉蓋板3之間及光纖底板2和熱沉底板4之間均為面接觸。進(jìn)一步，所述的熱沉蓋板3、熱沉底板4上分別開設(shè)容置光纖蓋板1、光纖底板2的固定凹槽31、41。所述的光纖蓋板I和熱沉蓋板3之間及光纖底板2和熱沉底板4之間均涂有導(dǎo)熱膠或墊銦箔。所述的光纖蓋板I和光纖底板2靠近光纖端面的側(cè)面11、21加工成斜面或圓弧面，增加了光纖蓋板I和光纖底板2的受光面積，減少了激光濺射污染，降低了光纖蓋板I和光纖底板2端面的局部溫度梯度。所述的熱沉蓋板3和熱沉底板4中埋設(shè)水冷通道或水冷管道。所述的光纖蓋板I和光纖底板2上夾持光纖的夾持面上開設(shè)夾持光纖的夾持凹槽
12,22ο參見圖2、圖3，本發(fā)明所述的光纖蓋板I和光纖底板2上分別加工有三角形的夾持凹槽12、22，裝夾光纖時共同構(gòu)成菱形的光纖安裝槽。本實(shí)施例中光纖蓋板I和光纖底板2夾持面的夾持凹槽采用了三角形，也可采用方形或半圓形的截面。光纖蓋板I和光纖底板2采用紫銅材料以保證導(dǎo)熱能力，但并不局限于該材料，也可采用其他導(dǎo)熱能力較好的材料。熱沉蓋板3和熱沉底板4采用了硬鋁材料但不局限于該材料，光纖蓋板I和熱沉蓋板3之間為面接觸，兩個面之間可以涂導(dǎo)熱膠或墊銦箔改善熱接觸，光纖底板2和熱沉底板4之間為面接觸，兩個面之間可以涂導(dǎo)熱膠或墊銦萡改善熱接觸。該較佳實(shí)施例中熱沉蓋板3和熱沉底板4通過較好的加工精度以及墊銦萡的方法實(shí)現(xiàn)較好的物理接觸和熱傳導(dǎo)，但并不局限于采用物理接觸的方法實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)，也可以通過水冷通道實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)。在本實(shí)施例中，光纖 蓋板I和光纖底板2靠近光纖尾端的端面加工成弧形以提高光纖蓋板I和光纖底板2的受光面積以降低雜光達(dá)到光纖蓋板I和光纖底板2時的功率密度，避免激光濺射污染，減少光纖蓋板I和光纖底板2端面的溫度梯度，減輕熱變形帶來的影響。為增加光纖蓋板I和光纖底板2的受光面積,光纖蓋板I和光纖底板2靠近光纖尾端的端面并不局限于加工成弧形，也可以加工成斜角或階梯型。綜上所述，本發(fā)明利用導(dǎo)熱能力好的片狀夾具對光纖進(jìn)行固定，片狀夾具上有與光纖尺寸匹配的凹槽用來固定光纖，片狀夾具與熱沉之間采用面接觸，保證了整個結(jié)構(gòu)的散熱能力。 ·
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)，包括:夾持光纖的光纖蓋板、光纖底板；其特征在于，還包括熱沉蓋板、熱沉底板；該熱沉蓋板、熱沉底板將光纖蓋板、光纖底板夾持其中，所述的光纖蓋板和熱沉蓋板之間及光纖底板和熱沉底板之間均為面接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的熱沉蓋板、熱沉底板上分別開設(shè)容置光纖蓋板、光纖底板的固定凹槽。
3.如權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的光纖蓋板和熱沉蓋板之間及光纖底板和熱沉底板之間均涂有導(dǎo)熱膠或墊銦箔。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的光纖蓋板和光纖底板靠近光纖端面的側(cè)面加工成斜面或圓弧面。
5.如權(quán)利要求1 4中任意一項(xiàng)所述的應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的熱沉蓋板和熱沉底板中埋設(shè)水冷通道或水冷管道。
6.如權(quán)利要求1 5任意一項(xiàng)所述的應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的 光纖蓋板和光纖底板上夾持光纖的夾持面上開設(shè)夾持光纖的夾持凹槽。
全文摘要
一種應(yīng)用于高功率激光光纖耦合的光纖裝夾結(jié)構(gòu)，包括夾持光纖的光纖蓋板、光纖底板；其還包括熱沉蓋板、熱沉底板；該熱沉蓋板、熱沉底板將光纖蓋板、光纖底板夾持其中，所述的光纖蓋板和熱沉蓋板之間及光纖底板和熱沉底板之間均為面接觸。本發(fā)明利用導(dǎo)熱能力好的片狀夾具對光纖進(jìn)行固定，片狀夾具上有與光纖尺寸匹配的凹槽用來固定光纖，片狀夾具與熱沉之間采用面接觸，加工方便，易于裝配，同時保證了整個結(jié)構(gòu)的散熱能力，片狀夾具靠近光纖端面的一端加工成弧形或斜角，增大了受光面積，減小了雜散光打在夾具端面上的功率密度，能有效降低激光濺射污染，能有效減少夾具的熱變形。
文檔編號G02B6/42GK103246025SQ20131019617
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月23日
發(fā)明者張博臻, 周軍, 王穎, 克里斯托弗·T·瀨戶, 江源清 申請人:紐敦光電科技(上海)有限公司