一種光纖激光輸出頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高功率的光纖激光輸出頭及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖激光器由于具有光束質(zhì)量好、光-光轉(zhuǎn)換效率高、體積小、免維護(hù)、高穩(wěn)定性等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療和國防等領(lǐng)域。隨著光纖激光技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖激光器輸出的功率越來越高，在傳輸高功率激光時，由于雙包層光纖的芯徑很小，光纖的輸出端面的功率密度很高，任何細(xì)小的缺陷和臟污都會使光纖燒壞。
[0003]為了解決這個問題，通常都會在光纖的輸出端熔接一個石英端帽，以增大輸出光斑，從而減小輸出光斑的能量密度。具體地，將石英端帽和部分光纖密封在金屬管內(nèi)，通過冷卻水散熱。但是，這種方式由于采用光纖跟冷卻水直接接觸的方式來散熱，而對水質(zhì)的要求較高，且長時間使用后水垢會吸附聚集在裸纖處，導(dǎo)致熱量無法排出，從而燒毀激光輸出頭或者激光器。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和問題，本實用新型提供一種高功率的光纖激光輸出頭。
[0005]—種光纖激光輸出頭，其包括石英端帽4、激光傳能光纖6、金屬套7及石英套管8，所述石英端帽4緊密地配合于所述石英套管8的前端，所述激光傳能光纖6具有一段包層光剝離器5，所述包層光剝離器5和所述石英端帽4熔接，并密封地固定于所述石英套管8內(nèi)，所述石英套管8密封地固定于所述金屬套7內(nèi)，所述金屬套7設(shè)有進(jìn)水孔9、出水孔10及流通冷卻水且連通所述進(jìn)水孔9和所述出水孔1的間隙。
[0006]本實用新型一較佳實施方式中，所述石英端帽4的出射端鍍有增透膜。
[0007]本實用新型一較佳實施方式中，所述石英套管8通過金屬密封件13固定在所述金屬套7內(nèi)。
[0008]本實用新型一較佳實施方式中，所述包層光剝離器5通過石英密封棒12密封在石英套管8內(nèi)。
[0009]本實用新型一較佳實施方式中，所述金屬套7的前端連接有準(zhǔn)直套筒3，所述準(zhǔn)直套筒3的前端裝有距離可調(diào)節(jié)的準(zhǔn)直透鏡2和窗口保護(hù)片1，所述窗口保護(hù)片I位于所述準(zhǔn)直套筒3的端口位置。
[0010]本實用新型一較佳實施方式中，所述金屬套7的后端設(shè)有裸纖固定件11，所述裸纖固定件11和裸纖保護(hù)套管14固定。
[0011]本實用新型一較佳實施方式中，所述裸纖保護(hù)套管14套入金屬鎧裝套管15內(nèi)，并固定于銷裝固定套管16的后端。
[0012]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的光纖激光輸出頭通過激光傳能光纖與石英端帽熔接，可以減小端面的功率密度，承受更高的激光功率;在所述激光傳能光纖設(shè)置的包層光剝離器可以消除殘余栗浦光以及石英端面的回反光；將包層光剝離器密封在石英套管里，可以有效地避免與冷卻水直接接觸，進(jìn)而可以避免水中的雜質(zhì)吸附在光纖上，消除因雜質(zhì)吸收熱量而燒壞光纖的問題。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型提供的一種光纖激光輸出頭的示意圖；
[0014]圖2為圖1所示光纖激光輸出頭的制造方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施方式。以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
[0016]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本實用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0017]請參閱圖1，本實用新型第一實施例提供一種光纖激光輸出頭，其包括石英端帽4、激光傳能光纖6、金屬套7及石英套管8，所述石英端帽4緊密地配合于所述石英套管8的前端，所述激光傳能光纖6具有一段包層光剝離器5，所述包層光剝離器5和所述石英端帽4熔接，并密封地固定于所述石英套管8內(nèi)，所述石英套管8密封地固定于所述金屬套7內(nèi)，所述金屬套7設(shè)有進(jìn)水孔9、出水孔10及流通冷卻水且連通所述進(jìn)水孔9和所述出水孔10的間隙。
[0018]優(yōu)選地，所述石英端帽4的出射端鍍有增透膜，由此可以提高激光在所述石英端帽4的出射率。本實施例中，所述石英端帽4密封性地配合所述石英套管8的前端內(nèi)表面。
[0019]本實施例中，所述激光傳能光纖6剝除了一段長度約4cm的涂覆層，并通過化學(xué)腐蝕制作形成所述包層光剝離器5，制作好的所述包層光剝離器5與直徑約為8mm的所述石英端帽4通過大芯徑光纖熔接機(jī)熔接。熔接好后，所述包層光剝離器5通過石英密封棒12密封在石英套管8內(nèi)，具體地，所述石英密封棒12密封性地配合所述石英套管8的后端內(nèi)表面。
[0020]可以理解的是，所述石英端帽4和所述石英密封棒12分別從所述石英套管8的前端和后端密封所述包層光剝離器5和部分所述激光傳能光纖6。
[0021 ]本實施例中，所述石英套管8通過金屬密封件13固定在所述金屬套7內(nèi)。具體地，所述石英套管8的前端的外表面和所述金屬套7的前端內(nèi)表面密封性地配合，所述石英套管8的后端則緊密地連接所述金屬密封件13，并通過所述金屬密封件13和所述金屬套7的后端內(nèi)表面密封性地配合。優(yōu)選地，所述金屬密封件13的外徑大于所述石英套管8的外徑。
[0022]可以理解的是，所述金屬套7的進(jìn)水孔9、出水孔10及連通進(jìn)水孔9和出水孔10的間隙共同構(gòu)成流通冷卻水的通道，由此，冷卻水可以直接對所述石英套管8進(jìn)行冷卻，進(jìn)而可以有效地通過熱交換對所述石英端帽4和所述石英套管8內(nèi)部進(jìn)行降溫。
[0023]本實施例中，所述金屬套7的后端設(shè)有裸纖固定件11，所述裸纖固定件11用于固定所述激光傳能光纖6在所述石英套管8外部的裸纖。優(yōu)選地，所述裸纖固定件11和裸纖保護(hù)套管14固定，所述裸纖保護(hù)套管14套入金屬鎧裝套管15內(nèi)，并固定于鎧裝固定套管16的后端。
[0024]進(jìn)一步地，所述金屬套7的前端連接有準(zhǔn)直套筒3，所述準(zhǔn)直套筒3的前端裝有距離可調(diào)節(jié)的準(zhǔn)直透鏡2和窗口保護(hù)片I，所述窗口保護(hù)片I位于所述準(zhǔn)直套筒3的端口位置。
[0025]優(yōu)選地，所述金屬套管7的前端通過螺紋和準(zhǔn)直套筒3連接。
[0026]請參閱圖2，本實用新型第二實施例提供一種光纖激光輸出頭的制造方法，其包括如下步驟:
[0027]S101、剝除激光傳能光纖6的一段涂覆層，制作包層光剝離器5。
[0028]本實施例中，剝除所述激光傳能光纖6—段長度約4cm的涂覆層，并通過化學(xué)腐蝕制作形成所述包層光剝離器5。
[0029]S103、將所述包層光剝離器5和石英端帽4熔接，并固定密封于石英套管8內(nèi)。
[0030]本實施例中，制作好的所述包層光剝離器5與直徑約為8mm的所述石英端帽4通過大芯徑光纖熔接機(jī)熔接。熔接好后，所述包層光剝離器5通過石英密封棒12密封在石英套管8內(nèi)。具體地，所述石英端帽4密封性地配合所述石英套管8的前端內(nèi)表面，所述石英密封棒12密封性地配合所述石英套管8的后端內(nèi)表面。由此，所述石英端帽4和所述石英密封棒12分別從所述石英套管8的前端和后端密封所述包層光剝離器5和部分所述激光傳能光纖6。
[0031]S105、將所述石英套管8套入金屬套7內(nèi)，并密封所述金屬套7內(nèi)的前端和后端。
[0032]本實施例中，所述石英套管8的前端的外表面和所述金屬套7的前端內(nèi)表面密封性地配合，所述石英套管8的后端則緊密地連接所述金屬密封件13，并通過所述金屬密封件13和所述金屬套7的后端內(nèi)表面密封性地配合。
[0033]進(jìn)一步地，還包括以下步驟:
[0034]S107、安裝裸纖保護(hù)套14并套入金屬鎧裝套管15內(nèi)。
[0035]將所述金屬套管7的前端和準(zhǔn)直套筒3連接，通過調(diào)節(jié)準(zhǔn)直透鏡2的位置確定輸出光斑，然后安裝窗口保護(hù)片I。
[0036]優(yōu)選地，所述金屬套管7的前端通過螺紋和準(zhǔn)直套筒3連接。
[0037]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的光纖激光輸出頭通過激光傳能光纖6與石英端帽4熔接，可以減小端面的功率密度，承受更高的激光功率;在所述激光傳能光纖6設(shè)置的包層光剝離器5可以消除殘余栗浦光以及石英端面的回反光;將包層光剝離器5密封在石英套管8里，可以有效地避免與冷卻水直接接觸，進(jìn)而可以避免水中的雜質(zhì)吸附在光纖上，消除因雜質(zhì)吸收熱量而燒壞光纖的問題。
[0038]以上所述實施例僅表達(dá)了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種光纖激光輸出頭，其特征在于，包括石英端帽(4)、激光傳能光纖(6)、金屬套(7)及石英套管(8)，所述石英端帽(4)緊密地配合于所述石英套管(8)的前端，所述激光傳能光纖(6)具有一段包層光剝離器(5)，所述包層光剝離器(5)和所述石英端帽(4)熔接，并密封地固定于所述石英套管(8)內(nèi)，所述石英套管(8)密封地固定于所述金屬套(7)內(nèi)，所述金屬套(7)設(shè)有進(jìn)水孔(9)、出水孔(1)及流通冷卻水且連通所述進(jìn)水孔(9)和所述出水孔(1)的間隙。2.如權(quán)利要求1所述的光纖激光輸出頭，其特征在于，所述石英端帽(4)的出射端鍍有增透膜。3.如權(quán)利要求1所述的光纖激光輸出頭，其特征在于，所述石英套管(8)通過金屬密封件(13)固定在所述金屬套(7)內(nèi)。4.如權(quán)利要求1所述的光纖激光輸出頭，其特征在于，所述包層光剝離器(5)通過石英密封棒(12)密封在石英套管(8)內(nèi)。5.如權(quán)利要求1所述的光纖激光輸出頭，其特征在于，所述金屬套(7)的后端設(shè)有裸纖固定件(11)，所述裸纖固定件(11)和裸纖保護(hù)套管(14)固定。6.如權(quán)利要求5所述的光纖激光輸出頭，其特征在于，所述裸纖保護(hù)套管(14)套入金屬鎧裝套管(15)內(nèi)，并固定于鎧裝固定套管(16)的后端。
【專利摘要】本實用新型提供一種光纖激光輸出頭，其包括石英端帽4、激光傳能光纖6、金屬套7及石英套管8，所述石英端帽4緊密地配合于所述石英套管8的前端，所述激光傳能光纖6具有一段包層光剝離器5，所述包層光剝離器5和所述石英端帽4熔接，并密封地固定于所述石英套管8內(nèi)，所述石英套管8密封地固定于所述金屬套7內(nèi)，所述金屬套7設(shè)有進(jìn)水孔9、出水孔10及流通冷卻水且連通所述進(jìn)水孔9和所述出水孔10的間隙。所述光纖激光輸出頭在激光傳能光纖設(shè)置的包層光剝離器可消除殘余泵浦光以及石英端面的回反光；將包層光剝離器密封在石英套管里，可有效地避免與冷卻水直接接觸，進(jìn)而避免水中雜質(zhì)吸附在光纖上，消除因雜質(zhì)吸收熱量而燒壞光纖的問題。
【IPC分類】G02B6/42, H01S3/067
【公開號】CN205374825
【申請?zhí)枴緾N201521126522
【發(fā)明人】孟祥宇, 朱學(xué)文, 趙明祥, 韓許賓
【申請人】孟祥宇
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月29日