[发明专利]玻璃垫层

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2013年3月15日提交的，题目为“Glass Buffers”，序列号为61/787,854的美国临时专利申请的优先权，在此通过引用将其整体并入，如同在此处明确规定的。

背景技术

技术领域

本发明大体上涉及光学器件，尤其涉及光纤。

相关技术描述

光纤激光器通常被用在高功率的光学应用中。在这些应用中采用的高功率级别可能会导致不同脆弱点的温度升高。因此，还需要不断地努力以减轻高功率光学系统内潜在的过热。

发明内容

本发明涉及具有玻璃垫层的光纤。因此，一些实施例包括一种具有芯、包层和玻璃垫层的光纤。一些实施例中，玻璃垫层的折射率比包层的折射率高。

附图说明

本公开的许多方面参照下面的附图可以更好地理解。图中的组件不一定按比例，重点在于清楚地说明本发明的原理。此外，在附图中，在以下若干视图中相同的标记表示相应的部分。

图1表示一种具有玻璃垫层的光纤的实施例。

图2示出另一种具有玻璃垫层的光纤的实施例。

图3A和图3B为显示加热区域的热量图。

图4是表示具有玻璃垫层的光纤的制造方法的实施例的流程图。

具体实施方式的详细描述

在采用光纤激光器的高功率应用中，光纤通常被拼接在一起。拼接后，例如将锥体置入锥形光纤束(TFB)后，通常会在包层中发现光的传播。不论光纤是单模光纤(SMF)或多模光纤(MMF)，最好能将光从包层中去除或剥离。目前，使用聚合物涂层从包层剥离不需要的光。使用聚合物涂层的一个缺点是，根据不同的材料，所述聚合物涂层具有的折射率允许光以一定的角度进入该聚合物，从而导致过热，进而导致损坏和故障。

具体地讲，聚合物涂层存在两个脆弱区域。第一区域是锥体和输出光纤之间拼接后的粘合点。如果拼接时纤芯和包层匹配不完美，那么纤芯的光可以被间接地注入到包层。间接注入的光将沿包层通过全内反射(TIR)引导，直到达到具有与包层相匹配的折射率的材料。该折射率匹配的材料通常是聚合物涂层。

当光入射到聚合物涂层时，聚合物涂层被加热，通常会引起热破坏和损坏。其中聚合物涂层加热的速率通常是厚度的函数。因此，在一个边缘被剥离的连接处，聚合物涂层可能更薄，导致在这些剥离边缘的连接处产生的更高的温度。实验结果表明，约200至300毫瓦(mW)的包层光引导进入聚合物涂层会导致温度显著增加。因此，可想而知，激光组合器应用，这意味着运用两(2)千瓦(kW)的功率，会导致明显过热，特别是由于目前的规格要求组合器效率为95或更高，这转化为潜在地被引导入包层区域内的、范围为100至200瓦(W)的光。

传统上，通过使低折射率粘接材料流过剥离区以将光纤向铝外壳散热，来控制这种过度加热。此外，热复合物已被用于进一步对光纤进行散热和分散聚合物涂层中的剩余光。不幸的是，这样的低折射率粘接材料增加了系统的刚性，并且通常不能用于去除包层光。因此，大部分包层光传播超过粘合点。

第二脆弱区域是光学纤维的模式剥离区域，其中涂层被剥离以使包层被暴露。暴露的包层允许光传播穿过包层以逃逸。典型地，在该涂层被剥离后，露出的光纤被置于一个铝制外壳中，并与低折射率粘接材料接合。然后将一种热复合物放置在裸光纤的纵向，从而产生一个可散射光的边界。散射光可以是全向的，因此，其可以在不同数值孔径重新注入到光纤。在该模式剥离区中的包层和热复合物之间的初始接触出现加热问题，可对光纤性能产生负面影响。

考虑到这些过热问题，本发明教导了一种从包层去除光的玻璃垫层，从而改善一些过热问题。使用具有比包层更高的折射率的玻璃垫层能够去除过量的包层光。此外，由于它的热特性，玻璃垫层具有比聚合物垫层更高的耐热性，从而进一步减轻任何过热问题。

已经提供了几个实施方案的概述，现在参考如附图中所示的实施例作出详细描述。一些实施例的描述与这些附图相关，但其目的不是将本申请限制为实施方式或这里所公开的实施例。相反，其目的是要覆盖所有的替换，修改和等同物。

具有热复合物层的玻璃垫层