[发明专利]一种用于高功率激光电缆的光纤连接器

说明书

本发明公开了一种用于高功率激光电缆的光纤连接器，包括：光纤和光连接器本体；其中光连接器本体包括沿纵向轴线A延伸的套管，套管分别为内管体和外管体，两者之间形成与纵向轴线A同轴的环形的中空腔体；内管体分隔为轴向间隔的第一内腔和第二内腔，第一内腔内设置耦合体，第二内腔内被填充材料完全填充，所述填充材料具有光散射特性，通过填充材料进入第二内腔的光散射而不与光纤耦合。通过在光连接器中限制光损耗，并进行适当的吸收和耗散；采用间接冷却的方式，确保光纤、耦合区域与冷却液接触的墙壁之间具有高导热性；对损失的光和从包层中提取的光，充分利用光连接器内的空间进行吸收和耗散。

技术领域

本发明涉及一种用于高功率激光电缆的光纤连接器。

背景技术

高功率光缆可作为激光传输的载体，目前其在工业领域已具有广泛应用。实际使用时，光缆一侧与激光源相连，另一侧则连接到相应的工具或工作器件。一般情况下，光纤中的输入输出的光功率耦合会发生在光缆末端，此时通常需要在光缆末端配置光连接器，其目的是简化光缆与工具或工作器件的耦合。然而光缆的耦合处存在的光损耗通常是不可避免，因此必须对其加以考虑。造成光损耗有众多可能原因，如耦合不良、光缆使用过程中由于定位不准导致的耦合性能损失、加工过程产生的反射、耦合光功率进入光纤包层等。而这些光损耗往往会引起热量集中。光连接器热管理系统可确保对光损耗所产生的热量进行处理，对于高功率激光电缆，通常采用冷却液的强制循环来散热。在直接冷却时，冷却剂可能会从光连接器的流出，并严重损坏连接器所连接的光学器件和设备，其危害程度将远远超出光缆故障。而间接冷却时效率低和热传递不及时，可能存在局部集热的情况，光纤上的热量可能在造成永久性损坏后，才将产生的热量消散到冷却回路中。因此，如何解决光纤连接器内的热量耗散是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于高功率激光电缆的光纤连接器，通过在光连接器中限制光损耗，并进行适当的吸收和耗散；采用间接冷却的方式，确保光纤、耦合区域与冷却液接触的墙壁之间具有高导热性；对损失的光和从包层中提取的光，充分利用光连接器内的空间进行吸收和耗散。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种用于高功率激光电缆的光纤连接器，包括：

光纤，其具有纤芯和一个或多个包层区域；

光连接器本体，其包括沿纵向轴线A延伸的套管，套管包括两个管，分别为内管体和外管体，内管体和外管体同轴布置，两者之间形成与纵向轴线A同轴的环形的中空腔体；

内管体设置有一个垂直于纵轴的环形的内凸部，将内管体分隔为轴向间隔的第一内腔和第二内腔，第一内腔和第二内腔通过内凸部中心的通道连通；

第一内腔内设置耦合体，耦合体设置在内凸部的侧壁上，并部分的从其所在的第一个内腔中突出；耦合体由与光纤的纤芯相同折射率的材料构成；

第二内腔内被填充材料完全填充，填充材料的颗粒填充在光纤与内管体的第二内腔的之间的空间，并与光纤的外表面与第二内腔的内表面接触；

所述填充材料具有光散射特性，通过填充材料进入第二内腔的光散射而不与光纤耦合而传播，从而导致光产生的热量沿第二内腔衰减。

优选的，其中填充材料包括在第二内腔靠近内凸部的区域内由大颗粒填充材料，以及在第二内腔远离较远内凸部的区域内由小颗粒填充材料，以便于光向第二内腔内部渗透。

优选的，光纤包括纤芯和外层包层，其中外层包层区域直接接触的填充材料。

优选的，其中填充材料的折射率等于或高于光纤的外层包层区域的折射率。

优选的，其中光纤的外层包层区域在远离内凸部的一段距离内设置有一外表面波纹。

优选的，内管体的第二内腔的部分的内表面具有表面粗糙度和涂层，以便于在第二内腔靠近内凸部的区域实现光反射和散射。