CO₂激光器应用之光纤熔接或拉锥

石英光纤表面在10.6μm有很强的吸收，这是一种吸收光而自加热的方式，与传统的电弧放电、火焰或灯丝加热等的外部加热方式有很大不同。光纤表面对CO₂激光能量有很强的吸收，因此激光不会直接穿透到光纤内部，而且也会少散射到空气中。受热的光纤表面快速的把热量传递到光纤内部，这跟外部加热的方式相似，与外部加热方式最大的不同是细光纤与粗光纤在同样的CO₂激光功率下，细光纤不会过热因为细光纤的表面吸收面积更小。

高功率光纤激光器需要非常干净的光纤包层表面，因为大多数光纤激光器设计使用整个玻璃内包层来传输泵浦激光功率。高功率光纤熔接或长时间的光纤拉锥会增加电极或灯丝退化的可能性，也使得包层表面污染和功率泄漏的风险增加。电极或灯丝带来的这些污染将导致泵浦功率泄漏，并可能在熔接点或拉锥位置引发关键故障。使用CO₂激光能提供洁净的加热光源，可以消除了金属沉积在玻璃表面的风险，因为CO₂能量的吸收是一个温和的过程，在控制良好的情况下，限制了二氧化硅的蒸发和再沉积，产生的光滑的熔接表面限制了包层功率损失，尤其对于传统的低折射率丙烯酸酯涂层双包层光纤。

  CO₂激光加热系统被认为光纤熔接或光纤拉锥的最佳解决方案，使用适当的CO₂激光器光源对于熔接或拉锥的质量至关重要。常规工业常用的功率稳定性约为±5%的典型CO₂激光器会导致不可预测的熔接损耗，或在光纤拉锥中产生较大的波纹状起伏。利用Access laser提供的稳定型系列CO₂激光器，功率稳定度达到±2%，配置line tracer的版本功率稳定度可以到达±1%。我们的合作伙伴在全球交付了数百个光纤熔接或拉锥系统，Access laser的稳定型CO2激光器使得这些系统能继续以最高标准运行。

 

 

 

近红外激光引发光学元件表面损伤是一个常见问题，损伤会快速升级，因为这不是一个阈值事件。确切的说，它可以被描述为在一个光学元件单位面积发现多个损伤部位的概率，作为该光学元件入射通量3ω的函数。一旦损伤出现，它就会变成比较大的尺寸，损伤随入射光通量呈指数级的增长，快速衰减光学效率并使得光学元件寿命衰减。为减缓或消除这种损伤，利用Access laser大通激光提供的稳定型系列CO₂激光器AL50S，功率稳定度达到±2%，配置line tracker的版本AL50ST功率稳定度可以到达±1%，被用来作为非消融低温退火处理，来加热玻璃回流和局部修复部位。不过，10.6μm的激光器只能修复比较浅的损伤，大概几十微米的损伤部位。对于更深的损伤，需要9.3μm波长CO₂激光器，能对500μm深度的损伤有很好的修复效果。这个过程完全不产生任何碎屑，可以用于抛光和精加工应用。

 

Figure 1: CO₂ laser rapidly removes scratches via efficient melting of silica in a localized manner.

         CO₂激光器通过局部有效融化二氧化硅快速消除伤痕。