光纤剥模器的封装结构的制作方法

1.本技术实施例涉及激光器件领域，尤其涉及一种光纤剥模器的封装结构。


背景技术：

2.光纤剥模器是光纤激光器的重要组成部分，用于剥除光纤内包层中的激光。随着光纤激光器功率的升高，需要剥除的激光功率增加，光纤剥模器产生大量热量，温度升高，可能会导致光纤剥模器损坏，从而影响光纤激光器的稳定性。通常情况下可以对光纤剥模器进行封装，帮助光纤剥模器散热，降低光纤剥模器的温度。
3.传统的光纤剥模器封装结构，通常包括盖板及底板。该封装结构具体可以实现为在盖板和底板上分别设置第一和第二凹槽，两个凹槽围成收纳腔，用以容纳光纤剥模器，再将底板固定在散热器上。则光纤剥模器剔除的激光可以在两个半槽处转变为热量，最终由底板将热量传递至散热器。
4.然而，上述封装结构中，光纤剥模器剔除的激光在盖板上设置的第一凹槽处转变为热量后，需要经由盖板将热量传递至底板，再由底板将热量传递至散热器，此时光纤剥模器产生的热量传递路径较长，热阻较大，从而导致光纤剥模器的散热效率较低。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供一种光纤剥模器的封装结构，用以解决现有技术中光纤剥模器散热效率较低的问题。
6.第一方面，本技术实施例中提供了一种光纤剥模器的封装结构，包括盖板及底板；
7.其中，所述盖板的第一表面设置有第一凹槽；所述底板的第二表面设置有表面发射率高于所述第一凹槽的第二凹槽；所述第一凹槽与所述第二凹槽围成收纳腔，用以容纳所述光纤剥模器。
8.本技术实施例中，在光纤剥模器的封装结构中，通过设置底板第二表面上的第二凹槽的表面发射率高于盖板第一表面上的第一凹槽的表面发射率，实现光纤剥模器剔除的大部分激光在底板上设置的第二凹槽处转变为热量，由底板直接将热量传递出去，缩短热量传递路径，提高光纤剥模器的散热效率。
9.本技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
10.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
11.图1示出了本技术提供的一种光纤剥模器的封装结构一个实施例的结构示意图；
12.图2示出了本技术提供的一种光纤剥模器的封装结构另一个实施例的结构示意
图；
13.图3示出了本技术提供的一种底板一个实施例的结构示意图；
14.图4-a示出了本技术提供的一种底板端面一个实施例的正视图；
15.图4-b示出了本技术提供的一种光纤剥模器的封装结构另一个实施例的结构示意图；
16.图4-c示出了本技术提供的一种底板另一个实施例的正视图；
17.图5-a示出了本技术提供的一种底板端面另一个实施例的正视图；
18.图5-b示出了本技术提供的一种光纤剥模器的封装结构另一个实施例的结构示意图；
19.图5-c示出了本技术提供的一种底板另一个实施例的正视图。
具体实施方式
20.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
21.在本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些结构中，包含了按照特定顺序出现的多个结构件，这些结构件的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的结构件。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的结构件等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。
22.本技术实施例可以应用于对光纤剥模器进行封装的领域。剥模器是一种能促使包层模转换成辐射模，通常用折射率等于或大于光纤包层折射率的材料构成的器件。光纤剥模器通常是对光纤进行处理制作形成，是光纤激光器的重要组成部分，用于剥除光纤内包层中的激光。随着光纤激光器功率的升高，需要剥除的激光功率增加，光纤剥模器产生大量热量，温度升高，可能会导致光纤剥模器损坏，从而影响光纤激光器的稳定性。通常情况下可以对光纤剥模器进行封装，帮助光纤剥模器散热，降低光纤剥模器的温度。
23.传统的光纤剥模器封装结构，通常包括盖板及底板。该封装结构具体可以实现为在盖板和底板上分别设置第一和第二凹槽，两个凹槽围成收纳腔，用以容纳光纤剥模器，再将底板固定在散热器上。则光纤剥模器剔除的激光可以在两个半槽处转变为热量，最终由底板将热量传递至散热器。
24.然而，上述封装结构中，光纤剥模器剔除的激光在盖板上设置的第一凹槽处转变为热量后，需要经由盖板将热量传递至底板，再由底板将热量传递至散热器，此时光纤剥模器产生的热量传递路径较长，热阻较大，从而导致光纤剥模器的散热效率较低。
25.因此，为了提高光纤剥模器的散热效率，发明人进行了一系列研究，提出了本技术的技术方案，一种光纤剥模器的封装结构，包括盖板及底板，其中，盖板的第一表面设置有第一凹槽；底板的第二表面设置有表面发射率高于第一凹槽的第二凹槽；第一凹槽与第二凹槽围成收纳腔，用以容纳该光纤剥模器。通过设置底板第二表面上的第二凹槽的表面发射率高于盖板第一表面上的第一凹槽的表面发射率，实现光纤剥模器剔除的大部分激光在底板上设置的第二凹槽处转变为热量，由底板直接将热量传递出去，缩短热量传递路径，提高光纤剥模器的散热效率。
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.如图1，示出了一个实施例中光纤剥模器的封装结构的示意图，包括盖板10、底板20及透明结构件30。
28.其中，盖板10的第一表面101设置有第一凹槽a；底板20的第二表面201设置有表面发射率高于第一凹槽a的第二凹槽b；盖板10与底板20固定连接；第一凹槽a与第二凹槽b围成收纳腔，该透明结构件30固定于收纳腔内。
29.该透明结构件30可以用于固定光纤剥模器。
30.本实施例中，盖板10和底板20分别可以实现为导热盖板和导热底板，用于将光线剥模器产生的热量向外传递。在实际应用中，导热盖板和导热底板可以采用导热性能较好的材质，如铜材质、铝合金材质等。例如，导热盖板可以采用铜材质，导热底板可以采用铝合金材质，或者导热盖板和导热底板可以都采用铜材质，或者导热盖板和导热底板可以都采用铝合金材质等。
31.盖板10和底板20固定连接，使盖板10的第一表面101上设置的第一凹槽a与底板20的第二表面201上设置的第二凹槽b围成收纳腔。其中，第二凹槽b的表面发射率高于第一凹槽a。盖板10和底板20固定连接可以有多种实现方式，例如，可以使用螺丝将盖板10及底板20进行固定，此处不进行具体限制。
32.透明结构件30可以固定于该收纳腔内。在实际应用中，该透明结构件30可以为圆柱体结构，例如可以实现为玻璃管，该玻璃管的长度可以小于或等于收纳腔的长度。其中，将透明结构件30固定于收纳腔内可以有多种实现方式，例如，可以通过在盖板10的第一凹槽a及底板20的第二凹槽b内涂覆胶水的方式对透明结构件30进行固定。
33.该透明结构件30的两端具有穿孔，光纤剥模器可以穿设于该透明结构件30内。具体的，连接于光纤剥模器一端的传输光纤40可以通过穿孔从透明结构件30的一端穿出，另一端的传输光纤40也可以通过穿孔从透明结构件30的另一端穿出。进一步地，传输光纤40的两端可以与底板20通过点胶固定，透明结构件30的两端处可以通过点胶固定，形成将光纤剥模器固定在透明结构件30中心位置的塞头。
34.图2为另一个实施例中光纤剥模器的封装结构的示意图，参考图2，,盖板10与底板20的两端对接处可以分别设置有避让传输光纤40的穿孔，为了便于描述，可以将盖板10和底板20两端对接处设置的穿孔称为第一穿孔，将透明结构件两端设置的穿孔称为第二穿孔。该第一穿孔50与透明结构件(此处实现为玻璃管)两端的第二穿孔(图中未显示)同轴，即第一穿孔与第二穿孔的轴线在同一直线上，传输光纤40可以通过该第一穿孔50与第二穿孔从封装结构中穿出。
35.此时，光纤剥模器剔除的包层光将在盖板10第一表面上设置的第一凹槽表面和底板20第二表面上设置的第二凹槽表面转变为热量。由于第一凹槽的表面发射率低于第二凹槽的表面发射率，其中，发射率可以称为黑度，表示实际物体向外的辐射力和同温度下黑体的辐射力之比，是一个处于0～1范围的值，可以用于表征物体的辐射特性。表面发射率越高，越利于散热，由此，光纤剥模器剔除的大部分激光会在具有高表面发射率的第二凹槽表面转变为热量，并直接通过第二凹槽所在的底板20将热量向外传递，实现对光纤剥模器的
散热处理。
36.本实施例中，在光纤剥模器的封装结构中，通过设置底板第二表面上的第二凹槽的表面发射率高于盖板第一表面上的第一凹槽的表面发射率，实现光纤剥模器剔除的大部分激光在底板上设置的第二凹槽处转变为热量，由底板直接将热量传递出去，无需在盖板上设置的第一凹槽处转变为热量后，优先由盖板将热量传递至底板，再由底板将热量传递至散热器，从而缩短了热量传递路径，降低传导热阻，提高光纤剥模器的散热效率。
37.在实际应用中，该封装结构可以固定于散热器上，例如可以用螺丝将导热底板固定在散热器上。其中，该散热器可以实现为水冷散热器或风冷散热器等，对此不进行具体限制。
38.为了更好地提高散热效率，在某些实施例中，可以将第一凹槽的表面发射率设置为0～0.05，将第二凹槽的表面发射率设置为0.8～1。在实际应用中，为了控制第一凹槽表面发射率为0～0.05，可以对第一凹槽表面做抛光处理。或者，还可以在第一凹槽表面粘贴表面发射率满足要求的铝箔，铜箔，镜片等等，此处不进行具体限制。为了控制第二凹槽表面发射率为0.8～1，可以对第二凹槽表面进行阳极氧化处理等。
39.在实际应用中，该第一凹槽可以包括多种形状，与此对应的，第二凹槽也可以包括多种形状，使得第一凹槽与第二凹槽可以围成收纳腔。作为一个可选的实施例，如图1所示，第一凹槽a和第二凹槽b均实现为半圆柱形，二者围成的收纳腔实现为圆柱形。
40.在实际应用中，盖板10的第一表面中除第一凹槽外，还可以包括其它的面，以及底板20的第二表面中除第二凹槽外，也可以包括其它的面。
41.在某些实施例中，第一表面中不包括第一凹槽的第一接触面，可以与第二表面中不包括第二凹槽的第二接触面相接触，并且可以在第一接触面与第二接触面中的至少一个上涂覆导热材料。
42.该第一接触面可以实现为第一形状，该第二接触面可以实现为与第一形状相配合的第二形状。如图3所示，底板20上的第二凹槽实现为半圆柱形，第二接触面实现为第二表面中不包括半圆柱型侧面的面200，与此对应的，盖板上的第一凹槽也实现为半圆柱形，第一接触面实现为第一表面中不包括半圆柱型侧面的面，与第二接触面200相匹配。
43.其中，导热材料可以包括导热界面材料等，导热界面材料又可以称为热界面材料(thermal interface material，简称tim)，可以用于涂敷在散热器件与发热器件之间，降低它们之间的接触热阻。可选的，可以只在第一接触面上涂覆导热材料，或者，也可以只在第二接触面上涂覆导热材料，或者，还可以在第一接触面和第二接触面上都涂覆导热材料。可选的，还可以在底板与散热器接触的表面上涂覆导热材料。
44.作为一个可选的实施例，该导热材料可以实现为导热硅脂。
45.为了进一步提高散热效率，在某些实施例中，可以将第一接触面的粗糙度设置为0～3.2um(微米)，以及将第一接触面的平面度设置为0～0.05mm(毫米)，与此对应的，可以将第二接触面的粗糙度也设置为0～3.2um，以及平面度也设置为0～0.05mm。其中，粗糙度可以指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。平面度可以指基片具有的宏观回凸高度相对理想平面的偏差。在实际应用中，可以采用车铣、cnc加工或手工研磨的方式控制第一接触面及第二接触面的粗糙度处于0～3.2um。
46.在实际应用中，以盖板10和底板20都选用铜材质为例，在第一接触面及第二接触
面的粗糙度和平面度处于设置范围后，可以对第一接触面及第二接触面进行真空镀金，防止铜材质表面氧化等。
47.在某些实施例中，以底板20为例，底板20的第二表面可以包括依次相连并形成折形的第一面、第二面、第三面、第四面以及第五面，并在第三面上设置有第二凹槽；
48.第一面、第三面以及第五面平行设置，且第一面与第五面位于同一平面，第三面与第一面或第五面位于不同平面。
49.与此对应的，盖板10的第一表面可以与底板20的第二表面对应。
50.在实际应用中，上述第二表面可以包括多种不同的结构。
51.作为一个可选的实施例，如图4-a所示，为一个实施例中底板20的端面的正视图。底板的第二表面包括依次相连并形成折形的第一面2011、第二面2012、第三面2013、第四面2014以及第五面2015，并在第三面2013上设置有第二凹槽b；
52.第一面2011、第三面2013以及第五面2015平行设置，且第一面2011与第五面2015位于同一平面，第三面2013与第一面2011或第五面2015位于不同平面，且相对于第一面2011或第五面2015所在的平面，第三面2013所在的平面远离底板的第四表面202。其中，底板的第四表面202与第二表面是不同的面。
53.此时，盖板的第一表面实现为与第二表面匹配的结构。具体的，盖板的第一表面包括依次相连并形成折形的第六面、第七面、第八面、第九面以及第十面，并在第八面上设置有第一凹槽；
54.第六面、第八面以及第十面平行设置，且第六面与第十面位于同一平面，第八面与第六面或第十面位于不同平面，且相对于第六面或第十面所在的平面，第八面所在的平面靠近盖板的第三表面。其中，盖板的第三表面与第一表面是不同的面。
55.图4-b及4-c分别示出了一个实施例中封装结构的结构示意图及底板20的结构示意图。
56.可选的，第一面、第二面、第四面、第五面以及第三面中不包括第二凹槽的剩余面可以构成第二表面中的第二接触面，第六面、第七面、第九面、第十面以及第八面中不包括第一凹槽的剩余面可以构成第一表面中的第一接触面。
57.此时，为了提高散热效率，可以在第二接触面中的第一面及第五面上涂覆导热材料，或者在第一接触面中的第六面和第十面的上涂覆导热材料，或者可以在第二接触面中的第一面、第五面，及第一接触面中的第六面、第十面上都涂覆导热材料。
58.在实际应用中，为防止导热材料溢出附着于透明结构件表面，可以将底板的第二表面中第一面与第三面之间的垂直距离设置为1～3mm(毫米)，以及将第五面与第三面之间的垂直距离也设置为1～3mm，例如可以设置为2mm。如图4-a所示，第一面2011与第三面2013之间的垂直距离，也即第二面2012的宽度，可以设置为2mm，第五面2015与第三面2013之间的垂直距离，也即第四面2014的宽度，可以设置为2mm。
59.与此对应的，可以将盖板的第一表面中第六面与第八面之间的垂直距离设置为1～3mm，以及将第十面与第八面之间的垂直距离也设置为1～3mm，例如可以设置为2mm。
60.并且，为了增大导热材料的涂覆面积，可以将第二凹槽b的侧边与第三面2013中靠近并与该侧边平行的边的距离设置为1～3mm，例如可以为2mm等，以及将第一凹槽的侧边与第八面中靠近并与该侧边平行的边的距离设置为1～3mm，如2mm等。
61.作为第二表面包括的不同结构中另一个可选的实施例，如图5-a所示，底板的第二表面包括依次相连并形成折形的第一面2011、第二面2012、第三面2013、第四面2014以及第五面2015，并在第三面2013上设置有第二凹槽b；
62.第一面2011、第三面2013以及第五面2015平行设置，且第一面2011与第五面2015位于同一平面，第三面2013与第一面2011或第五面2015位于不同平面，且相对于第一面2011或第五面2015所在的平面，第三面2013所在的平面靠近底板的第四表面202。其中，底板的第四表面202与第二表面是不同的面。
63.此时，盖板的第一表面实现为与第二表面匹配的结构。具体的，盖板的第一表面包括依次相连并形成折形的第六面、第七面、第八面、第九面以及第十面，并在第八面上设置有第一凹槽；
64.第六面、第八面以及第十面平行设置，且第六面与第十面位于同一平面，第八面与第六面或第十面位于不同平面，且相对于第六面或第十面所在的平面，第八面所在的平面远离盖板的第三表面。其中，盖板的第三表面与第一表面是不同的面。
65.图5-b及5-c分别示出了一个实施例中封装结构的结构示意图及底板的结构示意图。
66.可选的，第一面、第二面、第四面、第五面以及第三面中不包括第一凹槽的剩余面可以构成第一表面中的第一接触面，第六面、第七面、第九面、第十面以及第八面中不包括第二凹槽的剩余面可以构成第二表面中的第二接触面。
67.此时，为了提高散热效率，可以在第一接触面中的第一面及第五面上涂覆导热材料，或者在第二接触面中的第六面和第十面的上涂覆导热材料，或者可以在第一接触面中的第一面、第五面，及第二接触面中的第六面、第十面上都涂覆导热材料。
68.在实际应用中，为防止导热材料溢出附着于透明结构件表面，可以将底板的第二表面中第一面与第三面之间的垂直距离设置为1～3mm，以及将第五面与第三面之间的垂直距离也设置为1～3mm，例如可以设置为2mm。如图5-a所示，第一面2011与第三面2013之间的垂直距离，也即第二面2012的宽度，可以设置为2mm，第五面2015与第三面2013之间的垂直距离，也即第四面2014的宽度，可以设置为2mm。
69.与此对应的，可以将盖板的第一表面中第六面与第八面之间的垂直距离设置为1～3mm，以及将第十面与第八面之间的垂直距离也设置为1～3mm，例如可以设置为2mm。
70.并且，为了增大导热材料的涂覆面积，可以将第二凹槽b的侧边与第三面2013中靠近并与该侧边平行的边的距离设置为1～3mm，例如可以为2mm等，以及将第一凹槽的侧边与第八面中靠近并与该侧边平行的边的距离设置为1～3mm，如2mm等。
71.除上述两个实施例中描述的第二表面的结构外，还可以实现为多种不同的结构，可以根据实际应用进行设置，此处不再进行一一赘述。
72.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
73.以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性
的劳动的情况下，即可以理解并实施。
74.通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
75.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种光纤剥模器的封装结构，其特征在于，包括盖板及底板；其中，所述盖板的第一表面设置有第一凹槽；所述底板的第二表面设置有表面发射率高于所述第一凹槽的第二凹槽；所述第一凹槽与所述第二凹槽围成收纳腔，用以容纳所述光纤剥模器。2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一表面中不包括所述第一凹槽的第一接触面，与所述第二表面中不包括所述第二凹槽的第二接触面相接触，且所述第一接触面与所述第二接触面中的至少一个涂覆导热材料。3.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一凹槽的表面发射率为0～0.05，所述第二凹槽的表面发射率为0.8～1。4.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第一表面包括粗糙度为0～3.2微米以及平面度为0～0.05毫米的第一接触面，所述第二表面包括粗糙度为0～3.2微米以及平面度为0～0.05毫米的第二接触面。5.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述第一接触面为第一形状，所述第二接触面为与所述第一形状相配合的第二形状。6.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，所述第二表面包括依次相连并形成折形的第一面、第二面、第三面、第四面以及第五面，在所述第三面上设置有所述第二凹槽；所述第一面、第三面以及第五面平行设置，所述第一面与所述第五面位于同一平面，所述第三面与所述第一面或所述第五面位于不同平面；所述第一表面包括依次相连并形成折形的第六面、第七面、第八面、第九面以及第十面，在所述第八面上设置有所述第一凹槽；所述第六面、第八面以及第十面平行设置，所述第六面与所述第十面位于同一平面，所述第八面与所述第六面或所述第十面位于不同平面。7.根据权利要求6所述的封装结构，其特征在于，所述第一面与所述第三面之间的垂直距离为1～3毫米，所述第五面与所述第三面之间的垂直距离为1～3毫米；所述第六面与所述第八面之间的垂直距离为1～3毫米，所述第十面与所述第八面之间的垂直距离为1～3毫米。8.根据权利要求6所述的封装结构，其特征在于，所述第二凹槽的侧边与所述第三面中靠近并与所述侧边平行的边的距离为1～3毫米；所述第一凹槽的侧边与所述第八面中靠近并与所述侧边平行的边的距离为1～3毫米。9.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，还包括固定于所述收纳腔内的透明结构件；所述透明结构件具体用于容纳所述光纤剥模器。10.根据权利要求9所述的封装结构，其特征在于，所述盖板与所述底板的两端对接处分别设置有避让传输光纤的第一穿孔，所述透明结构件的两端分别设置有避让所述传输光纤的第二穿孔，所述第一穿孔与所述第二穿孔同轴，所述传输光纤固定于所述透明结构件内，所述传输光纤的中部带有所述光纤剥模器。

技术总结
本申请实施例提供一种光纤剥模器的封装结构，包括盖板及底板；其中，所述盖板的第一表面设置有第一凹槽；所述底板的第二表面设置有表面发射率高于所述第一凹槽的第二凹槽；所述第一凹槽与所述第二凹槽围成收纳腔，用以容纳所述光纤剥模器。本申请实施例提供的技术方案提高了光纤剥模器的散热效率。提高了光纤剥模器的散热效率。提高了光纤剥模器的散热效率。


技术研发人员：杨明娟 施建宏 祝启欣 王争 涂炼
受保护的技术使用者：武汉锐科光纤激光技术股份有限公司
技术研发日：2021.07.12
技术公布日：2022/3/8