本發(fā)明涉及一種提高光纖傳輸功率閾值的方法，屬于通信設備加工技術領域。
背景技術：
隨著工業(yè)、科技、醫(yī)療及軍事等領域的不斷發(fā)展，人們對光纖的應用場景提出越來越多的要求，其中一個研究的熱點就是利用光纖來傳輸能量?？紤]到光纖的傳輸損耗已經(jīng)控制在一個可觀的范圍內，光纖用于長距離的能量傳輸成為了現(xiàn)實，并被寄希望于能在需要電磁隔離的特殊場合（如煤礦和火藥庫等）作為電能傳輸?shù)奶娲桨浮４送猓饫w的能量傳輸，在激光焊接、切割、鉆孔以及激光武器等方面的用途也越來越廣泛。
光纖的芯徑一般為幾十到幾百微米，強激光需要聚焦到如此小的尺寸并耦合到光纖中傳輸，光纖端面纖芯的功率密度將會特別高，易引起端面熱損傷，使得耦合效率下降，光纖輸出激光能量降低。光纖端面經(jīng)過一般的表面處理后，仍可能存在機械劃痕和麻點等表面瑕疵。在大功率激光的照射下，這些劃痕會吸收能量，導致能量無法耦合進入光纖內傳輸，甚至會由于光纖損傷累積效應使得損傷面積擴大或者溫度升得過高導致端面糊掉，耦合效率的下降進一步加劇。因此，為了能傳輸更大功率的激光能量，必須將端面處理成表面平整光滑的鏡面。
現(xiàn)有技術中對光纖端面的處理通常包括切割法和研磨法，但這兩種方法在實際操作及效果中都有一定程度的缺陷。機械切割法是利用鉆石或金剛石特制的光纖切割刀先在光纖側表面垂直于光纖軸輕輕刻一小口，然后施加彎曲應力拉動光纖使其折斷得到平整的端面。其效果主要取決于機械切割刀的精度以及切割操作的熟練程度，當二者無法得到保證時，將會出現(xiàn)斜角、毛刺和裂痕等不良端面。而研磨法對端面進行拋光處理可以得到一定曲率半徑的有較好光學性能的端面，但其工序相對繁瑣復雜，且加工成本和難度較高。
技術實現(xiàn)要素：
為了解決上述存在的問題，本發(fā)明公開了一種提高光纖傳輸功率閾值的方法，有效解決光纖端面切割不良的問題，消除端面上的毛刺及劃痕等缺陷，得到平整光滑的表面，使其能傳輸更大功率的激光，即提高了光纖端面的傳輸功率閾值，其具體技術方案如下：
一種提高光纖傳輸功率閾值的方法，包括以下步驟：
（1）使用刀片剝除光纖的套塑層與預涂覆層，使光纖的包覆層裸露出來，并將裸露出來的光纖清洗干凈；
（2）在距離光纖端面5mm處，使用光纖切割刀垂直于光纖軸向刻一道裂痕，再對光纖端施加彎曲應力，拉動光纖使其折斷，形成完整的端面，初步完成光纖端面的切割處理；
（3）提供一個熱源使光纖端面的溫度超過石英材料的熔點，光纖端面融化成液態(tài)，利用其液態(tài)表面張力作用，端面形成光滑球面或者準球面；
（4）待光纖端面冷卻固化，采用光纖熱縮保護管保護光纖接頭部位。
所述步驟（3）和步驟（4）之間還包括步驟（3i），待光纖端面熱熔完成后，檢測其傳輸功率閾值是否符合需求，若未達到滿意效果，追加續(xù)熔，直到光纖端面所能傳輸?shù)淖畲蠊β适欠穹闲枨蟆?/p>
所述步驟（3）中熱熔光纖端面過程為：將熱源移到靠近光纖端面處，調節(jié)熱源高度使其略低于光纖，使光纖端面處溫度逐步達到光纖材料的融點進而融化成液態(tài)，最終憑借光纖端面液態(tài)的表面張力使熔融的端面形成一定曲率半徑的光滑球面或準球面。
所述步驟（2）和步驟（3）之間還包括步驟（2i），從光纖端部朝向光纖穿置熱縮管。
所述步驟（4）中，冷卻固化后，將預先穿置在光纖上的熱縮管移至光纖接頭處，輕輕拉直光纖接頭，放入加熱器內加熱，熱縮管包括醋酸乙烯內管和聚乙烯管，醋酸乙烯內管熔化，聚乙烯管收縮后緊套在處理好的光纖上。
所述步驟（1）和步驟（2）之間還包括步驟（1i），取光纖夾持器和定位壓板，光纖放置于光纖夾持器的v型槽中，光纖的前端伸出到光纖夾持器的前方，然后蓋上光纖夾持器，位于光纖夾持器的后方的光纖用定位壓板壓緊固定在操作臺面上。
所述步驟（1）中采用刀片剝除光纖的套塑層與預涂覆層時，首先用酒精棉擦拭干凈3～5cm長的光纖端頭，然后用刀片沿光纖向端頭方向，與光纖呈一定傾斜角度，順次剝除表面涂敷層聚合物材料。
所述步驟（1）中觀察光纖剝除部分的包覆層是否全部去除，若有殘留必須去掉，如有極少量不易剝除的包覆層，可用棉球沾適量酒精，邊浸漬，邊擦除，將脫脂棉沾取適量乙醇／乙醚混合液，夾住已剝離的光纖，沿光纖軸向方向擦拭，確保光纖端部清洗干凈之后才能進入步驟（2）。
所述光纖切割刀由鉆石或金剛石制成。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明，利用熔融端面的液態(tài)表面張力將其變成平滑且純凈的表面，整個過程中不會破壞原光纖的波導特性。通過這種處理，端面均勻、無裂痕及雜質、邊緣齊整、圓周輪廓清晰，不僅能夠提高光纖的耦合效率，減少插損，更能避免大功率激光輸入時由于劃痕和雜質吸收激光能量導致的光纖端面損傷，傳輸這些大功率的激光能量，達到提高光纖端面?zhèn)鬏敼β书撝档哪康摹?/p>
與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明提供的技術方法操作簡便，無需過于復雜的工藝即可得到光學性能優(yōu)異的端面，成本可控，易于重復，適合在大規(guī)模生產(chǎn)中推廣開來。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式，進一步闡明本發(fā)明。應理解下述具體實施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
圖1是本發(fā)明的流程示意圖，結合附圖可見，本提高光纖傳輸功率閾值的方法，包括以下步驟：
（1）使用刀片剝除光纖的套塑層與預涂覆層，使光纖的包覆層裸露出來，并將裸露出來的光纖清洗干凈；光纖表面的清潔和光纖端面的切割時間應緊密銜接，不可間隔過長，防止清潔過的表面暴露在空氣中受到二次污染；
（1i）取光纖夾持器和定位壓板，光纖放置于光纖夾持器的v型槽中，光纖的前端伸出到光纖夾持器的前方，然后蓋上光纖夾持器，位于光纖夾持器的后方的光纖用定位壓板壓緊固定在操作臺面上；
（2）在距離光纖端面5mm處，使用光纖切割刀垂直于光纖軸向刻一道裂痕，再對光纖端施加彎曲應力，拉動光纖使其折斷，形成完整的端面，初步完成光纖端面的切割處理；
（2i）從光纖端部朝向光纖穿置熱縮管；
（3）提供一個熱源使光纖端面的溫度超過石英材料的熔點，光纖端面融化成液態(tài)，利用其液態(tài)表面張力作用，端面形成一定曲率半徑的光滑球面或者準球面；
（3i）待光纖端面熱熔完成后，檢測其傳輸功率閾值是否符合需求，若未達到滿意效果，追加續(xù)熔，直到光纖端面所能傳輸?shù)淖畲蠊β适欠穹闲枨螅?/p>
（4）待光纖端面冷卻固化，采用光纖熱縮保護管保護光纖接頭部位。
所述步驟（3）中熱熔光纖端面過程為：將熱源移到靠近光纖端面處，調節(jié)熱源高度使其略低于光纖，使光纖端面處溫度逐步達到光纖材料的融點進而融化成液態(tài)，最終憑借光纖端面液態(tài)的表面張力使熔融的端面形成一定曲率半徑的光滑球面或準球面。
所述步驟（4）中，冷卻固化后，將預先穿置在光纖上的熱縮管移至光纖接頭處，輕輕拉直光纖接頭，放入加熱器內加熱，熱縮管包括醋酸乙烯內管和聚乙烯管，醋酸乙烯內管熔化，聚乙烯管收縮后緊套在處理好的光纖上。待光纖端面熱熔完成后，由于光纖在連接時去掉了接頭部位的涂覆層其機械強度降低，因此還需對接頭部位進行補強保護，可采用光纖熱縮保護管(熱縮管)保護光纖接頭部位。
所述步驟（1）中采用刀片剝除光纖的套塑層與預涂覆層時，首先用酒精棉擦拭干凈3～5cm長的光纖端頭，然后用刀片沿光纖向端頭方向，與光纖呈一定傾斜角度，順次剝除表面涂敷層聚合物材料。
所述步驟（1）中觀察光纖剝除部分的包覆層是否全部去除，若有殘留必須去掉，如有極少量不易剝除的包覆層，可用棉球沾適量酒精，邊浸漬，邊擦除，將脫脂棉沾取適量乙醇／乙醚混合液，夾住已剝離的光纖，沿光纖軸向方向擦拭，確保光纖端部清洗干凈之后才能進入步驟（2）。以防光纖頭上的不潔雜質在大功率照射下吸收能量造成損傷。
所述光纖切割刀由鉆石或金剛石制成。
提供一個熱源使光纖端面的溫度超過石英材料的熔點，光纖端面融化成液態(tài)后利用其液態(tài)表面張力作用使端面形成一定曲率半徑的光滑球面或準球面，從而達到甚至超過了研磨法的處理效果。優(yōu)選地，對于石英材料的光纖，利用其在不同波段的吸收光譜特性，可選用10.6微米波段的小型二氧化碳激光器與待處理的光纖端面耦合。由于石英材質在該波段會大量吸收激光能量，在端面處激光能量無法正常進入光纖中，并且熱量也無法及時地散去，經(jīng)過一定時間的能量積累后，光纖端面即會達到熔點，實現(xiàn)熱熔處理。
本發(fā)明方法得到的球面或準球面是通過熱熔方式得到的，能夠保證光纖的波導傳輸特性不受破壞。
本發(fā)明方案所公開的技術手段不僅限于上述技術手段所公開的技術手段，還包括由以上技術特征任意組合所組成的技術方案。
以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。