一種光纖拉錐的裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光纖拉錐的裝置，該裝置將一束激光分成兩束后分別從兩側(cè)加熱光纖束，通過(guò)調(diào)節(jié)場(chǎng)鏡的位置實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱區(qū)域溫度的控制，通過(guò)圖像識(shí)別來(lái)控制拉錐形狀，從而使光纖耦合后形態(tài)均勻，信號(hào)傳導(dǎo)穩(wěn)定。本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比可以大大的提高光纖拉錐質(zhì)量，具有速度快，拉錐效果好，超低的光損，產(chǎn)品合格率成倍提升，實(shí)現(xiàn)了高精度的分光比，可以制作1×N路的光分路器及光纖合束器，同時(shí)不會(huì)向耦合后的光纖中引入雜質(zhì)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種光纖拉錐的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及光纖通信領(lǐng)域，尤其涉及的是一種光纖拉錐的裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]光纖拉錐是將多根去掉涂覆層的裸光纖并排放置成一束，然后利用拉錐機(jī)將光纖耦合在一起。拉錐成型的光纖束又叫光分路器或合束器，普遍應(yīng)用在光通信行業(yè)及光纖激光發(fā)射器上。拉錐的核心難點(diǎn)在于如何將多根光纖完美的熔融耦合在一起，最終形成理想的光分路器。目前，絕大多數(shù)拉錐機(jī)采用氫氧焰作為熱源來(lái)加熱耦合區(qū)，使光纖融化到一定程度再進(jìn)行拉伸。也有用電加熱的方式作為熱源，還有的用高壓放電電弧作為熱源。這三種方式各有缺點(diǎn)，氫氧焰方式很難控制中心區(qū)火焰溫度，并且容易產(chǎn)生溫度漂移。再者氫氧焰是從上方開(kāi)始加熱光纖束，這將導(dǎo)致光纖束上表面和下表面產(chǎn)生較大溫差，導(dǎo)致光纖受熱不均勻，最終導(dǎo)致耦合器的光分路比差異大，光損大。電加熱方式的主要缺點(diǎn)是電阻材料在長(zhǎng)時(shí)間使用后表面會(huì)有氧化層，將直接降低加熱效果，再者如此高的溫度會(huì)使金屬電阻材料發(fā)生升華現(xiàn)象，使金屬雜質(zhì)或碳混入到耦合區(qū)。高壓電弧方式的主要缺點(diǎn)是電弧寬度不夠及電弧穩(wěn)定性不好，很難控制到理想狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致耦合區(qū)受熱不均勻，且金屬電極容易產(chǎn)生升華，將金屬雜質(zhì)或碳混入耦合區(qū)。【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種光纖拉錐的裝置。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種光纖拉錐的裝置，包括第一三維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、第二三維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和激光發(fā)射器，其特征在于:還包括分光鏡、第一全反射鏡和第二全反射鏡，第一全反射鏡和第二全反射鏡分別設(shè)置在由分光鏡射出兩束激光的光路路徑上，在分光鏡和第一全反射鏡之間設(shè)置有第一準(zhǔn)直透鏡和第一擴(kuò)束透鏡，第一準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在分光鏡和第一擴(kuò)束透鏡之間，在第一全反射鏡與光纖束之間設(shè)置有第一場(chǎng)鏡，在分光鏡和第二全反射鏡之間設(shè)置有第二準(zhǔn)直透鏡和第二擴(kuò)束透鏡，第二準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在分光鏡和第二擴(kuò)束透鏡之間，在第二全反射鏡與光纖束之間設(shè)置有第二場(chǎng)鏡，在第一全反射鏡與第一場(chǎng)鏡之間還設(shè)置有第一二次全反射鏡，在第二全反射鏡與第二場(chǎng)鏡之間還設(shè)置有第二二次全反射鏡，通過(guò)第一全反射鏡、第一二次全反射鏡、第二全反射鏡和第二二次全反射鏡的反射，由分光鏡分出的兩束激光最終路徑重疊，且方向相反。
[0005]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括圖像采集裝置，所述圖像采集裝置包括圖像采集探頭和LED光源，所述圖像采集探頭和LED光源分別位于光纖束的兩相對(duì)側(cè)，圖像采集探頭上設(shè)置有光線衰減片。
[0006]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，激光發(fā)射器為二氧化氮激光發(fā)射器或二氧化碳激光發(fā)射器。
[0007]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，分光鏡為透射和反射比為50/50的中性分光鏡。
[0008]本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比可以大大的提高光纖拉錐質(zhì)量，具有速度快，拉錐效果好，超低的光損，產(chǎn)品合格率成倍提升，實(shí)現(xiàn)了高精度的分光比，可以制作1XN路的光分路器及合束器。使用圖像識(shí)別技術(shù)來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控耦合區(qū)光纖束的形態(tài)變化，再結(jié)合分光比的變化來(lái)控制激光照射時(shí)間和拉錐速度與拉錐距離， 從而達(dá)到最理想的拉錐效果。【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是光纖拉錐裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是光纖拉錐裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是光纖拉錐耦合區(qū)截面示意圖。
[0012]圖4是激光束能量分布示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0014]實(shí)施例1
[0015]—種光纖拉錐的方法，其特征在于步驟如下:
[0016]步驟一、將待加工的光纖束10的兩端分別固定在第一三維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)81和第二三維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)82上；
[0017]步驟二、使用分光鏡2將激光發(fā)射器1發(fā)射出的激光束分成兩束，光束一 11和光束二 12;[〇〇18]步驟三、在光束一 11的路徑上設(shè)置第一全反射鏡51，在光束二12的路徑上設(shè)置第二全反射鏡52,調(diào)整第一全反射鏡51和第二全反射鏡52的位置，使光束一 11和光束二12相交于光纖束10的待拉伸區(qū)域上；[〇〇19]步驟四、在分光鏡2和第一全反射鏡51之間設(shè)置第一準(zhǔn)直透鏡31和第一擴(kuò)束透鏡 41，在第一全反射鏡51與帶狀光纖之間設(shè)置第一場(chǎng)鏡71，使光束一 11最終聚成一點(diǎn);在分光鏡2和第二全反射鏡52之間設(shè)置第二準(zhǔn)直透鏡32和第二擴(kuò)束透鏡42,在第二全反射鏡52與帶狀光纖之間設(shè)置第二場(chǎng)鏡72,使光束二12最終聚焦于一點(diǎn)；在第一全反射鏡51與第一場(chǎng)鏡71之間還設(shè)置有第一二次全反射鏡61，在第二全反射鏡52與第二場(chǎng)鏡72之間還設(shè)置有第二二次全反射鏡62,通過(guò)第一全反射鏡51、第一二次全反射鏡61、第二全反射鏡52和第二二次全反射鏡62的反射，光束一 11與光束二12的路徑最終重疊，且方向相反。通過(guò)兩次全反射后，將光束一 11和光束二12最終匯集到光纖束10的兩側(cè)，這樣能夠從兩個(gè)相對(duì)側(cè)均勻的解熱光纖束10,使之熔化時(shí)能夠從兩側(cè)同步進(jìn)行，使最終拉錐出來(lái)的光纖形態(tài)更加均勻，光損小，信號(hào)傳導(dǎo)穩(wěn)定。
[0020]步驟五、再次調(diào)整第一全反射鏡51、第一二次全反射鏡61、第二全反射鏡52和第二二次全反射鏡62的位置，并同時(shí)調(diào)整第一場(chǎng)鏡71和第二場(chǎng)鏡72的位置，使經(jīng)過(guò)聚焦后的光束一11的光斑和光束二12的光斑均落在光纖束10待拉伸區(qū)域；
[0021]步驟六、調(diào)整第一場(chǎng)鏡71與光纖束10待拉伸區(qū)域之間的距離和第二場(chǎng)鏡72與光纖束10待拉伸區(qū)域之間的距離，使光纖束10的待拉伸區(qū)域處于光束的聚焦前光斑能量區(qū)102、聚焦光斑能量區(qū)101或聚焦后光斑能量區(qū)103中。根據(jù)附圖所示，激光的聚焦光斑能量區(qū)101 能量最集中，溫度最高，聚焦前光斑能量區(qū)102和聚焦后光斑能量區(qū)103的能量較為分散，溫度也較低，通過(guò)調(diào)節(jié)第一場(chǎng)鏡71與光纖一斷面之間的距離或第二場(chǎng)鏡72與光纖二斷面之間的距離，能夠使兩束光纖處于不同的溫度中，實(shí)現(xiàn)在不同的溫區(qū)之間切換。[〇〇22]步驟七、打開(kāi)激光發(fā)射器1，調(diào)節(jié)第一場(chǎng)鏡71和第二場(chǎng)鏡72使光束一 11和光束二12 的聚焦光斑能量區(qū)101中均落在光纖束10的待拉伸區(qū)域，待光纖束10熔化開(kāi)始拉伸時(shí)，調(diào)節(jié)第一場(chǎng)鏡71和第二場(chǎng)鏡72使光束一 11和光束二12的聚焦前光斑能量區(qū)102或聚焦后光斑能量區(qū)103落在光纖束10的待拉伸區(qū)域上。這樣，在起始階段使待拉伸區(qū)域迅速升溫熔化，熔化后開(kāi)始拉伸時(shí)，光纖束10耦合成一根光纖，其直徑減小很多，為防止溫度過(guò)高發(fā)生燒融過(guò)渡的情況，調(diào)節(jié)第一場(chǎng)鏡71和第二場(chǎng)鏡72使拉伸區(qū)域的溫度降低，這樣能夠使拉伸后的光纖質(zhì)量得到保證。
[0023]激光相比較于電極放電更加穩(wěn)定，能夠提供穩(wěn)定高溫區(qū)域，使得拉錐后的光纖質(zhì)量大大提升;使用分光鏡2將激光分為兩束，從不同的方向照射焊接面，能夠使光纖束10受熱均勻從而使多根光纖能夠完美的朝向中心耦合，拉伸后得到的光纖物質(zhì)均勻，光信號(hào)傳導(dǎo)穩(wěn)定，光損小。[〇〇24]激光發(fā)射器1為二氧化氮激光發(fā)射器1或二氧化碳激光發(fā)射器1。[0〇25]分光鏡2為透射和反射比為50/50的中性分光鏡2。透射和反射比為50/50的中性分光鏡2能夠保證光束一 11和光束二12具有同樣的能量，從而保證光纖束10的兩側(cè)受熱均勻， 不會(huì)發(fā)生熱量偏移的現(xiàn)象。
[0026] 實(shí)施例2[〇〇27] 一種光纖拉錐的裝置，包括第一三維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)81、第二三維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)82 和激光發(fā)射器1，其特征在于:還包括分光鏡2、第一全反射鏡51和第二全反射鏡52,第一全反射鏡51和第二全反射鏡52分別設(shè)置在由分光鏡2射出兩束激光的光路路徑上，在分光鏡2 和第一全反射鏡51之間設(shè)置有第一準(zhǔn)直透鏡31和第一擴(kuò)束透鏡41，第一準(zhǔn)直透鏡31設(shè)置在分光鏡2和第一擴(kuò)束透鏡41之間，在第一全反射鏡51與光纖束10之間設(shè)置有第一場(chǎng)鏡71，在分光鏡2和第二全反射鏡52之間設(shè)置有第二準(zhǔn)直透鏡32和第二擴(kuò)束透鏡42,第二準(zhǔn)直透鏡 32設(shè)置在分光鏡2和第二擴(kuò)束透鏡42之間，在第二全反射鏡52與光纖束10之間設(shè)置有第二場(chǎng)鏡72,在第一全反射鏡51與第一場(chǎng)鏡71之間還設(shè)置有第一二次全反射鏡61，在第二全反射鏡52與第二場(chǎng)鏡72之間還設(shè)置有第二二次全反射鏡62,通過(guò)第一全反射鏡51、第一二次全反射鏡61、第二全反射鏡52和第二二次全反射鏡62的反射，由分光鏡2分出的兩束激光最終路徑重疊，且方向相反。[〇〇28]還包括圖像采集裝置，所述圖像采集裝置包括圖像采集探頭92和LED光源91，所述圖像采集探頭92和LED光源91分別位于光纖束10的兩相對(duì)側(cè)，圖像采集探頭92上設(shè)置有光線衰減片。由于在拉錐過(guò)程中，耦合區(qū)域處于高溫高亮的狀態(tài)，無(wú)法通過(guò)直接的形態(tài)觀察來(lái)判斷耦合效果，通常用來(lái)檢測(cè)光纖耦合效果的方法是采用分析分光比的辦法來(lái)判斷耦合效果。本方案通過(guò)在圖像采集探頭92上設(shè)置光線衰減片用于衰減加熱后耦合區(qū)光纖束10發(fā)出的強(qiáng)光，便于識(shí)別耦合區(qū)光纖束10的外觀形態(tài)，圖像采集裝置正對(duì)耦合區(qū)，可以實(shí)時(shí)采集耦合區(qū)光纖束10的形態(tài)圖像，通過(guò)分析耦合區(qū)光纖束10的亮度變化和光纖束10的形態(tài)變化，再結(jié)合分光比的變化來(lái)控制激光照射時(shí)間和拉錐速度與拉錐距離，從而達(dá)到最理想的拉錐效果。
[0029]以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光纖拉錐的裝置，包括第一三維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、第二三維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和激光 發(fā)射器，其特征在于:還包括分光鏡、第一全反射鏡和第二全反射鏡，第一全反射鏡和第二 全反射鏡分別設(shè)置在由分光鏡射出兩束激光的光路路徑上，在分光鏡和第一全反射鏡之間 設(shè)置有第一準(zhǔn)直透鏡和第一擴(kuò)束透鏡，第一準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在分光鏡和第一擴(kuò)束透鏡之間， 在第一全反射鏡與光纖束之間設(shè)置有第一場(chǎng)鏡，在分光鏡和第二全反射鏡之間設(shè)置有第二 準(zhǔn)直透鏡和第二擴(kuò)束透鏡，第二準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在分光鏡和第二擴(kuò)束透鏡之間，在第二全反 射鏡與光纖束之間設(shè)置有第二場(chǎng)鏡，在第一全反射鏡與第一場(chǎng)鏡之間還設(shè)置有第一二次全 反射鏡，在第二全反射鏡與第二場(chǎng)鏡之間還設(shè)置有第二二次全反射鏡，通過(guò)所述第一全反 射鏡、第一二次全反射鏡、第二全反射鏡和第二二次全反射鏡的反射，由分光鏡分出的兩束 激光最終路徑重疊，且方向相反。2.如權(quán)利要求1所述一種光纖拉錐的裝置，其特征在于:還包括圖像采集裝置，所述圖 像采集裝置包括圖像采集探頭和LED光源，所述圖像采集探頭和LED光源分別位于光纖束的 兩相對(duì)側(cè)，圖像采集探頭上設(shè)置有光線衰減片。3.如權(quán)利要求1所述一種光纖拉錐的裝置，其特征在于:所述激光發(fā)射器為二氧化氮激 光發(fā)射器或二氧化碳激光發(fā)射器。4.如權(quán)利要求1所述一種光纖拉錐的裝置，其特征在于:所述分光鏡為透射和反射比為 50/50的中性分光鏡。
【文檔編號(hào)】G02B6/255GK205620576SQ201620336730
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年4月19日
【發(fā)明人】陳科澎, 陸奎, 王軍號(hào), 梁興柱
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)