本發(fā)明屬于特種光纖制作領(lǐng)域，涉及利用光纖研磨機(jī)制備可用于光纖激光器和光纖傳感器的d形光纖。

背景技術(shù)：

d形光纖具有大的倏逝場(chǎng)，能夠制作光纖激光器和光纖傳感器中光物質(zhì)相互作用的光纖光電器件，因此得到了廣泛的應(yīng)用。目前制備d形光纖的工藝方法主要有化學(xué)腐蝕法、預(yù)制棒制法、激光刻蝕法、側(cè)邊研磨法等。

化學(xué)腐蝕法是使用氫氟酸腐蝕光纖包層，制作過(guò)程簡(jiǎn)單、可靠、成本低，但由于實(shí)驗(yàn)環(huán)境和腐蝕條件的不穩(wěn)定性難以控制形狀和腐蝕深度；預(yù)制棒制法是制作出d型光纖預(yù)制棒，用拉絲塔拉制d型光纖，成本較高、工藝復(fù)雜，適用于大批量工業(yè)生產(chǎn)；激光刻蝕法是將光纖部分埋入石英槽，需刻蝕部分裸露在外，使用一定功率紅寶石或者二氧化碳激光從側(cè)面照射，由于石英紅光帶的高吸收性，所以埋入光纖受影響較小，而外露部分被激光刻蝕，此方法操作復(fù)雜、設(shè)備成本高、靈活性較差；側(cè)邊研磨法包括光纖側(cè)邊弧形槽基塊拋磨、光纖側(cè)邊輪拋磨等方法?；⌒尾刍鶋K拋磨法采用特定的弧形槽，用環(huán)氧膠來(lái)固定光纖，研磨后使用化學(xué)溶劑來(lái)溶解環(huán)氧膠，需要特制的研磨機(jī)床與夾具。這種方法成本較高、不環(huán)保、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。光纖側(cè)邊輪拋磨法采用砂輪進(jìn)行拋磨，可打磨光纖側(cè)面形成d形光纖。這種方法不需用環(huán)氧膠固定，工藝簡(jiǎn)單，其缺點(diǎn)是損耗較大、定位困難而不易對(duì)成品進(jìn)行技術(shù)加工。

此專利所述方法利用技術(shù)成熟和應(yīng)用廣泛的光纖研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和純機(jī)械研磨，其最大的優(yōu)點(diǎn)是：損耗小、易于對(duì)成品進(jìn)行技術(shù)加工。由于采用多種型號(hào)的研磨紙，能有效的研磨、拋光，降低損耗。并且d形光纖被固定在石英槽上，有利于d形表面的技術(shù)加工，如刻蝕圖形、沉積材料等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決d形光纖易折易斷、不易手工研磨和表面不易加工等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種利用光纖研磨機(jī)制備d形光纖的方法。本發(fā)明是以石英v槽為主要的研磨夾具，利用常見的光纖研磨機(jī)制作d形光纖。研磨之后將石英v槽作為d形光纖的基底，能很大地提高了光電器件的成品率。

因?yàn)楣饫w是石英材料，所以采用石英v槽作為基底。目的是保證光纖和夾具材料的彈性模量一致，使兩者的強(qiáng)度和剛度相似，研磨時(shí)光纖不會(huì)因?yàn)閺椥孕巫儺a(chǎn)生的界面應(yīng)力而發(fā)生斷裂。本發(fā)明通過(guò)環(huán)氧樹脂光纖固化膠將裸纖固定在石英v槽里，也可消除彈性形變產(chǎn)生的界面應(yīng)力，保證研磨過(guò)程中光纖不斷裂?；诖朔N方法，降低了加工難度，提高加工精度。

本發(fā)明內(nèi)容如下：金屬底座1四周向下凹陷形成凹槽，凹槽長(zhǎng)21毫米，寬2.4毫米，深1.5毫米。石英v槽放置在凹槽中，并在外側(cè)用固定板固定。金屬底座凹槽左右兩側(cè)各有一個(gè)小的溝道作為過(guò)渡區(qū)3和4，用來(lái)導(dǎo)出尾纖，以保證光纖不會(huì)發(fā)生斷裂。其寬1.5毫米，深1毫米。

通過(guò)更換不同粗糙程度的研磨紙，以及控制光纖研磨機(jī)的轉(zhuǎn)速、研磨時(shí)間等參數(shù)，保證研磨的強(qiáng)度和精度。石英槽的v形結(jié)構(gòu)既能保證有足夠的空間固定光纖和填充光纖固化膠，而且易于加工制作。

光纖研磨深度的控制是首先通過(guò)粗磨將石英v槽表面凝固的光纖固化膠磨去，然后更換研磨紙繼續(xù)研磨，適時(shí)取下夾具，在被研磨的光纖一端輸入一束檢測(cè)光，通過(guò)觀察石英v槽中裸纖的透光情況，調(diào)整光纖研磨機(jī)轉(zhuǎn)速和研磨時(shí)間等參數(shù)，將研磨面放在顯微鏡下觀察其平整度和研磨光纖的寬度。最后，研磨面大致符合要求時(shí)，更換研磨紙，進(jìn)行拋光。通過(guò)顯微鏡測(cè)出研磨光纖的寬度。研磨面與纖芯距離為。

其中，r為光纖半徑。普通單模光纖半徑r為62.5微米，纖芯半徑約為4.5微米。

夾具本身是一個(gè)組裝體，只需要松開兩側(cè)的螺絲，就可將固定板與底座分離，即可取下研磨好的d形光纖和石英v槽。這種可裝卸的特點(diǎn)，大大的提高了夾具的靈活性。既能輕松的加工d形光纖，也方便了夾具的維護(hù)。

本發(fā)明解決了d形光纖制作過(guò)程繁瑣，條件要求苛刻，成本高的缺點(diǎn)。用本發(fā)明制作d型光纖不再需要專用的高精度磨床，降低了成本，方便了d形光纖的制作，為光纖激光器和光纖傳感器的發(fā)展提供了有力支持。其意義：

（1）在傳統(tǒng)制作d形光纖的工藝中，由于制作過(guò)程復(fù)雜，條件要求高，一般的企事業(yè)單位很難實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明使用常見的光纖研磨機(jī)制備d形光纖，降低了制作d形光纖的難度和要求。

（2）打破了國(guó)外的技術(shù)壟斷。進(jìn)口d形光纖磨具價(jià)格高昂，維護(hù)維修不方便。本發(fā)明耐用性高，維護(hù)維修方便。

（3）價(jià)格便宜，比傳統(tǒng)的拉制d形光纖工藝及進(jìn)口的磨具成本低廉。

（4）靈活性高。

附圖說(shuō)明

圖1是夾具示意圖；

圖2是本發(fā)明中的固定板示意圖；

圖3是夾具和固定板結(jié)合示意圖。

圖4是本發(fā)明中的石英v槽示意圖；

圖5是石英v槽光纖放置的剖面圖；

圖6是光纖放入石英v槽中的示意圖；

圖7是樣品固定在夾具上的示意圖。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于特種光纖制作技術(shù)領(lǐng)域，利用光纖研磨機(jī)制備D形光纖。用機(jī)械工藝在光纖研磨機(jī)夾具的邊緣制作凹槽，在凹槽和固定板側(cè)面鉆兩個(gè)螺絲孔，用于固定石英V槽。將裸纖用光纖固化膠固定在石英V槽里。研磨過(guò)程中，通過(guò)更換不同型號(hào)的研磨紙和控制光纖研磨機(jī)的轉(zhuǎn)速、研磨時(shí)間等參數(shù)制成D形光纖。本發(fā)明解決了D形光纖制作過(guò)程繁瑣，條件要求苛刻及成本高的問(wèn)題。用本方法能方便地制作D形光纖，不再需要其他方式的拋光，降低了損耗和成本，并且能直接在D形光纖表面進(jìn)行技術(shù)加工，為光纖激光器和光纖傳感等提供了便利的條件。

技術(shù)研發(fā)人員：周文思;趙猛;陳濤
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濟(jì)南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.05.19
技術(shù)公布日：2017.09.22