一種透鏡光纖全自動制作設備及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光通信領域，尤其涉及一種透鏡光纖全自動制作設備及方法。
【背景技術】
[0002]光纖耦合技術是影響光纖系統(tǒng)的關鍵技術，透鏡光纖則是光纖耦合的關鍵部件，發(fā)光芯片與光纖的耦合實質上是模場的匹配問題，發(fā)光芯片發(fā)出的光耦合進入光纖的越多，光纖通信距離就越遠，中繼距離也就越遠；而提高模場匹配的基本途徑是在耦合系統(tǒng)中加入光學透鏡以提高光耦合的效率，目前解決的方法是在光纖的端部直接加工透鏡，得到透鏡光纖。
[0003]現(xiàn)有透鏡光纖制作設備由于拋磨盤轉動不夠穩(wěn)定，并且僅采用單次拋磨，使得通過現(xiàn)有設備制作出來的透鏡光纖不夠精確，良品率不高。

【發(fā)明內容】

[0004]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種透鏡光纖全自動制作設備及方法，旨在解決現(xiàn)有透鏡光纖制作設備制得的透鏡光纖不夠精確，良品率不高的技術問題。
[0005]一方面，所述設備包括基座、設置在所述基座上拋磨盤、機架，所述拋磨盤采用高精電機驅動，所述機架上安裝有光纖夾具和圖像傳感器，所述圖像傳感器位于所述拋磨盤正上方，所述光纖夾具一側還設有探測器和透鏡制作裝置，其中所述拋磨盤用于拋磨光纖及倒角，所述探測器用于檢測光纖拋磨面的出光值，以及用于實時檢測透鏡制作裝置制作透鏡光纖時的光束質量；所述圖像傳感器用于通過獲取圖像檢測光纖倒角角度，所述透鏡制作裝置用于將拋磨成型的光纖的尖端處理成球狀透鏡或柱狀透鏡。
[0006]進一步的，所述拋磨盤包括盤體、盤面以及高精電機，所述高精電機安裝于所述盤體內，并且所述盤體與基座一體成型，所述盤面安裝于所述高精電機的輸出軸，拋磨盤在工作時，盤面跳動在微米級別。
[0007]進一步的，所述圖像傳感器為電荷耦合元件。
[0008]另一方面，所述透鏡光纖全自動制作方法包括:
[0009]上夾步驟，將光纖放入光纖夾具并調中，使得光纖的中軸線與光纖夾具中軸線重合；
[0010]粗拋步驟，在拋磨盤上安裝金剛石粗砂紙并設定相應進給值和拋磨時間，按照拋磨形狀要求，翻轉光纖一定角度，直至完成各面粗拋磨；
[0011]細拋步驟，在拋磨盤上安裝金剛石細砂紙并設定相應進給值和拋磨時間，按照拋磨形狀要求，翻轉光纖一定角度，直至完成各面細拋磨；
[0012]誤差計算步驟，將光纖尾端連接激光器并且將光纖移至探測器位置，根據(jù)光纖各拋磨面位置轉動光纖，通過探測器探測出各拋磨面的出光值，并計算出光值偏差百分比，若所述出光值偏差百分比超過預設值，則繼續(xù)采用金剛石細砂紙拋磨修正出光值大的拋磨面，直至光值偏差百分比在預設值范圍內，在拋磨修正時需根據(jù)出光值偏差百分比重新設定進給值和拋磨時間；
[0013]透鏡制作步驟，將拋磨成型的光纖移至透鏡制作裝置，透鏡制作裝置利用拋磨輪對將光纖尖端處理成所需透鏡狀，同時通過探測器實時監(jiān)控光束質量；
[0014]倒角步驟，當探測器檢測到光束質量達到要求時，將光纖移至拋磨盤進行倒角，得到透鏡光纖；
[0015]參數(shù)測量步驟，圖像傳感器獲取光纖倒角處圖像，并經(jīng)過圖像處理計算得到透鏡光纖的倒角角度參數(shù)；
[0016]下夾步驟，將得到的透鏡光纖從光纖夾具移出。
[0017]進一步的，所述制作的透鏡光纖為斜楔形透鏡光纖，所述粗拋步驟具體包括:
[0018]在拋磨盤上安裝粒度為3um的金剛石砂紙對光纖拋磨，設定進給值Al和拋磨時間tl ；
[0019]按照斜楔形透鏡光纖制作要求，將光纖翻轉一定角度X ;
[0020]用粒度為3um的金剛石砂紙拋磨另一面，設定進給值Al和拋磨時間tl，保證楔形成型。
[0021]進一步的，所述細拋步驟具體包括:
[0022]在拋磨盤上安裝粒度為0.5um的金剛石砂紙對光纖拋磨，設定進給值A2和拋磨時間t2 ；
[0023]按照斜楔形透鏡光纖制作要求，將光纖翻轉一定角度X ;
[0024]用粒度為0.5um的金剛石砂紙拋磨另一面，設定進給值A2和拋磨時間t2，保證斜楔形端面表面粗糙度便于探測。
[0025]進一步的，所述誤差計算步驟具體包括:
[0026]將光纖尾端連接激光器并且將光纖移至探測器位置，根據(jù)光纖兩個拋磨面的位置轉動光纖，通過探測器探測出兩個拋磨面的出光值，并計算出光值偏差百分比，若所述出光值偏差百分比超過預設值，則繼續(xù)采用粒度為0.5um的金剛石砂紙拋磨修正出光值大的拋磨面，直至光值偏差百分比在預設值范圍內，在拋磨修正時需根據(jù)出光值偏差百分比重新設定進給值和拋磨時間。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明中拋磨盤采用高精電機驅動，保證拋磨盤在轉動時，跳動在微米級別；同時設置了探測器進行出光值檢測和實時光束質量監(jiān)控，進一步保證了拋磨質量和透鏡制作質量；另外，在制作方法中，采用兩種級別的金剛石砂紙分別進行粗拋和細拋，并進行誤差計算，使得光值偏差百分比在預設值范圍，保證了透鏡光纖的精確度。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明實施例提供的透鏡光纖全自動制作設備的正視圖；
[0029]圖2是本發(fā)明實施例提供的透鏡光纖全自動制作設備的左視圖:
[0030]圖3是本發(fā)明實施例提供的透鏡光纖全自動制作方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0031]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0032]為了說明本發(fā)明所述的技術方案，下面通過具體實施例來進行說明。
[0033]圖1和圖2分別示出了本發(fā)明實施例提供的透鏡光纖全自動制作設備的正視結構和左視結構，為了便于說明僅示出了與本發(fā)明實施例相關的部分。
[0034]參照圖1和圖2，本實施例提供的透鏡光纖全自動制作設備包括基座1、設置在所述基座上拋磨盤2、機架3，所述拋磨盤2采用高精電機驅動，所述機架3上安裝有光纖夾具4和圖像傳感器5，所述圖像傳感器5位于所述拋磨盤2正上方，所述光纖夾具4 一側還設有探測器6和透鏡制作裝置7，其中所述拋磨盤2用于拋磨光纖及倒角，所述探測器6用于檢測光纖拋磨面的出光值，以及用于實時檢測透鏡制作裝置制作透鏡光纖時的光束質量；所述圖像傳感器5用于通過獲取圖像檢測光纖倒角角度，所述透鏡制作裝置7用于將拋磨成型的光纖的尖端處理成球狀透鏡或柱狀透鏡。優(yōu)選的，所述圖像傳感器為電荷耦合元件CCD0
[0035]本實施例中拋磨盤用于拋磨光纖及倒角，包括錐形光纖、楔形光纖、斜楔形光纖等，可以拋磨纖芯很小(如直徑為5um)的光纖，保證拋磨后，楔形刀口均分纖芯，以保證光纖的同軸度。因此對拋磨盤的精度要求非常高，拋磨盤的跳動需要控制在微米級別。拋磨盤跳動的主要原因有兩個，一是電機的跳動，二是盤面的跳動。本實施例采用高精電機，比如硬盤電機，硬盤電機可在高速旋轉時(電腦硬盤旋轉可達7200轉)可以保證里面的磁盤穩(wěn)定轉動，而且硬盤電機可直接采購，在生成本設備時無需另行設計制作電機，成本低廉。作為一種具體結構，所述拋磨盤包括盤體、盤面以及高精電機，并且所述盤體與基座一體成型。安裝時首先將高精電機安裝于所述盤體內，然后組裝盤面，保證拋磨盤的平面度，經(jīng)過適當?shù)臋C械調整，可保證拋磨盤轉動時盤面的跳動在um級別，以確保光纖拋磨精度。
[0036]另外，本實施例還采用了探測器保證進行出光值檢測和實時光束質量監(jiān)控，保證了拋磨質量和透鏡制作質量。具體的，將光纖尾端連接激光器并且將光纖移至探測器位置，根據(jù)光纖各拋磨面位置轉動光纖，通過探測器探測出各拋磨面的出光值，并計算出光值偏差百分比。比如需要拋磨斜楔形透鏡光纖時，首先設定給進值和拋磨時間，然后拋磨其中一個面；拋磨完成后轉動光纖一定角度至另一面，并再次設定給進值和拋磨時間，然后拋磨另一個面；拋磨完成后通過探測器探測兩個拋磨面的出光值，并計算出光值偏差百分比，若所述出光值偏差百分比超過預設值，根據(jù)偏差程度對應重新設定進給值和拋磨時間，繼續(xù)拋磨修正出光值大的拋磨面，直至光值偏差百分比在預設值范圍內。另外，在制作透鏡時，通過拋磨輪拋磨光纖，使得光纖尖端成為球狀透鏡或柱狀透鏡，同時通過探測器實施檢測光束質量，保證透鏡制作質量。
[0037]進一步優(yōu)選的，在拋磨斜楔形透鏡光纖時，采用粗拋和細拋兩個階段，首先初步成型，然后細拋。具體實現(xiàn)時，首先采用粒度為3um的金剛石砂紙拋磨光纖兩個面，然后采用粒度為