CN106002609B - 一种适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具，由铌酸锂晶片夹具和夹具座、压板以及锁紧螺钉组成，通过锁紧螺钉可以调节夹具座与夹具之间的相对位置，改变夹具座与夹具之间的作用力，从而改变夹具对光纤铌酸锂晶片的预紧力。此外，夹具的铌酸锂晶片夹持处的尺寸大于夹具座容许的最大尺寸，在铌酸锂晶片与研磨盘接触时，研磨盘对铌酸锂晶片有作用力，则夹具与夹具座发生相对位移，夹具和夹具座的尺寸差使夹具通过自身的柔性铰链结构发生形变，从而改变夹具作用在铌酸锂晶片上的夹紧力。研磨夹具包围了光纤铌酸锂晶片的四个面，通过其中相对的两个面施加力，使铌酸锂晶片在研磨的过程中姿态更加稳定，更利于其他研磨参数的控制。

Description

一种适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具
技术领域
本发明涉及一种适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具，属于光纤端面处理技术领域。
背景技术
光纤陀螺由于其具有体积小、重量轻、启动快、精度范围大、抗过载和耐冲击、无运动部件等优点，得到了世界各国的重视，并逐步取代传统陀螺仪。目前，在航空、航天、航海和兵器等军用领域和地质、石油勘探等民用领域都具有广泛的应用。
光纤陀螺主要由光源、探测器、分束器、光纤环、检测电路等组成。光纤环是光纤陀螺的核心敏感元件，它不仅是角速度信号的来源，也是绝大部分非互易误差的来源，光纤环的好坏直接影响光纤陀螺的精度。一般要求光纤环具有良好的传光性能，光能转换损失小，也就是说光纤的透过性能良好。光纤环中光的损失主要包括端面损失和光程损失。由于端面直接对接方式逐步成为Y波导与保偏光纤环尾纤耦合的主流方式，因此光纤端面损失主要发生在光纤耦合处，耦合处端面的粗糙度成为影响传光性能的重要因素，因此研究光纤端面的处理技术具有重要的意义。
为便于研磨和耦合，尾纤在研磨前一般将其粘接到一片铌酸锂晶片上，尾纤与铌酸锂晶片一同研磨、抛光。由于铌酸锂晶片的尺寸较小，传统的研磨卡具通过螺钉固定晶片，这种类似于点作用的方式很难保证研磨过程中晶片的姿态保持稳定，不利于研磨角度和研磨压力等参数的控制，因此需要设计特殊的卡具固定研磨姿态。此外，由于光纤粘在铌酸锂晶片的表面，卡具固定晶片时应该避开光纤固定的位置，以免对光纤造成损坏，影响了光纤的传光性能。为了满足光纤陀螺中尾纤与Y波导耦合的互异性要求，需要光纤研磨的过程中实现两根光纤尾纤的同时研磨。
发明内容
针对上述问题，本发明提出一种适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具，更易于保证晶片研磨姿态的稳定。所发明的卡具更易于保证不同研磨压力下光纤铌酸锂晶片姿态的稳定。
本发明适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具，包括卡具座、卡具、压板与锁紧螺钉。
所述卡具座前部设计有卡具安装凹槽；后部设计有光纤放置凹槽。
所述卡具后部侧壁具有倾斜的锁紧螺钉接触面；卡具前部设计有柔性铰链结构的左定位部分与右定位部分；左定位部分与右定位部分的相对侧壁上设计相对称的晶片定位凹进，分别用来定位光纤铌酸锂晶片左部分与右部分。
上述具安装于卡具安装槽内，前部一侧具有倾斜的配合面，同时卡具安装槽一侧设计有凸起，凸起具有倾斜的定位面；通过配合面与定位面间的配合实现卡具在卡具座前后方向上的定位；同时，锁紧螺钉由卡具座侧壁上开设的螺纹孔穿入，与锁紧螺钉接触面接触，用于调节卡具安装槽内安装的卡具左部分与右部分对的铌酸锂晶片的夹持力。
所述压板一侧与卡具座侧面间铰接，通过闭合压板，使压板内侧面与夹具顶面间贴合，且相对固定，实现卡具在卡具座内的固定。
本发明的优点在于：
1、本发明适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具，通过面接触固定光纤铌酸锂晶片，这种固定方式可以使晶片受力更加均匀，研磨过程中不易相对于卡具发生位置改变，保证研磨过程中研磨角度和研磨姿态的稳定；在研磨的过程中可以随研磨压力大小的变化自动调整晶片夹紧力的大小，研磨压力越大，光纤铌酸锂晶片对卡具的力越大，卡具向卡具座的凹槽内运动的距离就越大，接触面受到的压力就越大，从而发生更大的形变，使晶片受到的夹紧力更大，防止晶片因为与研磨台之间的摩擦力太大而造成晶片在卡具中的姿态发生变化甚至从卡具中脱落；实现两片光纤铌酸锂晶片的同时研磨，可以尽量满足互异性要求。
附图说明
图1为光纤铌酸锂晶片研磨卡具结构示意图
图2卡具座结构示意图
图3卡具结构示意图
图4压板座结构示意图
图中：
1-卡具座 2-卡具 3-压板
4-锁紧螺钉 5-光纤铌酸锂晶片 101-卡具安装槽
102-光纤放置槽 103-连接孔 104-锁定孔
105-突起 106-定位接触面 107-磁铁片A
201-梯形结构凹进部分 202-锁紧螺钉接触面 203-条形缺口
204-左定位部分 205-右定位部分 206-通孔A
207-通孔B 208-晶片定位凹进 209-定位配合面
301-磁铁片B 302-光纤走纤槽
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明。
本发明光纤铌酸锂晶片研磨卡具，包括卡具座1、卡具2、压板3与锁紧螺钉4，如图1所示。
所述卡具座1用于安装卡具2，并配合卡具2一同定位光纤铌酸锂晶片5，如图2所示，整体为矩形块状结构。卡具座1的前部上表面具有沿前后方向设计的贯通卡具座1前端面的条形凹槽，作为卡具安装槽101，用来安装卡具2。卡具座1的后部上表面具有沿前后方向设计有贯通卡具后端面的条形凹槽，作为光纤放置槽102，预留了光纤尾纤的位置，保证在光纤铌酸锂晶片5安装完毕后，光纤不会被折断。上述卡具安装槽101与光纤放置槽102连通，且光纤放置槽102的宽度小于卡具安装槽101槽。
卡具座1的后部位于光纤设置槽102两侧开有连接孔103，作为本发明卡具与其他装置连接的接孔。卡具座1的左侧面或右侧面开有锁定孔104，锁定孔104位于卡具安装槽101后段位置，与卡具安装槽101连通，锁定孔内螺纹安装有锁紧螺钉4，用于调节卡具安装槽101内安装的卡具2所加持的铌酸锂晶片5受到的预紧力。卡具座1上，位于卡具安装槽101前端一侧的壁面上设计有定位突起105，定位突起105具有一定位接触面106，定位接触面为后部朝向卡具安装槽101另一侧壁面倾斜一定角度的斜面，用来定位卡具2。卡具座1上表面位于卡具安装槽101两侧开有凹槽，凹槽内安装有用于固定压板3的磁铁片A107。
所述卡具2为矩形板状结构，如图3所示，后端一侧具有梯形结构凹进部分201，使卡具2的后部形成一个具有朝向卡具2前端倾斜的斜面，作为锁紧螺钉接触面202。卡具2前端具有沿前后方向设计的贯通卡具2前端面及上下表面的条形缺口203。卡具2中位于条形缺口203两侧部分，分别作为定位光纤铌酸锂晶片的左定位部分204与右定位部分205。条形缺口203的后端两侧还设计有贯通卡具2上下表面，且与条形缺口203具有相交部分的圆形通孔A206；同时在卡具2两侧面位于条形缺口203后端位置还设计有贯通卡具2上下表面以及卡具2侧面的圆形通孔B207；由此使左定位部分204与右定位部分205形成柔性铰链结构。
上述左定位部分204与右定位部分205的内壁面上对称设计有具有矩形截面的晶片定位凹进208，如图4所示，晶片定位凹进208贯通卡具2上表面以及前端面，则晶片定位凹进208具有底面、侧面与后端面三个面，通过两个晶片定位凹进208的三个面与光纤铌酸锂晶片5的底面、侧面与后端面接触，实现光纤铌酸锂晶片5的定位。同时，两个晶片定位凹进208的三个面相交位置设计为圆形截面的条形槽，用来补偿由于加工工艺中晶片定位凹进208的三个面垂直度不满足要求而造成对铌酸锂晶片5夹紧力的不足。
上述卡具2前端设计有一定位配合面209，定位配合面为后部朝向卡具2另一侧倾斜的斜面；由此，在进行卡具2安装时，将卡具2后端由卡具座1的卡具安装槽101前端插入卡具安装槽101内，进一步将卡具2推入卡具安装槽101内，直至卡具2的定位配合面209与卡具座1的定位接触面106接触；此时，通过旋动锁紧螺钉4，锁紧螺钉4的锁紧端会与卡具2后部的锁紧螺钉接触面202接触；继续旋动锁紧螺钉4，会使锁紧螺钉4具有沿锁紧螺钉接触面202的运动趋势，由于锁紧螺钉4位置固定，则会使卡具2整体朝向卡具座1后部在卡具安装槽101内移动；由于卡具2中左定位部分204与右定位部分205为柔性铰链结构，则卡具2在向后移动，会使定位接触面106施加给定位配合面209的力发生变化，迫使左定位部分204与右定位部分205发生形变，从而改变左定位部分204与右定位部分205对光纤铌酸锂晶片的夹紧力。在光纤铌酸锂晶片5与研磨盘接触时，研磨盘对光纤铌酸锂晶5片有作用力，则卡具2与卡具座1发生相对位移，卡具2和卡具座1的尺寸差使卡具2通过自身的柔性铰链结构发生形变，从而改变卡具2作用在光纤铌酸锂晶片5上的夹紧力。
所述压板3为板状结构，如图1所示，压板3设置于卡具座1前部，一侧设计有转轴与卡具座1左侧面或右侧面设计的轴座铰接。压板3内侧面的两侧设计有凹槽，凹槽内固定安装有与卡具座1上表面的磁铁片A107配合的磁铁片B301，磁铁片B301的极性与磁铁片A107的极性相反。由此，通过转动压板3，使磁铁片B301与磁铁片A107吸合，实现压板3与卡具座1间的固定；且此时压板3的内表面与卡具座1上表面贴合，将卡具2固定于卡具座1的卡具安装槽101内，且通过磁铁片A与磁铁片B的吸合作用，有效防止卡具2在研磨过程中受力与卡具座1脱离。上述压板3内侧面中部位置，还设计有沿前后方向的条形凹槽，作为光纤走纤槽302，使得当压板3与卡具座1固定后，光纤尾纤部分刚好位于光纤走纤槽302内，防止压板3在固定卡具2的过程中接触和损坏光纤，影响光纤的传光性能。

Claims (5)

1.一种适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具，其特征在于：包括卡具座、卡具、压板与锁紧螺钉；
所述卡具座前部设计有卡具安装凹槽；后部设计有光纤放置凹槽；
所述卡具后部侧壁具有倾斜的锁紧螺钉接触面；卡具前部设计有柔性铰链结构的左定位部分与右定位部分；左定位部分与右定位部分的相对侧壁上设计相对称的晶片定位凹进，分别用来定位光纤铌酸锂晶片左部分与右部分；
上述卡具安装于卡具安装槽内，前部一侧具有倾斜的配合面，同时卡具安装槽一侧设计有凸起，凸起具有倾斜的定位面；通过配合面与定位面间的配合实现卡具在卡具座前后方向上的定位；同时，锁紧螺钉由卡具座侧壁上开设的螺纹孔穿入，与锁紧螺钉接触面接触，用于调节卡具安装槽内安装的卡具左部分与右部分对的铌酸锂晶片的夹持力；
所述压板一侧与卡具座侧面间铰接，通过闭合压板，使压板内侧面与夹具顶面间贴合，且相对固定，实现卡具在卡具座内的固定。
2.如权利要求1所述一种适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具，其特征在于：晶片定位凹进具有底面、侧面与后端面三个面，分别与光纤铌酸锂晶片的底面、侧面与后端面接触，实现光纤铌酸锂晶片的定位。
3.如权利要求2所述一种适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具，其特征在于：晶片定位凹进的底面、侧面与后端面相交位置设计为圆形截面的条形槽。
4.如权利要求1所述一种适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具，其特征在于：压板内侧面中部位置，还设计有沿前后方向的条形凹槽，作为光纤走纤槽。
5.如权利要求1所述一种适用于光纤铌酸锂晶片研磨的卡具，其特征在于：卡具座上表面安装有磁铁片A；压板内侧面上安装有磁铁片B；压板闭合后，磁铁片A与磁铁片B吸合。
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