CN106990491A - 一种石英端帽加工装置 - Google Patents

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Abstract

一种石英端帽加工装置，包括操作台(10)，在操作台(10)上固定有光纤夹具(5)和石英端帽夹具(6)，光纤夹具(5)和石英端帽夹具(6)在一条直线上，其特征在于，在操作台(10)上还设有CO2激光熔接装置和离子刻蚀装置，CO2激光熔接装置安装在光纤夹具(5)和石英端帽夹具(6)所在一条直线上的旁边，离子刻蚀装置在光纤夹具(5)和石英端帽夹具(6)所在的直线上，在石英端帽夹具(6)的外端。本发明能加工表面细致，加工的产品表面无损伤，极大程度上保证了英端帽的镀膜质量和膜层均一性，大幅度提升了石英端帽表面的光洁度，进而保证了高功率激光传输情况下石英端帽的安全性和稳定性；提高了光纤端帽的散热能力。

Description

一种石英端帽加工装置
技术领域
本发明是一种石英端帽加工装置，涉及光纤激光器件制造技术领域，特别是涉及石英端帽加工的一种石英端帽加工装置。
背景技术
在用传能光纤传输高功率激光时，传能光纤入射出射端面损伤问题是限制传能光纤传输高功率激光的主要因素，解决光纤端面损伤的方案是在光纤端面前增加石英端帽结构；
现有的技术和方法是通过先对石英端帽进行加工和处理，再将其与光纤进行熔接，但是由于加工处理过程中往往采用的是机械式加工和抛光，会在石英端帽表面留下很微小的机械损伤，同时在熔接过程中也会有其它物质对石英端帽造成污染。因此，制造的石英端帽表面有损伤，不能保证石英端帽耐受大的功率。
发明内容
本发明的目的是提供了一种石英端帽加工装置，以克服现有制备设备对石英端帽表面加工不光洁的缺陷。
一种石英端帽加工装置，包括操作台10，在操作台10上固定有光纤夹具5和石英端帽夹具6，光纤夹具5和石英端帽夹具6在一条直线上，其特征在于，在操作台10上还设有CO2激光熔接装置和离子刻蚀装置，CO2激光熔接装置安装在光纤夹具5和石英端帽夹具6所在一条直线上的旁边，离子刻蚀装置在光纤夹具5和石英端帽夹具6所在的直线上，在石英端帽夹具6的外端。
在操作台10上还安装有显微观察装置7，显微观察装置7安装在轨道9上，显微观察装置7能在轨道9上移动。
本发明能加工表面细致，加工的产品表面无损伤，极大程度上保证了英端帽的镀膜质量和膜层均一性，大幅度提升了石英端帽表面的光洁度，进而保证了高功率激光传输情况下石英端帽的安全性和稳定性；本发明提高了产品质量，解决了现有光纤端帽不适合传能光纤传输高功率激光的问题，提高了光纤端帽的散热能力。
附图说明
图1为本发明示意图；
其中，1为双包层光纤，2为石英端帽，3为CO2激光熔接装置，4为离子刻蚀装置，5为光纤夹具，6为石英端帽夹具，7为显微观察装置，9为轨道，10为操作台。
具体实施方式
一种石英端帽加工装置，包括操作台10，在操作台10上固定有光纤夹具5和石英端帽夹具6，光纤夹具5和石英端帽夹具6在一条直线上，其特征在于，在操作台10上还设有CO2激光熔接装置和离子刻蚀装置，CO2激光熔接装置安装在光纤夹具5和石英端帽夹具6所在一条直线上的旁边，离子刻蚀装置在光纤夹具5和石英端帽夹具6所在的直线上，在石英端帽夹具6的外端。
在操作台10上还安装有显微观察装置7，显微观察装置7安装在轨道9上，显微观察装置7能在轨道9上移动。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为端帽加工装置的示意图，如图所示，本发明可以通过CO2激光熔接装置和离子刻蚀装置相结合，对光纤和石英端帽进行高质量熔接，并对石英端帽表面进行精加工处理，保证石英端帽表面的光洁度，减小高功率激光传输时因污染和表面机械损伤造成的石英端帽过热或者损坏，提高石英端帽的耐受功率，保证整体激光装置的输出安全和稳定。
①选定光纤激光装置输出端，对双包层光纤1进行清洁处理并放入光纤夹具5中；
②选定石英端帽，对石英端帽2进行清洁处理，并放入石英端帽夹具6中；
③通过光纤夹具5和石英端帽夹具6在上下、左右方向的微调，使双包层光纤1和石英端帽2中心对准；
④通过CO2激光熔接装置3对双包层光纤1和石英端帽2进行熔接；
⑤通过显微观察装置7对石英端帽表面进行观察，离子束刻蚀装置4对熔接后的石英端帽2进行表面加工处理；
⑥将加工处理后的石英端帽2进行表面镀膜处理；
⑦镀膜后，将石英端帽2重新放入石英端帽夹具6中；
⑧通过显微观察装置7对石英端帽表面进行观察，离子束刻蚀装置4对镀膜后的石英端帽2进行膜层表面加工处理；
⑨当高功率激光通过石英端帽进行传输时，由于采用了CO2激光熔接装置和离子刻蚀装置，最大程度上提高了光纤和石英端帽的熔接质量以及石英端帽的表面光洁度，大幅度减少了石英端帽表面的污染和微损伤，有效提高了石英端帽的激光耐受功率。
本发明公开了一种端帽加工装置，用于制造激光输出所用端帽，属于光纤激光器件制造技术领域，包括双包层光纤1，石英端帽2，CO2激光熔接装置3，离子溅射刻蚀装置4，光纤夹具5，石英端帽夹具6，显微观察装置7。与传统设备相比，本发明能够提供一种集成CO2激光熔接和离子刻蚀的方法，实现对光纤端帽的熔接、加工和表面处理，通过CO2激光熔接装置3产生的热量对双包层光纤1和石英端帽2进行熔接，采用显微观察装置7对石英端帽表面及膜层表面进行观察，采用离子刻蚀装置4对石英端帽表面及后期所镀膜层进行精细化加工和处理，结合光纤夹具5和石英端帽夹具6的方位微调，可以达到光纤-石英端帽的对准、熔接、石英端帽及所镀膜层表面精细加工为一体，这种方法提高了控制精度和加工处理精度，降低了加工过程中的各种污染，大幅度提高了石英端帽的耐受功率。
一种端帽加工装置，其特征在于：双包层光纤1是光纤激光输出端，石英端帽2是所需熔接的石英端帽，CO2激光熔接装置3用于对双包层光纤1和石英端帽2进行熔接处理，离子溅射刻蚀装置4用于对熔接后的石英端帽表面及所镀膜层表面进行加工和处理，光纤夹具5用于双包层光纤1的固定和在上下、左右、前后方向的机械式移动，石英端帽夹具6用于石英端帽2的固定和在上下、左右、前后方向的机械式移动，显微观察装置7用于观察石英端帽表面及后期所镀膜层表面形貌。
CO2激光熔接装置3和离子溅射刻蚀装置4。
光纤夹具5用于双包层光纤1的固定和在上下、左右、前后方向的机械式移动，最小移动单位0.01mm。
石英端帽夹具6用于石英端帽2的固定和在上下、左右、前后方向的机械式移动，最小移动单位0.01mm。
因此引入离子束刻蚀技术，利用经过加速、集束后的离子束，通过微观的机械撞击能量来加工石英端帽表面，加工后的石英端帽可以最大程度上消除机械损伤，保证石英端帽表面光洁度，此装置集成了熔接、后期加工处理为一体，加工精度高，污染少，加工应力、热变形等极小，可以有效提高石英端帽质量进而提高石英端帽的耐受功率。
提供了一种端帽加工装置用于熔接和加工处理高质量的端帽输出装置，通过集成CO2激光熔接装置和离子刻蚀装置，在真空条件下对石英端帽和光纤进行熔接和加工处理，减少了污染和加工应力、热变形，提高了石英端帽的质量。
本发明所涉及的技术解决原理：
通过CO2激光熔接装置所产生的热量对光纤和石英端帽进行熔接，熔接后再对石英端帽表面进行离子刻蚀加工，保证石英端帽表面的光洁度，对石英端帽表面镀膜后再进行二次离子刻蚀加工，在保证膜层质量的情况下，进一步提高膜层的光洁度，减小微损伤和污染，这种方法提高了加工精度及石英端帽表面的加工质量，有效提升了石英端帽的耐受功率。
所述端帽加工装置CO2激光熔接装置3和离子刻蚀装置4。
所述的光纤夹具5)用于固定双包层光纤1并控制双包层光纤1在上下、左右、前后三个方向的移动，最小移动单位0.01mm。
所述的石英端帽夹具6用于固定石英端帽2并控制石英端帽2在上下、左右、前后三个方向的移动，最小移动单位0.01mm。
所述的显微观察装置7用于观察石英端帽和所镀膜层表面形貌。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：集成了离子刻蚀技术和CO2激光熔接方法，通过CO2激光对光纤和石英端帽进行高质量的熔接，光纤夹具和石英端帽夹具在上下、左右、前后三个方向的微调运动保证了光纤和石英端帽的中心对准，同时采用离子刻蚀技术对石英端帽表面和所镀膜层进行加工处理，最大程度上保证了英端帽的镀膜质量和膜层均一性，大幅度提升了石英端帽表面的光洁度，进而保证了高功率激光传输情况下石英端帽的安全性和稳定性。

Claims (2)

1.一种石英端帽加工装置，包括操作台(10)，在操作台(10)上固定有光纤夹具(5)和石英端帽夹具(6)，光纤夹具(5)和石英端帽夹具(6)在一条直线上，其特征在于，在操作台(10)上还设有CO2激光熔接装置(3)和离子刻蚀装置(4)，CO2激光熔接装置(3)安装在光纤夹具(5)和石英端帽夹具(6)所在一条直线上的旁边，离子刻蚀装置(4)在光纤夹具(5)和石英端帽夹具(6)所在的直线上，在石英端帽夹具(6)的外端。
2.根据权利要求1所述的一种石英端帽加工装置，其特征在于，在操作台(10)上还安装有显微观察装置(7)，显微观察装置(7)安装在轨道(9)上，轨道(9)包括一条纵向的轨道和在纵向轨道延伸出的两条横向轨道，显微观察装置(7)能在轨道(9)上移动。
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