CN108196337B - 一种保偏光纤阵列的制备设备及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种保偏光纤阵列的制备设备及制备方法，该设备包括平台、夹具、产品承载台、CCD检测仪以及显微镜，夹具、CCD检测仪以及显微镜分别安装在平台上，CCD检测仪和显微镜可调节设置，产品承载台可拆卸安装于夹具上；产品承载台设置有压针模块，压针模块可拆卸安装于产品承载台的一端，压针模块的压针与产品承载台上的产品固定台相对设置，压针可调节设置；夹具设置有限位装置，限位装置位于靠近产品固定台的一端；限位装置设置有夹头，夹头可调节设置在限位装置上，夹头位于产品固定台的上方。该方法利用该设备进行保偏光纤阵列的制备。应用本发明可提高保偏光纤阵列精度。
Description
技术领域
本发明涉及光纤阵列制作技术领域，具体的，涉及一种保偏光纤阵列的制备设备，还涉及利用该设备进行保偏光纤阵列制作的保偏光纤阵列的制备方法。
背景技术
保偏光纤传输线偏振光已经广泛用于航天、航空、航海、工业制造技术及通信等国民经济的各个领域。在以光学相干检测为基础的干涉型光纤传感器中，使用保偏光纤能够保证线偏振方向不变，提高相干信噪比，以实现对物理量的高精度测量。同时随着光纤通信以及光纤传感等领域的发展，保偏光纤以其特有的偏振模传输特性获得了广泛的应用，高精度的相干检测和光纤传感技术是光纤陀螺的基础，其输出信号的稳定性由光纤中两束相干光偏振态的稳定性所决定，保偏光纤能够实现偏振光的稳定传输，能够满足高精度传感的要求。在光纤陀螺的应用中，要使线偏振光沿一双折射轴注入，需要确定偏振轴的位置，这就需要制作光纤阵列时需要偏振轴对准。
目前的保偏光纤阵列生产的方式为先将光纤保偏光纤按照特定的需求组装并带后，再组装成光纤阵列。但利用并带后的光纤阵列进行光纤阵列的制作，保偏光纤的快慢轴对位不够精确，且不利于调整保偏光纤的快慢轴。同时，制作完光纤阵列后，一般将制作好的光纤阵列单独移动至下一工序的设备进行进一步的加工，没有承载设备，在移动过程中，有存在快慢轴偏移导致光纤阵列精度降低的风险。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种可提高保偏光纤阵列精度的保偏光纤阵列的制备设备。
本发明的另一目的是提供一种可提高保偏光纤阵列精度的保偏光纤阵列的制备方法。
为了实现上述主要目的，本发明提供的保偏光纤阵列的制备设备包括平台、夹具、产品承载台、CCD检测仪以及显微镜，夹具、CCD检测仪以及显微镜分别安装在平台上，CCD检测仪和显微镜可调节设置，产品承载台可拆卸安装于夹具上；产品承载台设置有压针模块，压针模块可拆卸安装于产品承载台的一端，压针模块的压针与产品承载台上的产品固定台相对设置，压针可调节设置；夹具设置有限位装置，限位装置位于靠近产品固定台的一端；限位装置设置有夹头，夹头可调节设置在限位装置上，夹头位于产品固定台的上方。
由上述方案可见，本发明的保偏光纤阵列的制备设备通过设置产品承载台，可在光纤阵列完成制作后，利用产品承载台进行产品的移动，避免在移动过程中光纤移位，从而光纤阵列的精度降低。同时，产品承载台设置压针模块，可在制作光纤阵列时对光纤阵列进行压紧操作，同时确保产品承载台在移动过程中光纤阵列位置的稳定性。另外，夹具设置限位装置，可在制作光纤阵列的过程中固定光纤阵列的基座和盖板，使盖板与基座更好的对位，提高生产效率。
进一步的方案中，产品固定台的第一平面与产品承载台的第二平面呈阶梯状设置，第一平面低于第二平面。
由此可见，由于基座具有一定的厚度，为了防止光纤固定在产品承载台因坡度较大而使光纤弯折，从而影响光纤的品质，将产品固定台的第一平面与产品承载台的第二平面呈阶梯状设置，使光纤固定在产品承载台第二平面时，光纤可呈平直状态。
进一步的方案中，限位装置还设置有导轨、左滑块和右滑块，左滑块和右滑块分别安装于导轨上；夹头包括左夹头和右夹头，左夹头固定安装于左滑块上，右夹头固定安装于右滑块上。
由此可见，通过导轨、左滑块和右滑块的设置，可调节左夹头和右夹头之间的宽度，用以适应不同尺寸的光纤阵列基座，提高设备的利用率。
进一步的方案中，夹具还设置有第一限位块和第二限位块，第一限位块和第二限位块分别位于夹具放置产品承载台的第三平面的两侧，第一限位块和第二限位块相对设置。
由此可见，设置第一限位块和第二限位块，可用于固定产品承载台，防止在进行加工时，产品承载台移动，造成精度减小。
进一步的方案中，第一限位块或第二限位块设置有拧紧旋钮，拧紧旋钮位于第三平面的侧上方。
由此可见，设置拧紧旋钮可进一步固定产品承载台，防止在制作光纤阵列过程中产品承载台发生移位。
进一步的方案中，设备还包括光纤旋转装置，光纤旋转装置安装与平台上，光纤旋转装置设置在靠近产品承载台背离压针模块的一侧。
由此可见，设置光纤旋转装置可用于对光纤进行旋转操作，可提高旋转角度的角度。
进一步的方案中，产品固定台可拆卸安装在产品承载台上。
由此可见，产品固定台可拆卸安装在产品承载台上，可对产品固定台更换，以适应不同厚度的光纤阵列基座。
为了实现上述另一目的，本发明提供的保偏光纤阵列的制备方法包括：将保偏光纤阵列的基板放置在产品固定台上，调节限位装置的夹头将基板夹紧；将保偏光纤除去涂覆层的一端放入基板的V槽内，在显微镜下调节保偏光纤放置的位置；用盖板盖压在V槽内的保偏光纤上，用压针将盖板压紧；调整CCD检测仪的镜头与V槽内保偏光纤端面的距离，校正保偏光纤端面的显示图像；微调压针模块，使压针下压盖板的力度逐步减弱，使得保偏光纤可在V槽内旋转；旋转保偏光纤，使保偏光纤的慢轴处于预设位置；微调压针模块，使压针压紧盖板并确认慢轴的位置；对调整好慢轴的保偏光纤阵列进行点胶固化；松开夹头并将产品承载台及保偏光纤阵列整体移动至下一加工流程。
由上述方案可见，本发明的保偏光纤阵列的制备方法通过利用产品承载台，在光纤阵列完成制作后，利用产品承载台进行产品的移动，避免在移动过程中光纤移位造成光纤阵列的精度降低。同时，利用产品承载台设置压针模块，在制作光纤阵列时对光纤阵列进行压紧操作，确保产品承载台在移动过程中光纤阵列位置的稳定性。另外，利用夹具的限位装置，在制作光纤阵列的过程中固定光纤阵列的基座和盖板，使盖板与基座更好的对位，提高生产效率。
进一步的方案中，旋转保偏光纤，使保偏光纤的慢轴处于预设位置，包括：对保偏光纤进行细调旋转，并通过CCD检测仪的显示器观察保偏光纤的熊猫眼的转动，当熊猫眼与两条基准线相切时，停止转动，并用胶带将保偏光纤预固定在产品承载台上。
由此可见，利用保偏光纤的特性进行光纤的调节，能够精确控制旋转角度，同时确保保偏光纤的偏振轴位置精准。
进一步的方案中，在将保偏光纤阵列的基板放置在产品固定台上前，保偏光纤阵列的制备方法还包括：对夹具、产品承载台、CCD检测仪以及显微镜进行位置调节。
由此可见，在进行光纤制作前，对夹具、产品承载台、CCD检测仪以及显微镜进行位置粗调，可加快光纤阵列的制作效率。
附图说明
图1是本发明保偏光纤阵列的制备设备实施例的结构图。
图2是本发明保偏光纤阵列的制备设备实施例中夹具和产品承载台的组合结构图。
图3是本发明本发明保偏光纤阵列的制备设备实施例中夹具的结构图。
图4是本发明本发明保偏光纤阵列的制备设备实施例中夹具的结构分解图。
图5是本发明本发明保偏光纤阵列的制备设备实施例中产品承载台的结构图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
如图1所示，本发明的保偏光纤阵列的制备设备平台1、夹具2、产品承载台3、CCD检测仪4、显微镜5以及光纤旋转装置6。夹具2、CCD检测仪4、显微镜5以及光纤旋转装置6分别安装在平台1上，CCD检测仪4和显微镜5可调节设置。光纤旋转装置6设置有旋转旋钮61，旋转旋钮61可用于旋转光纤。参见图2，产品承载台3可拆卸安装于夹具2上。产品承载台3用于放置光纤阵列7。
参见图3和图4，夹具2设置有限位装置21、主体22和主体导轨23，限位装置21可拆卸安装在主体22上，限位装置21位于主体22靠近CCD检测仪4的一端，本实施例中，限位装置21通过螺栓与主体22固定连接。主体22与主体导轨23配合设置，主体22 的第三平面221用于放置产品承载台3。主体22设置有第一限位块24和第二限位块25，第一限位块24和第二限位块25分别位于夹具2放置产品承载台3的第三平面211的两侧，第一限位块24和第二限位块25相对设置。第一限位块24和第二限位块25中的其中一个可设置拧紧旋钮241，拧紧旋钮241可用于固定产品承载台3，本实施例中，第一限位块24设置拧紧旋钮241，拧紧旋钮位于所述第三平面的侧上方。主体22背离限位装置21的一端设置有固定块222，固定块222上安装有调距旋钮26，调距旋钮26可使主体22和主体导轨23发生相对的运动，从而调节置产品承载台3与CCD检测仪4的距离。
限位装置21设置有夹头、导轨215、左滑块213和右滑块214，其中，夹头包括左夹头211和右夹头212，左夹头211固定安装于左滑块213上，右夹头212固定安装于右滑块214上，左滑块213和右滑块214分别安装于导轨215上。
参见图5，产品承载台3设置有压针模块31和产品固定台32，压针模块31可拆卸安装于产品承载台3设置有产品固定台32的一端，产品固定台32可拆卸安装在产品承载台3上，产品固定台32的第一平面321与产品承载台3的第二平面33呈阶梯状设置，第一平面321低于第二平面33。压针模块31包括压针311、支柱312、第一固定柱313、弹簧体314、第二固定柱315以及调节螺栓316，压针311与产品固定台32相对设置。第一固定柱313安装在压针311上，第二固定柱315安装在支柱312上，第一固定柱313与第二固定柱315通过弹簧体314连接。调节螺栓316安装在支柱312上，调节螺栓316与压针311抵接。压针模块31可调节压针311按压光纤阵列7的力度。另外，限位装置21的夹头位于产品固定台32的上方。
为了更好的对本发明的保偏光纤阵列的制备设备进行介绍，下面对利用本发明保偏光纤阵列的制备设备进行光纤阵列制备的方法进行描述。
在进行保偏光纤阵列7进行制作时，首先，需对保偏光纤阵列基板和盖板进行清洗。将制作保偏光纤阵列7需要的光纤的一端除去涂覆层，并将端面切平整。需要说明的是，本发明中使用的光纤为散装光纤，而不是并带光纤，有利于光纤的调节，同时可降低成本及控制光纤的数量。接着，对夹具2、产品承载台3、CCD检测仪4以及显微镜5进行位置调节，使夹具2、产品承载台3、CCD检测仪4以及显微镜5位置处于适当的位置，便于加快制作过程。
完成前期准备工作后，将保偏光纤阵列7的基板放置在产品固定台32上，调节限位装置21的夹头将基板夹紧。在放置基板时，可利用塑料镊子放置，防止损伤基板。在调节限位装置21的夹头时，可手动拨动左滑块213和右滑块214，使左夹头211和右夹头212之间的距离与基板的宽度相匹配，从而夹紧基板。
放置基板后，将保偏光纤除去涂覆层的一端放入基板的V槽内，在显微镜5下调节保偏光纤放置的位置。由于光纤阵列一般较为微小，为了使光纤更准确的放置在对应的V槽内，在放置光纤时，需要利用显微镜5进行观测保偏光纤的放置情况，便于调节保偏光纤放置的位置。
放置光纤后，用盖板盖压在V槽内的保偏光纤上，用压针311将盖板压紧。在对盖板进行压紧时，可调节螺栓316使压针311压，从而压紧盖板。
调整CCD检测仪4的镜头与V槽内保偏光纤端面的距离，校正保偏光纤端面的显示图像。为了便于对光纤进行旋转调节，需要利用CCD检测仪4对光纤的端面进行放大显示，因此，需要调整CCD检测仪4的镜头与V槽内保偏光纤端面的距离。在调节CCD检测仪4的镜头与V槽内保偏光纤端面的距离时，可利用调距旋钮26使主体22和主体导轨23发生相对的运动，从而调节光纤端面与CCD检测仪4的之间距离，使光纤端面的显示图像清晰化。
校正保偏光纤端面的显示图像后，微调压针模块31，使压针311下压盖板的力度逐步减弱，使得保偏光纤刚好可在V槽内旋转。采用先压紧再调松的方式，可有利于判断出光纤是否处于刚好可以转动的状态，光纤刚好可以转动的状态可避免后期压紧盖板时光纤偏转而造成精度降低。当然，判断光纤是否可以刚好转动时，可边微调压针模块31边手动旋转光纤，并利用CCD检测仪4进行观测。
判断光纤可旋转后，旋转保偏光纤，使保偏光纤的慢轴处于预设位置。其中，旋转保偏光纤，使保偏光纤的慢轴处于预设位置的步骤包括：将保偏光纤没有去除涂覆层的一端固定在光纤旋转装置6的旋转旋钮61上，通过旋转旋钮61对保偏光纤进行细调旋转，并通过CCD检测仪4的显示器观察保偏光纤的熊猫眼的转动，当熊猫眼与两条基准线相切时，停止转动，并用胶带将保偏光纤预固定在产品承载台3上。
将保偏光纤预固定后，微调压针模块31，使压针311压紧盖板并确认慢轴的位置。调节好保偏光纤后，需要进一步的压紧盖板，防止发生移位。在微调压针模块31时，可利用CCD检测仪4进行观测，以便判断在压紧过程中保偏光纤是否发生偏移。若发生偏移，则需重复调节，直至保偏光纤的慢轴处于预设位置。
接着，对调整好慢轴的保偏光纤阵列7进行点胶固化。在点胶的过程中，先对盖板外的光纤进行点胶，是光纤固定的在基板上，胶水固化后再对盖板覆盖区域的光纤进行点胶。
完成点胶后，松开夹头并将产品承载台3及保偏光纤阵列7整体移动至下一加工流程。将产品承载台3及保偏光纤阵列7整体移动，可加快加工流程，不需要等到胶水完全固化，即可进行下一个光纤阵列的制作。同时，将产品承载台3及保偏光纤阵列7整体移动，可减少光纤阵列在下一加工流程中受损，保护光纤阵列。
由上述可知，本发明通过设置产品承载台，可在光纤阵列完成制作后，利用产品承载台进行产品的移动，避免在移动过程中光纤移位造成光纤阵列的精度降低。同时，产品承载台设置压针模块，可在制作光纤阵列时对光纤阵列进行压紧操作，同时确保产品承载台在移动过程中光纤阵列位置的稳定性。另外，夹具设置限位装置，可在制作光纤阵列的过程中固定光纤阵列的基座和盖板，使盖板与基座更好的对位，提高生产效率。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例，但发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明做出的非实质性修改，也均落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种保偏光纤阵列的制备设备，其特征在于，包括平台、夹具、产品承载台、CCD检测仪以及显微镜，所述夹具、所述CCD检测仪以及所述显微镜分别安装在所述平台上，所述CCD检测仪和所述显微镜可调节设置，所述产品承载台可拆卸安装于所述夹具上；
所述产品承载台设置有压针模块，所述压针模块可拆卸安装于所述产品承载台的一端，所述压针模块的压针与所述产品承载台上的产品固定台相对设置，所述压针可调节设置；
所述夹具设置有限位装置、主体和主体导轨，所述限位装置可拆卸安装在所述主体上，所述限位装置位于靠近所述产品固定台的一端；所述主体与所述主体导轨配合设置，所述主体与所述主体导轨相对运动并调节所述产品承载台与所述CCD检测仪的距离；
所述限位装置设置有夹头，所述夹头可调节设置在所述限位装置上，所述夹头位于所述产品固定台的上方。
2.根据权利要求1所述的保偏光纤阵列的制备设备，其特征在于，
所述产品固定台的第一平面与所述产品承载台的第二平面呈阶梯状设置，所述第一平面低于所述第二平面。
3.根据权利要求1或2所述的保偏光纤阵列的制备设备，其特征在于，
所述限位装置还设置有导轨、左滑块和右滑块，所述左滑块和所述右滑块分别安装于所述导轨上；
所述夹头包括左夹头和右夹头，所述左夹头固定安装于所述左滑块上，所述右夹头固定安装于所述右滑块上。
4.根据权利要求1或2所述的保偏光纤阵列的制备设备，其特征在于，
所述夹具还设置有第一限位块和第二限位块，所述第一限位块和所述第二限位块分别位于所述夹具放置所述产品承载台的第三平面的两侧，所述第一限位块和所述第二限位块相对设置。
5.根据权利要求4所述的保偏光纤阵列的制备设备，其特征在于，
所述第一限位块或第二限位块设置有拧紧旋钮，所述拧紧旋钮位于所述第三平面的侧上方。
6.根据权利要求1或2所述的保偏光纤阵列的制备设备，其特征在于，
所述设备还包括光纤旋转装置，所述光纤旋转装置安装与所述平台上，所述光纤旋转装置设置在靠近所述产品承载台背离所述压针模块的一侧。
7.根据权利要求1或2所述的保偏光纤阵列的制备设备，其特征在于，
所述产品固定台可拆卸安装在所述产品承载台上。
8.一种保偏光纤阵列的制备方法，应用于权利要求1所述的保偏光纤阵列的制备设备，其特征在于，包括：
将保偏光纤阵列的基板放置在所述产品固定台上，调节所述限位装置的所述夹头将所述基板夹紧；
将保偏光纤除去涂覆层的一端放入所述基板的V槽内，在所述显微镜下调节所述保偏光纤放置的位置；
用盖板盖压在所述V槽内的所述保偏光纤上，用所述压针将所述盖板压紧；
调整所述CCD检测仪的镜头与所述V槽内保偏光纤端面的距离，校正所述保偏光纤端面的显示图像；
微调压针模块，使所述压针下压所述盖板的力度逐步减弱，使得所述保偏光纤可在所述V槽内旋转；
旋转所述保偏光纤，使所述保偏光纤的慢轴处于预设位置；
微调压针模块，使所述压针压紧所述盖板并确认所述慢轴的位置；
对调整好所述慢轴的所述保偏光纤阵列进行点胶固化；
松开所述夹头并将所述产品承载台及所述保偏光纤阵列整体移动至下一加工流程。
9.根据权利要求8所述的保偏光纤阵列的制备方法，其特征在于，
所述旋转所述保偏光纤，使所述保偏光纤的慢轴处于预设位置，包括：
对所述保偏光纤进行细调旋转，并通过所述CCD检测仪的显示器观察所述保偏光纤的熊猫眼的转动，当熊猫眼与两条基准线相切时，停止转动，并用胶带将所述保偏光纤预固定在所述产品承载台上。
10.根据权利要求8所述的保偏光纤阵列的制备方法，其特征在于，
在所述将保偏光纤阵列的基板放置在所述产品固定台上前，所述方法还包括：
对所述夹具、所述产品承载台、所述CCD检测仪以及所述显微镜进行位置调节。
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