CN109765655A - 光纤切割机、光纤熔接套件和保偏光纤熔接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光纤切割机、光纤熔接套件和保偏光纤熔接方法,光纤切割机包括基座、移动夹、转动组件、切割刀组件和摄像单元，移动夹用于固定待切割光纤，移动夹可分离地设置在基座上，转动组件用于转动待切割光纤，切割刀组件用于在切割位切割待切割光纤，摄像单元朝向切割位地设置。可将摄像单元的焦点设置在切割刀的切割处，在切割刀组件切割保偏光纤时，能够通过摄像单元清楚地获知引力棒的位置情况，随后便可利用转动组件进行调节，旋转光纤，旋转至合适位置后，再利用移动夹固定光纤，防止光纤的再次转动，随后可以将移动夹连带光纤转移到熔接机使用，在保偏光纤的熔接应用上具有重大的意义，能够使保偏光纤精确地对准，并实现精准熔接。

Description

光纤切割机、光纤熔接套件和保偏光纤熔接方法

技术领域

本发明涉及光学设备领域，尤其涉及一种光纤切割机、光纤熔接套件和光纤熔接套件的保偏光纤熔接方法。

背景技术

光纤熔接机是光纤通信、光纤传感以及光纤激光等设备生产中所用的重要设备或工具，主要有两种光纤熔接机，一种为普通光纤熔接机，另一种为保线偏振光纤熔接机。

对于普通光纤熔接机应用十分广泛，价格也较为便宜，维护也较为简便。但对于保线偏振光纤熔接机，由于其结构复杂，目前世界上能形成生产能力的主要还是日本的Fujikura，在国内普通型的售价近人民币40万，而所谓的改进型也近60万，而最新一款的熔接工作平台售价居然超过100万人民币，而且维护成本也非常贵。

另外由于技术门槛较高，技术难度主要体现在光纤的侧向光学成像和数学算法技术没有很好地掌握；其次是极其紧凑且精密的机械结构，使得角向定位功能很难与光纤熔接单元集成在一起；另外，如果仅仅针对保线偏振光纤熔接机，其市场容量并不是很大。由于上述诸多原因造成了保线偏振光纤熔接机的研发进展缓慢。

况且，已有的保线偏振光纤熔接机也不是所有类型的保偏光纤均能适配。目前Fujikura生产的保线偏振光纤熔接机实际上也只能熔接一般的保线偏振光纤。而对于当前使用的类似保线偏振光纤和特种结构光纤已经达几十类之多，纤芯、双折射或应力分布的形状位置各不相同，已有的保线偏振光纤熔接机通过侧向成像和算法技术已经很难对光纤进行角向定位，定位常常会出错。不同结构的光纤之间的熔接就更加困难。因此出现了严重的生产瓶颈，现有熔接机在应用于实际光纤熔接时，经常出现返工的情况，良品率不高。

另外，现有技术中通过侧向成像定位的前提是光纤的结构必须随传输轴向恒定不变，而如保椭圆光纤结构(目前是一种常用的光纤)是随位置长度变化的(螺旋型变化)，无法采用现有的基于侧向成像原理定位的保线偏振光纤熔接机来实现。

而且，一般的保线偏振光纤熔接机熔接区空间非常狭小，无法采用高分辨显微镜，端面放大倍数不够，图像模糊，即使通过基于端面识别的改进型保偏光纤熔接机也很难区分。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种可旋转光纤且可旋转角度保持地分离的光纤切割机。

本发明的第二目的是提供一种成本较低且熔接角度准确的光纤熔接套件。

本发明的第三目的是提供一种成本较低且熔接角度准确的光纤熔接套件的保偏光纤熔接方法。

为了实现本发明第一目的，本发明提供一种光纤切割机，包括：

基座；

移动夹，移动夹用于固定待切割光纤，移动夹可分离地设置在基座上；

转动组件，转动组件用于转动待切割光纤；

切割刀组件，切割刀组件用于在切割位切割待切割光纤；

摄像单元，摄像单元朝向切割位地设置。

由上述方案可见，可将摄像单元的焦点设置在切割刀的切割处，在切割刀组件切割完光纤后，能够非常清楚地获知光纤的端面情况，切割的是保偏光纤时，能够通过摄像单元清楚地获知引力棒的位置情况，随后便可利用转动组件进行调节，旋转光纤，旋转至合适位置后，再利用移动夹固定光纤，防止光纤的再次转动，随后可以将移动夹连带光纤转移到熔接机使用，在保偏光纤的熔接应用上具有重大的意义，能够使保偏光纤精确地对准，并实现精准熔接。

更进一步的方案是，移动夹包括底座和盖体，底座上设置有放置槽，放置槽用于放置待切割光纤，盖体盖合在放置槽上。

由上可见，通过放置槽和盖体的配合对光纤进行夹持，在使用上是非常方便。

更进一步的方案是，放置槽设置有负压通孔。

由上可见，由于盖体在盖合放置槽时，当与光纤接触时，必然会带动光纤一小角度地转动，这就会影响定位的准确性，故在放置槽设置负压通孔，负压通孔可以直接外接负压装置，通过负压将光纤先相对固定，再盖上盖体时则将不再发生转动或转动的角度会更加小。

更进一步的方案是，光纤切割机在基座上设置有工作台，移动夹设置在工作台上，工作台贯穿地设置有负压通道，负压通道与负压通孔连通；光纤切割机还包括负压装置，负压装置与负压通道连接。

由上可见，在工作台上设置负压通道，使得移动夹放置到工作台后便可实现负压通道与负压通孔连通，并实现负压光纤固定，在分离移动夹后，便同时将负压通道与负压通孔分离。

更进一步的方案是，切割刀组件包括刀片和切割驱动装置，切割驱动装置驱动刀片垂直于放置槽延伸方向地移动。

更进一步的方案是，工作台在刀片对应地位置上设置有滑槽，在滑槽的位于放置槽延伸方向上的两侧分别设置有固定夹块。

由上可见，切刀垂直地切割能够使光纤端面更为平整，熔接效果好，而两侧的固定夹块能够提供提高切割效果。

更进一步的方案是，转动组件包括支架、可转动的旋转台和轴承，支架设置在基座上，轴承连接在旋转台和支架之间；

旋转台上设置有定位槽，定位槽用于放置待切割光纤；

旋转台的转轴平行于定位槽的延伸方向。

更进一步的方案是，转动组件还包括设置在旋转台外周的第一齿轮、旋转电机和第二齿轮，第二齿轮连接在第一齿轮和旋转电机之间。

由上可见，转动组件通过上述的方案能够实现较为精确角度地旋转，从而提高角度准确性，在对应力分布的形状位置较为特殊的保偏切割时，还能够利用图像识别技术，自动旋转至匹配的位置上。

为了实现本发明第二目的，本发明提供一种光纤熔接套件，包括光纤切割机和光纤熔接机，光纤切割机采用上述方案任一项的光纤切割机；移动夹可放置在光纤熔接机的工作位上。

为了实现本发明第三目的，本发明提供一种光纤熔接套件的保偏光纤熔接方法，光纤熔接套件采用上述方案的光纤熔接套件；

保偏光纤熔接方法包括：

将保偏光纤放置在移动夹上；

切割刀切割保偏光纤；

通过摄像单元对保偏光纤的端部进行观察；

转动组件转动保偏光纤至预设位置；

移动夹固定保偏光纤并从基座分离；

移动夹放置在光纤熔接机的工作位上；

光纤熔接机对保偏光纤进行熔接。

由上述方案可见，可将摄像单元的焦点设置在切割刀的切割处，在切割刀组件切割完保偏光纤后，能够通过摄像单元清楚地获知引力棒的位置情况，随后便可利用转动组件进行调节，旋转光纤，旋转至合适位置后，如引力棒连线水平或竖直，对于特殊应力分布的，还能够配合摄像单元和图像识别，自动转动至相匹配的位置上，再利用移动夹固定光纤，防止光纤的再次转动，随后可以将移动夹连带光纤转移到熔接机使用，在保偏光纤的熔接应用上具有重大的意义，即采用普通熔接机即可，不再需要采用保偏熔接机，不仅能够适用于多种类型的保偏光纤，同时使各种类的保偏光纤精确地对准，并实现精准熔接，同时成本低。

附图说明

图1是本发明光纤切割机实施例的结构图。

图2是本发明光纤切割机实施例的爆炸图。

图3是本发明光纤切割机实施例的剖视图。

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

参照图1至图3，光纤熔接套件包括光纤切割机和光纤熔接机(未示出)，光纤切割机包括基座11、移动夹2、转动组件、切割刀组件和摄像单元，基座11呈平板地设置，转动组件、移动夹2、切割刀组件和摄像单元基本上是沿光路直线依次布置的，有利于光纤的放置、观察和调整，即切割刀组件和摄像单元位于光纤的端部，转动组件位于光纤的尾部用于将光纤旋转。

光纤切割机在基座11上设置有工作台3，工作台3在上端面上设置安装槽31，移动夹2设置在工作台3的安装槽31上，安装槽31朝内贯穿地设置有负压通道33，负压通道30的上端部位于安装槽31内，负压通道30的下端部位于侧面，光纤切割机还包括负压装置(未示出)，负压装置与负压通道33连接并实现抽真空产生负压。工作台3在安装槽31的一侧上还设置有滑槽32，滑槽32呈上下联通的通槽设置，在滑槽32的下方也对应地设置有让位槽，在滑槽32的位于放置槽211延伸方向上的两侧分别设置有固定夹块35，固定夹块35是包括上夹块和下夹块，下夹块位于工作台上，工作台3还通过铰接部34铰接上盖(未示出)，上夹块设置在上盖与下夹块对应的位置上，两侧的固定夹块35能够很好地对光纤进行夹持，继而完成切割。

切割刀组件包括刀片41、切割驱动装置42和滑块43，滑块43位于让位槽内滑动，刀片41设置在滑块43上并位于滑槽32内滑动，切割驱动装置42驱动刀片41垂直于放置槽211延伸方向地移动，使得刀片41沿光纤的径向在相对于的切割位进行切割。

移动夹2可分离地设置在安装槽33上，移动夹2包括底座21和与底座21铰接配合盖体22，底座21上设置有放置槽211，放置槽211呈V型槽设置，在放置槽211的前端部上间隔地设置有两个较高的挡板，挡板之间形成槽部，盖体22上在槽部和安装槽对应的位置上设置有弹性橡胶块，放置槽211上放置待切割光纤后，盖体22盖合在放置槽211上，并通过弹性橡胶块固定待切割光纤12，优选地，放置槽211的深度小于光纤的直径，这样夹持力更佳。

在放置槽211的底部还设置有多个负压通孔36，负压通孔36均匀地分布在放置槽211上，在移动夹2安装到安装槽33上后，负压通孔36与负压通道33联通，在负压装置的抽真空工作时，使得负压通孔36在放置槽211处产生朝下的负压，从而实现对光纤的固定，由于该负压力不会是光纤发生旋转，能够很好地起角度固定作用。

摄像单元朝向切割位地设置，具体地，摄像单元包括组合透镜51、CCD图像传感器53和光源52，光源52通过组合透镜51向切割位输出光，CCD图像传感器53通过组合透镜51接收切割位上光纤端面的图像，由于切割位和摄像单元均是相对固定的，所以可以将摄像单元的焦点位置设置在切割位上，切割完毕后马上便可或者端面图像，不再需要进行调焦。

设置在后端的转动组件包括支架61、可转动的旋转台64、轴承62、设置在旋转台64外周的齿轮65、旋转电机67和齿轮66，支架61设置在基座11上，轴承62连接在旋转台64和支架61之间，齿轮66连接在齿轮65和旋转电机67之间，在旋转电机67的驱动下，使得旋转台64可绕其转轴旋转，为了能够更好地承接光纤，旋转台64是自支架61朝向工作台3地伸出设置，且设置有定位槽63，定位槽63用于放置待切割光纤，定位槽63与放置槽211共线设置，而旋转台64的转轴平行于定位槽63的延伸方向，继而实现转动组件转动待切割光纤。并且为了能够更好地取出光纤，在旋转台64设置有沿径向布置的开口，开口贯穿旋转台64和齿轮65。

光纤熔接机则可采用常规的熔接机，该光纤熔接机的工作位上也设置有多个安装槽和熔接位，移动夹2亦可安装到该安装槽上，多个移动夹2上的光纤能够在熔接位进行熔接。

光纤熔接套件的保偏光纤熔接方法：

对保偏光纤熔接时，首先将保偏光纤放置在移动夹2上；

随后，利用固定夹块35对光纤进行夹持；

然后，利用切割刀并实现保偏光纤端面切割；

随后，打开上盖，通过摄像单元对保偏光纤的端部进行观察，

然后，转动组件转动保偏光纤至预设位置，预设位置既可以是应力区连线水平或竖直，又可以是应力区呈特殊结构，在转动是，可以通过图像识别和比对，利用自动化的电机转动继而实现高匹配度和精准度的角度调节。

随后，开启负压装置，对已经调整好角度的保偏光纤进行相对固定，防止角度偏转。

然后，盖上盖体22，利用盖体22来固定保偏光纤，由于在负压的作用下，盖体22不会对光纤造成盖合时的旋转。

接着，移动夹2固定保偏光纤后并从基座11分离，分离时，负压通孔36与负压通道33分离，负压力撤走。

然后，夹持有保偏光纤的移动夹2放置在光纤熔接机的工作位上；

最后，光纤熔接机对两个或多个调整好角度的保偏光纤进行熔接，由于保偏光纤的应力区去是通过精准调节的，故直接采用普通熔接机进行熔接即可，而不需要采用专用的保偏光纤熔接机。

由上可见，可将摄像单元的焦点设置在切割刀的切割处，在切割刀组件切割完保偏光纤后，能够通过摄像单元清楚地获知引力棒的位置情况，随后便可利用转动组件进行调节，旋转光纤，旋转至合适位置后，如引力棒连线水平或竖直，对于特殊应力分布的，还能够配合摄像单元和图像识别，自动转动至相匹配的位置上，再利用移动夹固定光纤，防止光纤的再次转动，随后可以将移动夹连带光纤转移到熔接机使用，在保偏光纤的熔接应用上具有重大的意义，即采用普通熔接机即可，不再需要采用保偏熔接机，不仅能够适用于多种类型的保偏光纤，同时使各种类的保偏光纤精确地对准，并实现精准熔接，同时成本低。

Claims (10)

1.光纤切割机，其特征在于，包括：

基座；

移动夹，所述移动夹用于固定待切割光纤，所述移动夹可分离地设置在基座上；

转动组件，所述转动组件用于转动所述待切割光纤；

切割刀组件，所述切割刀组件用于在切割位切割所述待切割光纤；

摄像单元，所述摄像单元朝向所述切割位地设置。

2.根据权利要求1所述的光纤切割机，其特征在于：

所述移动夹包括底座和盖体，所述底座上设置有放置槽，所述放置槽用于放置所述待切割光纤，所述盖体盖合在所述放置槽上。

3.根据权利要求2所述的光纤切割机，其特征在于：

所述放置槽设置有负压通孔。

4.根据权利要求3所述的光纤切割机，其特征在于：

所述光纤切割机在所述基座上设置有工作台，所述移动夹设置在所述工作台上，所述工作台贯穿地设置有负压通道，所述负压通道与所述负压通孔连通；

所述光纤切割机还包括负压装置，所述负压装置与所述负压通道连接。

5.根据权利要求4所述的光纤切割机，其特征在于：

所述切割刀组件包括刀片和切割驱动装置，所述切割驱动装置驱动刀片垂直于所述放置槽延伸方向地移动。

6.根据权利要求5所述的光纤切割机，其特征在于：

所述工作台在所述刀片对应地位置上设置有滑槽，在所述滑槽的位于所述放置槽延伸方向上的两侧分别设置有固定夹块。

7.根据权利要求1至6任一项所述的光纤切割机，其特征在于：

所述转动组件包括支架、可转动的旋转台和轴承，所述支架设置在基座上，所述轴承连接在所述旋转台和支架之间；

所述旋转台上设置有定位槽，所述定位槽用于放置所述待切割光纤；

所述旋转台的转轴平行于所述定位槽的延伸方向。

8.根据权利要求7所述的光纤切割机，其特征在于：

所述转动组件还包括设置在所述旋转台外周的第一齿轮、旋转电机和第二齿轮，所述第二齿轮连接在所述第一齿轮和所述旋转电机之间。

9.光纤熔接套件，其特征在于，包括光纤切割机和光纤熔接机，所述光纤切割机采用上述权利要求1至8任一项所述的光纤切割机；

所述移动夹可放置在所述光纤熔接机的工作位上。

10.光纤熔接套件的保偏光纤熔接方法，其特征在于，所述光纤熔接套件采用上述权利要求9所述的光纤熔接套件；

所述保偏光纤熔接方法包括：

将保偏光纤放置在移动夹上；

所述切割刀切割所述保偏光纤；

通过所述摄像单元对所述保偏光纤的端部进行观察；

所述转动组件转动所述保偏光纤至预设位置；

所述移动夹固定所述保偏光纤并从所述基座分离；

所述移动夹放置在所述光纤熔接机的工作位上；

所述光纤熔接机对所述保偏光纤进行熔接。