CN112453686B - 光纤表面激光毛化处理的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种光纤表面激光毛化处理的装置和方法，装置包括激光器、聚焦镜、光源、功率计、左夹具、右夹具、相机和计算机，通过计算机调整所述的左夹具和右夹具的相对位置，将光纤待毛化处理区域的两端分别固定在所述的左夹具和右夹具之间，横向调节激光器左夹具和右夹具的位置，确保输出激光经过聚焦镜后聚焦在所述的光纤的表面。本发明能够实现光纤表面的毛化精准控制，做到包层光的安全、高效的高功率滤除。
Description
技术领域
本发明涉及光纤器件，特别是一种光纤表面激光毛化处理的装置和方法。
现有技术
光纤包层光滤除是光纤器件制作中常有的操作，现有技术低功率通常采用在包层涂抹高折射率胶水的方式，使包层光不满足全反射条件而溢出，高功率通常采用化学腐蚀物质腐蚀包层，造成包层结构破坏从而使包层光出射。采用高折射率胶水方式滤除功率有限，而采用化学腐蚀的方式无法控制腐蚀程度，并且使用的化学腐蚀物质一般都对人体有伤害。
发明专利(公开号：CN109265021A)公开了一种光纤毛化及简易封装方法。该方法通过对光纤包层的毛化处理，使得包层激光不满足光纤波导的全反射条件，由此从包层中泄露出来，达到包层光的滤除效果，同时保证光能到热能的转换不影响光纤包层，由此可以增大包层光滤除能力。将光纤剥除涂覆层后对光纤包层进行毛化处理，再对毛化后的光纤采用玻璃管一次封装和金属容器二次封装，可以使用水冷对毛化光纤的玻璃管进行降温，在带走玻璃管表面热量的同时保护内部光纤不受水流影响。该发明操作简单方便，封装简易有效，针对不同类型光纤都可操作，可以实现更高效的包层光滤除，所能承受的包层光滤除功率也更高，减少光纤的热损伤，改善激光器输出激光的光束质量。但采用的仍是化学腐蚀的方法，如前所述，无法控制毛化效果，并且对人体有伤害、对环境有污染。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种光纤表面激光毛化处理的装置和方法，本发明能够实现光纤表面的毛化精准控制，做到包层光的安全、高效的高功率滤除。
本发明的技术解决方案如下：
一种光纤表面激光毛化处理装置，特点在于包括激光器、聚焦镜、光源、功率计、左夹具、右夹具、相机和计算机，待处理的光纤的毛化处理区域的两端分别固定在所述的左夹具、右夹具之间，所述的激光器输出的激光经过所述的聚焦镜聚焦在所述的光纤的表面，所述的左夹具、右夹具置于一具备横向移动、纵向移动和旋转的平台上，所述的光源与所述的光纤输入端相连，所述的功率计置于所述的光纤的输出端，测量光纤的输出功率，所述的相机用于拍摄所述的光纤表面的图像，所述的激光器、光源、功率计、平台、相机与所述的计算机相连。
利用上述光纤表面激光毛化处理装置对光纤进行激光毛化处理的方法，包括下列步骤：
4)根据需要进行毛化处理的光纤区域的长度，通过所述的计算机调整所述的左夹具和右夹具的相对位置，将光纤待毛化处理区域的两端分别固定在所述的左夹具和右夹具之间，横向调节激光器左夹具和右夹具的位置，确保输出激光经过聚焦镜后聚焦在所述的光纤的表面；
5)光纤一端连接光源，在光纤另一端对准地设置功率计，所述的相机对准所述的光纤的毛化处理的区域；
6)计算机根据需要进行毛化处理的光纤区域的形状、深度、宽度、间距，设置激光器的输出激光的参数，设置所述的平台即左夹具和右夹具的纵向移动、旋转的运动参数；
4)所述的计算机启动毛化处理作业，控制所述的平台的运动，左夹具和右夹具带动所述的光纤同步运动，所述的激光器的输出激光经过聚焦镜聚焦在所述的光纤的表面，所述的光源为光纤提供包层内传输的激光，所述的相机拍摄光纤表面图像，所述的功率计实时监测光纤的包层光的的滤除效率，输入并显示在所述的计算机上，当所述的光纤的毛化作业处理达到要求时，所述的计算机关闭毛化处理作业。
本发明的技术效果如下：
(1)本发明可以在光纤毛化作业中实时在线观察毛化形貌，并能监测包层光的滤除效率，实现对光纤表面毛化的精准控制。
(2)光纤化学腐蚀的方法耗时长，并对人体有伤害，本发明以提高光纤表面毛化可制作效率，在正确操作的前提下对人体无伤害，外此还便于批量化生产。
附图说明
图1为本发明光纤表面激光毛化处理装置的结构示意图；
图2为对平台输入不同的纵向移动、旋转参数，光纤表面毛化处理后形貌示意图,其中，a为纵向步径恒定，纵向停止时旋转；b为纵向步径变化，纵向停止时旋转，c为纵向步径变化，纵向移动同时旋转。
图中，1为激光器、2为聚焦镜、3为光源、4为功率计、5为左夹具、6为右夹具、7为相机、8为计算机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
先请参阅图1，图1为本发明光纤表面激光毛化处理装置的结构示意图，由图可见，本发明光纤表面激光毛化处理装置，包括激光器1、聚焦镜2、光源3、功率计4、左夹具5、右夹具6、相机7和计算机8，待处理的光纤的毛化处理区域的两端分别固定在所述的左夹具5、右夹具6之间，所述的激光器1输出的激光经过所述的聚焦镜2聚焦在所述的光纤的表面，所述的左夹具5、右夹具6置于一具备横向移动、纵向移动和旋转的平台(图中未示)上，所述的光源3与所述的光纤输入端相连，为光纤提供包层中传输的光源，所述的功率计4置于所述的光纤的输出端，测量光纤的输出功率，所述的相机7用于拍摄所述的光纤表面的图像，所述的激光器1、光源3、功率计4、平台、相机7与所述的计算机8相连。
利用上述光纤表面激光毛化处理装置对光纤进行激光毛化处理的方法，包括下列步骤：
1)根据需要进行毛化处理的光纤区域的长度，通过计算机8调整左夹具5和右夹具6的相对位置，将光纤待毛化处理区域的两端分别固定在所述的左夹具5和右夹具6之间，横向调节激光器1、左夹具5和右夹具6的位置，确保输出激光经过聚焦镜2后聚焦在光纤待毛化处理区域的表面；
2)光纤一端连接光源3，在光纤另一端对准地设置功率计4，所述的相机7对准所述的光纤的毛化处理的区域；
3)计算机8根据需要进行毛化处理的光纤区域的形状、深度、宽度、间距，设置激光器1的输出激光的参数，设置所述的平台即左夹具5和右夹具6的纵向移动、旋转的运动参数；
4)计算机8启动毛化处理作业，控制所述的平台的运动，即左夹具5和右夹具6带动所述的光纤同步运动，所述的激光器1输出的激光经过聚焦镜2聚焦在所述的光纤的表面，所述的光源3为光纤提供泵浦源，所述的相机7拍摄光纤表面图像，所述的功率计4实时监测光纤的包层光的的滤除效率，输出并显示在所述的计算机8上，当所述的光纤的毛化作业处理达到要求时，所述的计算机8关闭毛化处理作业。图2为对平台输入不同的纵向移动、旋转参数，光纤表面毛化处理后形貌示意图。
Claims (1)
1.一种利用光纤表面激光毛化处理装置对光纤进行激光毛化处理的方法，所述的光纤表面激光毛化处理装置，包括激光器（1）、聚焦镜（2）、光源（3）、功率计（4）、左夹具（5）、右夹具（6）、相机（7）和计算机（8），待处理的光纤的毛化处理区域的两端分别固定在所述的左夹具（5）、右夹具（6）之间，所述的激光器（1）输出的激光经过所述的聚焦镜（2）聚焦在所述的光纤的表面，所述的左夹具（5）、右夹具（6）置于一具备横向移动、纵向移动和旋转的平台上，所述的光源（3）与所述的光纤输入端相连，所述的功率计（4）置于所述的光纤的输出端，测量光纤的输出功率，所述的相机（7）用于拍摄所述的光纤表面的图像，所述的激光器（1）、光源（3）、功率计（4）、平台、相机（7）分别与所述的计算机（8）相连；其特征在于，该方法包括下列步骤：
1）根据需要进行毛化处理的光纤区域的长度，通过所述的计算机调整所述的左夹具和右夹具的相对位置，将光纤待毛化处理区域的两端分别固定在所述的左夹具和右夹具之间，横向调节激光器左夹具和右夹具的位置，确保输出激光经过聚焦镜后聚焦在所述的光纤的表面；
2）光纤一端连接光源，在光纤另一端对准地设置功率计，所述的相机对准所述的光纤的毛化处理的区域；
3）计算机根据需要进行毛化处理的光纤区域的形状、深度、宽度、间距，设置激光器的输出激光的参数，设置所述的平台的纵向移动和旋转的运动参数；
4）所述的计算机启动毛化处理作业，控制所述的平台的运动，左夹具和右夹具带动所述的光纤同步运动，所述的激光器的输出激光经过聚焦镜聚焦在所述的光纤的表面，所述的相机拍摄光纤表面图像，所述的功率计实时监测光纤的包层光的滤除效率，输入并显示在所述的计算机上，当所述的光纤的毛化作业处理达到要求时，所述的计算机关闭毛化处理作业。
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