CN112485861B - 一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，属于光纤预处理和高功率激光测试技术领域。根据光纤切削长度，调节第一夹具单元和第二夹具单元之间的间距；将光纤两头分别固定于第一夹具单元和第二夹具单元内；旋松锁紧螺母，套筒沿着导向柱移动，带动刀片远离光纤；将导向柱移动至初始切削位置，调节套筒相对导向柱竖向位置，使得刀片对准光纤涂覆层，并将锁紧螺母旋紧，完成刀片初始切削位置的调节；步骤四：刀片从光纤一端切削至光纤另一端，刀片完成一个切削过程，导向柱复位。本申请不仅能够使刀片便于切削光纤涂覆层，而且减小切削时施加给光纤的张力，保证在切削过程中不断纤，保证了光纤切削端面的完整性和一致性。
Description
技术领域
本发明涉及一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，属于光纤预处理和高功率激光测试技术领域。
背景技术
目前，随着激光技术的不断发展，光纤激光器不断在技术上面取得了突破，与传统的固体激光器相比，光纤激光器具有结构简单、阈值低、散热性能好、光电转换效率高、光束质量好等优点，凭借其优异的性能广泛应用于现在的各行各业。
随着，工业、军事等领域对激光功率的需求，光纤激光器的输出功率逐年提高，在光纤激光器的测试和制造过程中，单根光纤导光功率的提高对光纤之间的熔接也提出了更高的要求，特别是对于高功率的光纤激光器，光纤高强度、高可靠性的熔接处理显得尤为重要，而在熔接处理过程中最常出现的一个问题就是涂覆层切口的处理质量不好，导致此处的光泄漏严重，而这种泄漏的光一方面会导致激光器的功率下降，另一方面会在此处转变为热效应，从而烧断光纤，造成产品的稳定性下降，甚至烧损光路。对于激光厂家来说较难达到产品的批量化生产，生产效率低下，对于激光测试来说，较难评价光纤的性能及一致性，从而降低生产和研发进度。
在光纤激光器制造行业，光纤涂覆层的去除方法多为手动剥除法，使用的工具多为简单的刀片和米勒钳。手动剥除法在操作过程中光纤易折断，剥除涂覆层后光纤强度降低，且光纤端面一致性不好，还会使涂覆层与光纤产生分离上翘的现象，对工人的操作水平和熟练程度要求较高。还有使用光纤热剥钳进行涂覆层剥除，对于小直径光纤来说，这种方法可以，但对于大芯径光纤来说，这种方法对切口的加热不均匀，从而导致光纤的切口较毛糙。另外还有使用化学剥除法，但此方法有一定的危险性且对环境会造成一定的污染，也并不能保证端面的平整，已逐步淘汰。目前有人研究用激光剥除光纤涂覆层，但是应用还不广泛，而且成本较高，操作具有一定的危险性，还容易烧毁光纤。
因此，迫切需要一种能稳定去除光纤涂覆层的方法及装置，以保证光纤激光器中光纤涂覆层的端面及台阶的平整性和高功率承受性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，操作便捷，降低人工操作水平和熟练程度要求，保证光纤涂覆层端面平整性和台阶的一致性。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，所述光纤涂覆层剥除方法配合光纤涂覆层剥除装置完成；
所述光纤涂覆层剥除装置包括底座，所述底座上滑动设有用于夹设光纤的第一夹具单元和第二夹具单元；所述底座上还滑动设有可调式刀片，所述可调式刀片设于光纤侧面，对光纤涂覆层进行切削；
所述可调式刀片包括导向柱，所述导向柱上套设套筒，所述套筒上设有水平式支臂，所述支臂上设有刀片，所述套筒上穿设锁紧螺母，旋松所述锁紧螺母时，所述套筒能够相对导向柱上下移动，带动支臂同步移动，调节刀片上下位置；旋紧所述锁紧螺母时，所述套筒与导向柱固定连接；
所述剥除方法包括如下步骤：
步骤一：根据光纤切削长度，调节第一夹具单元和第二夹具单元之间的间距，并将第一夹具单元、第二夹具单元与底座固定；
步骤二：将光纤两头分别固定于第一夹具单元和第二夹具单元内，使得所述光纤呈倾斜状态；
步骤三：旋松锁紧螺母，套筒沿着导向柱移动，带动刀片远离光纤；将导向柱移动至初始切削位置，调节套筒相对导向柱竖向位置，使得刀片对准光纤涂覆层，并将锁紧螺母旋紧，完成刀片初始切削位置的调节；
步骤四：控制导向柱左右移动，使得刀片从光纤一端切削至光纤另一端，当刀片完成一个切削过程后，导向柱复位，且导向柱停止移动；
步骤五：控制第一夹具单元和第二夹具单元同步转动一定角度，带动光纤旋转一定的角度，这一动作完成之后，第一夹具单元和第二夹具单元停止转动，重复步骤四，以此循环往复；进而完成光纤涂覆层的切削。
所述底座上开设平行设置的第一燕尾槽和第二燕尾槽，所述第一夹具单元和第二夹具单元设于第一燕尾槽内，所述可调式刀片设于第二燕尾槽内，位于所述第一燕尾槽的底座上设有刻度线，所述刻度线沿第一燕尾槽的长度方向设置。
所述第一夹具单元包括第一支架，所述第二夹具单元包括第二支架，所述第一支架和第二支架上分别设有变径式夹具，所述第一支架的高度高于第二支架的高度。
所述变径式夹具包括固定盘，所述固定盘中心开设光纤孔，所述固定盘上径向开设多个卡槽，多个所述卡槽沿光纤孔环向均匀间隔设置，所述卡槽内分别活动设有卡爪，所述卡爪内端为夹紧面，多个所述卡爪的夹紧面围设成用于夹紧光纤的夹紧孔，所述卡爪能够沿着对应的卡槽移动，使得多个卡爪的夹紧面能够相对靠近或远离，进而调节夹紧孔的孔径。
所述卡爪的夹紧面上设有弹性件。
还包括横卧的齿轮罩和手轮，所述齿轮罩内设有相互啮合的大齿轮和小齿轮，所述手轮的转轴穿设齿轮罩，所述小齿轮固定于手轮转轴上；所述大齿轮外侧设有固定盘，所述固定盘与大齿轮固定连接，手动转动所述手轮，带动小齿轮、大齿轮转动，带动固定盘同步转动。
所述手轮上设有角度刻度线，便于控制手轮转动角度。
所述第一燕尾槽上设有两固定片，一所述固定片作用于第一夹具单元，使得第一夹具单元与底座固定连接；另一所述固定片作用于第二夹具单元，使得第二夹具单元与底座固定连接。
所述第二燕尾槽设有两限位片，两所述限位片设于导向柱两侧，对所述导向柱的移动范围进行限制。
所述刀片通过压片与支臂固定连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，两不同高度的夹具单元夹紧光纤，使得待切削光纤倾斜放置，一方面能够使刀片的走刀路径更便于切削光纤涂覆层，还可以减小切削时施加给光纤的张力，保证在切削过程中不断纤，保证了光纤切削端面的完整性和一致性。通过变径式夹具能够根据光纤直径来调节夹紧孔孔径，适用于不同直径的光纤，避免了频繁更换夹具，降低了成本。底座上的刻度和导向柱两侧的限位片双重调节切削光纤的长度，提高了切削行程的精确性，并可以保证在切削过程中不会切的过长而损坏光纤。通过一方面通过一电机控制刀片左右移动，另一方面通过另一电机控制光纤小角度旋转来实现光纤不同切削面的切削，使切削过程更便捷，也减少了人工操作的失误，降低了对操作人员的要求。
附图说明
图1为本发明实施例一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除装置的示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的侧视图；
图4为变径式夹具的张开状态示意图；
图5为变径式夹具的锁紧状态示意图；
图6为图5的侧视图；
图7为切削工作示意图；
图8为切削面示意图；
图中1底座、2第一支架、3第二支架、4变径式夹具、4.1固定盘、4.2卡槽、4.3卡爪、4.4小齿轮、4.5齿轮罩、4.6手轮、4.7大齿轮、4.8中间件、5导向柱、6套筒、7锁紧螺母、8光纤、9支臂、10刀片、11固定片、12限位片、13第一燕尾槽、14第二燕尾槽。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1、2、3所示，本实施例中的一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除装置，包括底座1，底座1上开设两平行设置的燕尾槽：第一燕尾槽13和第二燕尾槽14。底座1上设有第一夹具单元和第二夹具单元，第一夹具单元和第二夹具单元设于第一燕尾槽13内，第一夹具单元与第二夹具单元能够沿着第一燕尾槽13左右移动，实现两者之间间距能够调节。位于第一燕尾槽的底座上设有刻度线，刻度线沿第一燕尾槽的长度方向设置，便于观察第一夹具单元与第二夹具单元之间间距值。第一夹具单元夹设光纤8一头，第二夹具单元夹设光纤8另一头，第一夹具单元高于第二夹具单元，使得光纤8呈倾斜状态。通过调节第一夹具单元与第二夹具单元之间的间距满足光纤8需要的切削长度。第一夹具单元和第二夹具单元外侧分别设有固定片11，使得第一夹具单元和第二夹具单元与底座1固定连接，防止调好后的第一夹具单元和第二夹具单元之间的间距发生改变。第二燕尾槽14内设有可调式刀片，可调式刀片能够沿着第二燕尾槽14左右移动，可调式刀片设于光纤8侧面且对向光纤8，对光纤8涂覆层进行切削。第二燕尾槽14内设有两限位片12，两限位片12设于可调式刀片两侧，用于限定可调式刀片的行程。
可调式刀片包括导向柱5，导向柱5底部设有滑块，滑块设于第二燕尾槽14内，滑块内水平穿设螺杆且两者螺纹连接，电机控制螺杆转动，带动滑块沿着螺杆移动，进而带动导向柱5沿着第二燕尾槽14左右移动。导向柱5上套设套筒6，套筒6能够沿着导向柱5上下移动，套筒6上穿设锁紧螺母7，旋紧锁紧螺母7时，套筒6固定于导向柱5；旋松锁紧螺母7时，套筒6与导向柱5无连接关系。套筒6上设置水平式支臂9，支臂9上设有刀片10，刀片10通过压片与支臂9固定连接，便于刀片10的更换。通过套筒6的上下移动，调节刀片10的竖向位置；通过电机控制导向柱5沿着第二燕尾槽14的有效行程往复移动，刀片10从光纤8一端切削至光纤另一端，完成一个切削过程。
上述第一夹具单元包括第一支架2，第二夹具单元包括第二支架3，第一支架2高度高于第二支架3，第一支架2和第二支架3上分别设有变径式夹具4。如图4、5、6所示，变径式夹具4包括固定盘4.1，固定盘4.1中心开设光纤孔，固定盘4.1径向开设3个卡槽4.2，3个卡槽4.2沿光纤孔环向均匀间隔设置，卡槽4.2内分别活动设有卡爪4.3，卡爪4.3内端为夹紧面，3个卡爪4.3的夹紧面围设成用于夹紧光纤8的夹紧孔，夹紧面上分别涂覆一层聚氨酯弹性涂料，使其具有一定的摩擦力又具有一定的弹性，这样既不会损伤未切削光纤涂覆层，又可以在切削过程中给予一定的张力。通过手动推动卡爪4.3，使得卡爪4.3能够沿着对应的卡槽4.2前进后退，实现3个卡爪4.3的夹紧面能够相对靠近或远离，进而调节夹紧孔的孔径，满足夹紧不同直径的光纤，避免了频繁更换夹具，节约了成本。卡槽4.2和卡爪4.3上分别沿长度方向开设多个锁紧螺纹孔。当夹紧面分别贴于光纤时，螺钉穿设于锁紧螺纹孔内，使得卡爪与卡槽固定，防止卡爪在卡槽内移动，进而将光纤锁紧于夹紧孔内，实现光纤固定于变径式夹具内。
第一支架和第二支架上分别设置横卧的齿轮罩4.5，齿轮罩4.5内穿设手轮4.6，齿轮罩4.5内设有相互啮合的大齿轮4.7和小齿轮4.4，小齿轮4.4固定于手轮4.6转轴上，大齿轮4.7外侧设有固定盘4.1，固定盘4.1与大齿轮4.7之间通过中间件4.8固定连接。手动转动手轮4.6，带动小齿轮4.4、大齿轮4.7转动，带动固定盘4.1同步转动，实现固定盘4.1角度调节，即带动光纤8旋转一定角度。控制小齿轮4.4旋转的手轮4.6上标有刻度，使手轮4.6转动角度更精确，避免了光纤在旋转过程中由于左右夹具单元旋转角度不一致而产生扭曲，使得整个切削过程更便捷，减少了人工操作的失误。
一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，包括如下步骤：
步骤一：根据光纤切削长度，手动移动第一支架2和第二支架3，调节第一支架2和第二支架3之间的间距，并用固定片11将第一支架2和第二支架3分别与底座1固定。
步骤二：根据光纤8的直径，调节两变径式夹具夹紧孔的孔径，使得光纤8两头分别固定于对应的变径式夹具内，且光纤8呈倾斜状态。
步骤三：旋松锁紧螺母7，套筒6沿着导向柱5移动，带动刀片10远离光纤8，将刀片10调节到不触碰光纤8的位置；控制导向柱5左右移动，使得导向柱5移动至切削起始位置；调节套筒6竖向位置，刀片10下调至触碰光纤涂覆层，旋紧锁紧螺母7，使得套筒6与导向柱5固定连接，使得刀片10到达初始切削位置。刀片10下调触碰光纤涂覆层时，套筒6需要缓慢移动，防止移动过快而使刀片10损坏光纤8。
步骤四：根据切削要求，移动两限位片12至指定位置，限定导向柱5的移动范围。
步骤五：如图7所示，打开控制导向柱5左右移动的电机，使得导向柱5沿着第二燕尾槽14左右移动，使得刀片10从光纤8一端切削至光纤8另一端，完成一个切削过程后导向柱复位，电机自动关掉。
步骤六：手动转动手轮4.6，带动小齿轮4.4、大齿轮4.7转动，带动固定盘4.1同步转动，实现固定盘4.1角度旋转一定角度，从而带动光纤8旋转一定的角度，这一动作完成之后，停止转动手轮4.6，重复步骤五，以此循环往复，进而完成光纤涂覆层的切削。如图8所示，切削的光纤涂覆层类似铅笔的切削端面，有一定的台阶，相比齐整的光纤端面不仅能够减少热量的集中，便于热量发散出去，而且能够更好的评价及测试光纤的高功率的激光性能。
本申请两不同高度的夹具单元夹紧光纤，使得待切削光纤倾斜放置，一方面能够使刀片的走刀路径更便于切削光纤涂覆层，还可以减小切削时施加给光纤的张力，保证在切削过程中不断纤，保证了光纤切削端面的完整性和一致性。通过变径式夹具能够根据光纤直径来调节夹紧孔孔径，适用于不同直径的光纤，避免了频繁更换夹具，降低了成本。底座上的刻度和导向柱两侧的限位片双重调节切削光纤的长度，提高了切削行程的精确性，并可以保证在切削过程中不会切的过长而损坏光纤。通过一方面通过一电机控制刀片左右移动，另一方面通过另一电机控制光纤小角度旋转来实现光纤不同切削面的切削，使切削过程更便捷，也减少了人工操作的失误，降低了对操作人员的要求。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，其特征在于：所述光纤涂覆层剥除方法配合光纤涂覆层剥除装置完成；
所述光纤涂覆层剥除装置包括底座(1)，所述底座(1)上滑动设有用于夹设光纤(8)的第一夹具单元和第二夹具单元；所述底座(1)上还滑动设有可调式刀片，所述可调式刀片设于光纤(8)侧面，对光纤涂覆层进行切削；
所述可调式刀片包括导向柱(5)，所述导向柱(5)上套设套筒(6)，所述套筒(6)上设有水平式支臂(9)，所述支臂(9)上设有刀片(10)，所述套筒(6)上穿设锁紧螺母(7)，旋松所述锁紧螺母(7)时，所述套筒(6)能够相对导向柱(5)上下移动，带动支臂(9)同步移动，调节刀片(10)上下位置；旋紧所述锁紧螺母(7)时，所述套筒(6)与导向柱(5)固定连接；
所述剥除方法包括如下步骤：
步骤一：根据光纤(8 )切削长度，调节第一夹具单元和第二夹具单元之间的间距，并将第一夹具单元、第二夹具单元与底座(1)固定；
步骤二：将光纤(8)两头分别固定于第一夹具单元和第二夹具单元内，使得所述光纤(8)呈倾斜状态；
步骤三：旋松锁紧螺母(7)，套筒(6)沿着导向柱(5)移动，带动刀片(10)远离光纤(8)；将导向柱(5)移动至初始切削位置，调节套筒(6)相对导向柱(5)竖向位置，使得刀片(10)对准光纤涂覆层，并将锁紧螺母(7)旋紧，完成刀片(10)初始切削位置的调节；
步骤四：控制导向柱(5)左右移动，使得刀片(10)从光纤一端切削至光纤另一端，当刀片完成一个切削过程后，导向柱复位，且导向柱停止移动；
步骤五：控制第一夹具单元和第二夹具单元同步转动一定角度，带动光纤旋转一定的角度，这一动作完成之后，第一夹具单元和第二夹具单元停止转动，重复步骤四，以此循环往复；进而完成光纤涂覆层的切削。
2.根据权利要求1所述的一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，其特征在于：所述底座(1)上开设平行设置的第一燕尾槽(13)和第二燕尾槽(14)，所述第一夹具单元和第二夹具单元设于第一燕尾槽(13)内，所述可调式刀片设于第二燕尾槽(14)内，位于所述第一燕尾槽(13)的底座(1)上设有刻度线，所述刻度线沿第一燕尾槽(13)的长度方向设置。
3.根据权利要求1所述的一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，其特征在于：所述第一夹具单元包括第一支架(2)，所述第二夹具单元包括第二支架(3)，所述第一支架(2)和第二支架(3)上分别设有变径式夹具(4)，所述第一支架(2)的高度高于第二支架(3)的高度。
4.根据权利要求3所述的一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，其特征在于：所述变径式夹具(4)包括固定盘(4.1)，所述固定盘(4.1)中心开设光纤孔，所述固定盘(4.1)上径向开设多个卡槽(4.2)，多个所述卡槽(4.2)沿光纤孔环向均匀间隔设置，所述卡槽(4.2)内分别活动设有卡爪(4.3)，所述卡爪(4.3)内端为夹紧面，多个所述卡爪(4.3)的夹紧面围设成用于夹紧光纤(8)的夹紧孔，所述卡爪(4.3)能够沿着对应的卡槽(4.2)移动，使得多个卡爪(4.3)的夹紧面能够相对靠近或远离，进而调节夹紧孔的孔径。
5.根据权利要求4所述的一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，其特征在于：所述卡爪(4.3)的夹紧面上设有弹性件。
6.根据权利要求4所述的一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，其特征在于：还包括横卧的齿轮罩(4.5)和手轮(4.6)，所述齿轮罩(4.5)内设有相互啮合的大齿轮(4.7)和小齿轮(4.4)，所述手轮(4.6)的转轴穿设齿轮罩(4.5)，所述小齿轮(4.4)固定于手轮(4.6)转轴上；所述大齿轮(4.7)外侧设有固定盘(4.1)，所述固定盘(4.1)与大齿轮(4.7)固定连接，手动转动所述手轮(4.6)，带动小齿轮(4.4)、大齿轮(4.7)转动，带动固定盘(4.1)同步转动。
7.根据权利要求6所述的一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，其特征在于：所述手轮(4.6)上设有角度刻度线，便于控制手轮(4.6)转动角度。
8.根据权利要求2所述的一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，其特征在于：所述第一燕尾槽(13)上设有两固定片(11)，一所述固定片(11)作用于第一夹具单元，使得第一夹具单元与底座(1)固定连接；另一所述固定片(11)作用于第二夹具单元，使得第二夹具单元与底座(1)固定连接。
9.根据权利要求2所述的一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，其特征在于：所述第二燕尾槽(14)设有两限位片(12)，两所述限位片(12)设于导向柱(5)两侧，对所述导向柱(5)的移动范围进行限制。
10.根据权利要求1所述的一种高功率激光测试用光纤涂覆层剥除方法，其特征在于：所述刀片(10)通过压片与支臂(9)固定连接。
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