CN112661419A - 一种纤维光学元件的分离回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学元件分离回收技术领域，具体涉及一种纤维光学元件的分离回收方法，其具体步骤是先将待回收的光学元件悬挂在专用模具上，通过加热升温、元件分离工序，使光纤倒像器依靠自身重量自然无损脱落，然后经过恒温退火、阶梯降温后自然冷却。光纤倒像器冷却到常温后，再通过溶液浸泡、超声波清洗去除表面玻璃粉焊料，脱水后经抛光上下底面符合技术指标要求后回收。所采用的分离回收处理方法经过试验验证安全可靠、简单有效，不仅解决了光纤倒像器长期未回收处理的实际难题，而且减少了光纤倒像器报废丢弃对于环境的污染，同时降低了生产成本，成为产线上一个全新的经济增长点。

Description

一种纤维光学元件的分离回收方法

技术领域

本发明涉及光学元件分离回收技术领域，具体涉及一种纤维光学元件的分离回收方法。

背景技术

光纤倒像器可以将图像反转180°，使传输的像成为倒立的像。具有分辨率高，传输清晰，体积小，重量轻等特点。目前主要用来代替微光夜视仪中的中继透镜系统，也被广泛应用于需要倒像的装置中。

光纤倒像器是将光纤板毛坯热扭转180°而成。扭转后的光纤结构发生了不同程度的变化。从理论上讲，仅轴心处的光纤没有被扭转拉伸，其余光纤均被扭转拉伸成以不同螺旋角盘绕180°的双锥光纤。距轴心越远，螺旋升角越小；弯曲度越大，盘绕距离越长；拉伸程度越大，形成的锥度也越大。

目前因封接工艺或生产过程中存在质量问题的像增强器中光纤倒像器元件由于无法达到使用要求，因此需要对其进行报废处理，然而这种做法不但造成了材料的浪费，而且还存在较大的环境污染问题。

发明内容

本发明提供一种纤维光学元件的分离回收方法，主要针对目前因封接工艺或生产过程中存在质量问题的像增强器中光纤倒像器元件进行回收，大幅降低生产成本的同时，也有效减少了纤维光学元件报废造成的环境污染。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种纤维光学元件的分离回收方法，包括如下步骤：

步骤一、将待回收的光纤倒像器元件悬挂在专用模具上，并通过烘箱进行加热升温，直至所述光纤倒像器在重力作用下自行脱落完成元件分离；

步骤二、调整烘箱内部温度，对光纤倒像器进行冷却；

步骤三、对冷却后的所述光纤倒像器进行表面清理；

步骤四、清理后的所述光纤倒像进行抛光回收。

优选的，所述步骤一中，先通过烘箱进行匀速升温，升温速率控制在0.8至1.2℃/min，时长为8至10小时，再将温度控制在550-600℃之间进行分离阶段；所述分离阶段的时长控制在0.5至2小时之间。

优选的，所述步骤二中，先将烘箱温度保持在550至600℃区间，时长为2至6小时进行恒温退火；再控制烘箱降温，降温速率控制在0.2至2℃/min，时长控制在50小时以上完成阶梯降温。

优选的，所述步骤三中，先将光纤倒像器置入装有碱性溶液的器皿中进行浸泡，浸泡时间5-10天进行溶液浸泡，再将对所述光纤倒像器先经过手工清理，并放入超声波清洗机内加入去离子水进行超声波清洗，最后对光纤倒像器通过无水乙醇进行乙醇脱水。

优选的，所述步骤四中，对所述光纤倒像器的上下底面进行抛光，直至上下底面技术参数达到技术指标要求完成抛光回收。

优选的，所述一种纤维光学元件的分离回收方法，用于分离回收与光纤倒像器元件相同封接工艺的各种纤维光学元件。

优选的，一种像增强器用纤维光学元件的分离的专用模具包括：底部支架，所述底部支架呈水平设置，并且所述底部支架的顶部设有若干第一开孔；所述底部支架底部的四周设有支腿；顶部支架，所述顶部支架平行设置在所述底部支架上方，并且所述顶部支架贯穿设有若干一一与各个所述第一开孔对应的第二开孔，各个所述第二开孔直径大于所述第一开孔；支撑轴，所述支撑轴为多个设置，并垂直连接于所述底部支架与顶部支架之间。

优选的，所述支撑轴的顶端沿长度方向设有上轴头，所述支撑轴的底端沿长度方向设有下轴头；所述底部支架的顶部四周分别对应各个所述下轴头设有下定位孔，所述顶部支架的底部分别对应各个所述下定位孔设有上定位孔；所述支撑轴通过所述上轴头及所述下轴头分别与相对应的所述上定位孔及下定位孔配合。

优选的，所述上轴头及所述下轴头分别嵌套设有磁圈，所述底部支架与所述顶部支架对应所述磁圈分别设有铁圈。

优选的，所述支撑轴为多组不同长度设置，每组所述的支撑轴长度相同。

本发明有益效果为：主要针对目前因封接工艺或生产过程中存在质量问题的像增强器中光纤倒像器元件进行回收，大幅降低生产成本的同时，也有效减少了纤维光学元件报废造成的环境污染。本发明的纤维光学元件的分离回收方法，包括加热升温、元件分离、恒温退火、阶梯降温、溶液浸泡、超声波清洗、乙醇脱水、抛光回收等阶段，并且整个回收流程安全可靠，有效解决了光纤倒像器的回收难题，既减少了光纤倒像器报废丢弃对于环境的影响，同时节约了生产成本，成为生产过程中一个全新的经济增长点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明工艺流程图；

图2为待回收的光纤倒像器元件示意图；

图3为本发明专用工具示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

根据图1、图2、图3所示，一种纤维光学元件的分离回收方法，包括如下步骤：

步骤一、将待回收的光纤倒像器元件4悬挂在专用模具上，并通过烘箱进行加热升温，直至所述光纤倒像器3在重力作用下自行脱落完成元件分离；

步骤二、调整烘箱内部温度，对光纤倒像器3进行冷却；

步骤三、对冷却后的所述光纤倒像器3进行表面清理；

步骤四、清理后的所述光纤倒像进行抛光回收。

所述步骤一中，先通过烘箱进行匀速升温，升温速率控制在0.8至1.2℃/min，时长为8至10小时，其目的是防止在加热过程中升温过快导致光纤倒像器3在回收后封接过程中产生裂纹或者断裂；之后再将温度控制在550-600℃之间进行分离阶段，所述分离阶段的时长控制在0.5至2小时之间，该过程中玻璃粉受热软化，依靠光纤倒像器3的自重，让其与内法兰环2自然无损分离，分离后的光纤倒像器3脱落在支架上的圆筒中，圆筒内部放有高温纸防止其坠落时损坏，外法兰环1与内法兰环2留在专用模具上。

所述步骤二中，先将烘箱温度保持在550至600℃区间，时长为2至6小时进行恒温退火，从而防止玻璃粉长时间处于高温下硬化，导致后期难以清除；再控制烘箱降温，降温速率控制在0.2至2℃/min，时长控制在50小时以上完成阶梯降温，避免降温过快导致光纤倒像器3在回收后封接过程中产生裂纹或者断裂现象。

所述步骤三中，先将光纤倒像器3置入装有碱性溶液的器皿中进行浸泡，浸泡时间5-10天进行溶液浸泡，此时玻璃粉焊料缓慢溶解，另外碱性溶液可重复利用；之后再对所述光纤倒像器3进行手工清理，直至光纤倒像器3表面附着的玻璃粉焊料无残留后，放入超声波清洗机内加入去离子水进行超声波清洗，超声波清洗机的使用能够有效清除光学元件表面附着物，最后对光纤倒像器3通过无水乙醇进行乙醇脱水。

步骤四中，对所述光纤倒像器3的上下底面进行抛光，直至上下底面技术参数达到技术指标要求完成抛光回收。

其中待回收的光纤倒像器元件4带有可伐合金外法兰环1，光纤倒像器3是通过玻璃粉焊料在高温条件下焊接在可伐合金内法兰环2上的，本发明中的方法就是让光纤倒像器3与可伐合金内法兰环2进行无损分离，并通过后续处理进行回收。

实施例二：

根据图3所示，一种像增强器用纤维光学元件的分离的专用模具5包括：底部支架6，所述底部支架6呈水平设置，并且所述底部支架6的顶部设有若干第一开孔8；所述底部支架6底部的四周设有支腿；顶部支架7，所述顶部支架7平行设置在所述底部支架6上方，并且所述顶部支架7贯穿设有若干一一与各个所述第一开孔8对应的第二开孔9，各个所述第二开孔9直径大于所述第一开孔8；支撑轴10，所述支撑轴10为多个设置，并垂直连接于所述底部支架6与顶部支架7之间。

上述设置中，专用模具5为不锈钢材质，顶部支架7，底部支架6，中间靠支撑轴10连接支撑，专用模具5可拆卸为三个独立的部件，设计合理。第一开孔8及第二开孔9的直径以及支撑轴10的高度针对不同纤维光学元件的型号与规格设定，并且能自由组合搭配，从而达到灵活定制的目的。在使用过程中，待回收的光纤倒像器元件4依次经第二开孔9和第一开孔8从专用模具5顶部向下倒插，从而在加热分离后，待回收的光纤倒像器元件4的外法兰环1和内法兰环2留置在顶部支架7上，而光纤倒像器3则落入第一开孔8内，从而完成分离作业。在实际使用中，第一开孔8内可放置高温纸，从而避免光纤倒像器3在脱落过程中受损。

实施例三：

所述支撑轴10的顶端沿长度方向设有上轴头，所述支撑轴10的底端沿长度方向设有下轴头；所述底部支架6的顶部四周分别对应各个所述下轴头设有下定位孔，所述顶部支架7的底部分别对应各个所述下定位孔设有上定位孔；所述支撑轴10通过所述上轴头及所述下轴头分别与相对应的所述上定位孔及下定位孔配合。

上述设置中，上轴头及下轴头便于准用模具的安装稳定性。

实施例四：

所述上轴头及所述下轴头分别嵌套设有磁圈，所述底部支架6与所述顶部支架7对应所述磁圈分别设有铁圈。

上述设置中，通过磁圈及铁圈的配合来增大顶部支架7与底部支架6的稳定性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种纤维光学元件的分离回收方法，其特征在于,包括如下步骤：

步骤一、将待回收的光纤倒像器元件悬挂在专用模具上，并通过烘箱进行加热升温，直至所述光纤倒像器在重力作用下自行脱落完成元件分离；

步骤二、调整烘箱内部温度，对光纤倒像器进行冷却；

步骤三、对冷却后的所述光纤倒像器进行表面清理；

步骤四、清理后的所述光纤倒像进行抛光回收。

2.根据权利要求1所述的一种纤维光学元件的分离回收方法，其特征在于：所述步骤一中，先通过烘箱进行匀速升温，升温速率控制在0.8至1.2℃/min，时长为8至10小时，再将温度控制在550-600℃之间进行分离阶段；所述分离阶段的时长控制在0.5至2小时之间。

3.根据权利要求2所述的一种纤维光学元件的分离回收方法，其特征在于：所述步骤二中，先将烘箱温度保持在550至600℃区间，时长为2至6小时进行恒温退火；再控制烘箱降温，降温速率控制在0.2至2℃/min，时长控制在50小时以上完成阶梯降温。

4.根据权利要求3所述的一种纤维光学元件的分离回收方法，其特征在于：所述步骤三中，先将光纤倒像器置入装有碱性溶液的器皿中进行浸泡，浸泡时间5-10天进行溶液浸泡，再将对所述光纤倒像器先经过手工清理，并放入超声波清洗机内加入去离子水进行超声波清洗，最后对光纤倒像器通过无水乙醇进行乙醇脱水。

5.根据权利要求4所述的一种纤维光学元件的分离回收方法，其特征在于：所述步骤四中，对所述光纤倒像器的上下底面进行抛光，直至上下底面技术参数达到技术指标要求完成抛光回收。

6.根据权利要求1所述的一种纤维光学元件的分离回收方法，其特征在于：所述一种纤维光学元件的分离回收方法，用于分离回收与光纤倒像器元件相同封接工艺的各种纤维光学元件。

7.一种专用模具，用于权利要求1所述的一种纤维光学元件的分离回收方法，其特征在于，包括：底部支架，所述底部支架呈水平设置，并且所述底部支架的顶部设有第一开孔；所述底部支架底部的四周设有支腿；顶部支架，所述顶部支架平行设置在所述底部支架上方，并且所述顶部支架贯穿设有若干一一与各个所述第一开孔对应的第二开孔，各个所述第二开孔直径大于所述第一开孔；支撑轴，所述支撑轴为多个设置，并垂直连接于所述底部支架与顶部支架之间。

8.根据权利要求7所述的专用模具，其特征在于：所述支撑轴的顶端沿长度方向设有上轴头，所述支撑轴的底端沿长度方向设有下轴头；所述底部支架的顶部四周分别对应各个所述下轴头设有下定位孔，所述顶部支架的底部分别对应各个所述下定位孔设有上定位孔；所述支撑轴通过所述上轴头及所述下轴头分别与相对应的所述上定位孔及下定位孔配合。

9.根据权利要求8所述的专用模具，其特征在于：所述上轴头及所述下轴头分别嵌套设有磁圈，所述底部支架与所述顶部支架对应所述磁圈分别设有铁圈。

10.根据权利要求7所述的专用模具，其特征在于：所述支撑轴为多组不同长度设置，每组所述的支撑轴长度相同。

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