CN112720081A - 一种荧光光纤端面抛光方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种荧光光纤端面抛光方法，解决解决现有采用手动抛光光纤端面存在适用局限性、端面质量较差、效率较低，或采用机械抛光存在合格率较低、石蜡清理难度较大的问题。该抛光方法包括步骤1)将多根荧光光纤顶端对齐形成光纤束，并夹进夹持工装中，将紫光胶涂抹于夹持工装两端的内倒角中，再用紫光机照射紫光胶5s～10s；其中，夹持工装为圆柱体，其上开设有供荧光光纤穿过的中心孔，中心孔的两端均设有内倒角；2)将夹持工装夹持进研磨机的研磨盘中，使用研磨精度为0.5μm～30μm的研磨垫对光纤束顶端端面进行研磨抛光处理；3)将夹持工装置于120℃～400℃温度下处理8min～15min；将夹持工装和光纤束分离，并使用解胶剂或丙酮擦拭荧光光纤表面残留的紫光胶。

Description

一种荧光光纤端面抛光方法

技术领域

本发明涉及荧光光纤抛光技术，具体涉及一种荧光光纤端面抛光方法。

背景技术

荧光光纤测温是基于稀土荧光物质的材料特性实现的。当某些特种稀土敏感材料在受光激励后，发射出可见的线性光谱，即荧光。荧光的某一参数受温度的调制，且他们的关系呈现出单调性，则可利用这种关系进行测温。这种测量方法需要用光纤作为介质传输光学信号和承载稀土荧光物质的载体，因此光纤端面和稀土荧光物质的结合面需要较好的表面抛光质量。

目前，现有光纤端面抛光方式包括手动抛光和机械抛光(石蜡固化)。

第一种，手动抛光，在不同型号研磨片上加研磨液纯手工作业，因手指所能拿捏的光纤直径不能太细，该方式仅适用于直径φ0.4mm以上的光纤，0.3mm、0.2mm、0.625mm等光纤无法使用手动完成抛光，因此，该手动抛光存在局限性。另外，人为控制性精度不高，导致端面有倾斜、崩边、划痕等异常，使得手动抛光的端面质量较差，而且手动抛光每次只能完成1根光纤，生产效率较低。

第二种，机械抛光，该方式使用的粘接剂是工业石蜡，利用石蜡的熔点粘接光纤与研磨夹具工装，在研磨过程中，石蜡碎屑易掉落在研磨盘中，在研磨盘的公转和自转过程中，石蜡碎屑会划伤光纤端面，导致加工产品的合格率较低。另外，利用石蜡抛光完成后，石蜡附着于光纤表面形成薄膜状，其清理难度较大。

发明内容

为了解决现有采用手动抛光光纤端面存在适用局限性、端面质量较差、效率较低，或者采用机械抛光存在合格率较低、石蜡清理难度较大的技术问题，本发明提供了一种荧光光纤端面抛光方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种荧光光纤端面抛光方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)光纤粘接

1.1)将多根荧光光纤顶端对齐形成光纤束，并从夹持工装的尾端穿入夹进夹持工装中；

其中，夹持工装为圆柱体，其上开设有供荧光光纤穿过的中心孔，位于夹持工装尾端的中心孔端部设有内倒角；

1.2)将紫光胶涂抹于夹持工装尾端的内倒角中，以及涂抹于夹持工装顶端端面与光纤束之间；再用紫光机照射紫光胶5s～10s；

2)光纤研磨

将夹持工装夹持进研磨机的研磨盘中，使用研磨精度为30μm～0.5μm的研磨垫对光纤束顶端端面进行研磨抛光处理；

3)光纤清洁

3.1)研磨完成后，将夹持工装置于120℃～400℃温度下处理8min～15min，使紫光胶失效；

3.2)将夹持工装和光纤束分离，并使用解胶剂或丙酮擦拭荧光光纤表面残留的紫光胶，得到多根端面抛光后的荧光光纤。

进一步地，步骤1.2)中，紫光机照射紫光胶时间为8s～10s。

进一步地，步骤3.1)中，将夹持工装置于150℃的干体炉或固化炉上烘烤10min。

进一步地，步骤2)中，研磨垫的研磨精度为30μm或9μm或3μm或1μm或0.5μm，且在研磨抛光处理过程中，添加研磨液。

进一步地，所述夹持工装材质为陶瓷。

进一步地，所述荧光光纤为石英光纤。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明方法采用将多根荧光光纤加装在夹持工装中，并通过紫光胶将多根荧光光纤固定在夹持工装中，在研磨机中对多根荧光光纤进行端面研磨抛光处理，一次可以研磨抛光多根荧光光纤，生产效率高。本发明粘接剂为紫光胶，与常规粘接剂(工业石蜡)对比，工业石蜡需要230℃以上温度才可使石蜡溶解为液体，粘接后再常温冷却至固化，所需时间较长；而本发明紫光胶在紫外光条件下，固化仅需5-10S即可完全固化，因此本发明紫光胶作为粘接剂使用，相比工业石蜡，具有操作简单、固化需时间短的特点。

2、现有打磨后的荧光光纤在清洁阶段，石蜡需要长时间浸泡，使石蜡软化清洁，所需时间较长；本发明方法采用紫光胶，其邵氏硬度适中，作为粘接剂不易划伤荧光光纤涂覆层，且紫光胶用解胶剂或丙酮擦拭就可立即脱落，相比较石蜡，具有损伤小、更容易清洁、可操作性高的特点。

3、本发明方法采用紫光胶粘接力牢固，在粘接过程中可提供比工业石蜡更可靠的粘接力，在同一个夹持工装内粘接多根荧光光纤时，牢固的粘接力避免荧光光纤在孔内晃动，从而避免摩擦损伤荧光光纤涂覆表面。

4、本发明方法采用紫光胶作为粘接剂，最终成品合格率可达95％以上，相比较石蜡固化的50％合格率，有较大(约50％)的提升。

附图说明

图1是本发明荧光光纤端面抛光方法中光纤粘接示意图；

其中，附图标记如下：

1-夹持工装，2-中心孔，21-内倒角，3-荧光光纤，4-紫光胶，5-紫光机。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

本发明荧光光纤端面抛光方法，由光纤粘接、光纤研磨、光纤清洁三部分组成：

1)光纤粘接

1.1)根据荧光光纤3规格(φ0.4mm、0.3mm、0.2mm、0.1mm)，将荧光光纤3顶端对齐成光纤束，且荧光光纤3的顶端从夹持工装1的尾端穿出夹持夹持工装1的顶端，图1中下端为夹持工装1的尾端，上端为夹持工装1的顶端，并加进夹持工装1中，本实施例中荧光光纤3为石英光纤；

其中，夹持工装1为圆柱体，见图1所示，夹持工装1上开设有供荧光光纤3穿过的中心孔2，位于夹持工装1尾端的中心孔2端部设有内倒角21；

1.2)如图1所示，用少量紫光胶4涂抹于夹持工装1尾端的内倒角21中，以及在夹持工装1顶端端面与光纤束之间涂抹紫光胶4，然后用紫光机5产生的紫外光去照射紫光胶5-10s，即可使紫光胶4完全固化；

2)光纤研磨

将夹持工装1夹持进研磨机的研磨盘，用研磨垫对光纤束顶端端面进行研磨抛光处理，并在研磨过程中添加适量研磨液；

其中，研磨垫可根据荧光光纤3端面精度要求进行适当的选择，本实施例包含研磨精度为30μm、9μm、3μm、1μm、0.5μm的研磨垫；

3)光纤清洁

3.1)研磨完成后，将夹持工装1放置于150℃的干体炉或固化炉上烘烤10min，陶瓷管中紫光胶4受到高温会立即失效，从而使荧光光纤3与夹持工装1分离；在其它实施例中，夹持工装1通过置于120℃～400℃温度下，处理时间为8min～15min，具体温度和处理时间可根据实际需要进行合理设计，能实现紫光胶4失效即可；

3.2)将夹持工装1和光纤束分离，并对荧光光纤3用解胶剂擦拭，残胶与解胶剂反应彻底失去粘接力，清洁完成，得到多根端面抛光后的荧光光纤3。在其它实施例中，也可采用丙酮对荧光光纤3进行擦拭。

本实施例抛光方法选用紫光胶4作为粘接剂具有以下优点：

1、紫光胶4粘接力牢固，在粘接过程中可提供比现有工业石蜡更可靠的粘接力，在同一个夹持工装1内粘接多根荧光光纤3时，牢固的粘接力可避免荧光光纤3在夹持工装1中心孔2内晃动，从而摩擦损伤荧光光纤3涂覆表面；

2、紫光胶4固化过程仅需要5-10S，相比石蜡固化粘接，有较高的便捷性，且固化过程能提升工时10倍；

3、紫光胶4邵氏硬度适中，作为粘接剂不易划伤荧光光纤3涂覆层；

4、紫光胶4便于清洁，最终清洁阶段采用解胶剂即可迅速反应，与工业石蜡相比，有更好可清洁效果；

5、石蜡固化的成品合格率通常为50％，本实施例紫光胶4作为粘接剂，最终成品合格率可达95％以上，相比石蜡固化合格率，有较大的提升。

本实施例抛光方法具有以下特点：

1、粘接剂使用为紫光胶4，与常规工业石蜡对比，加工成品的合格率可提高约50％以上；

2、工业石蜡需要230℃以上温度才可使石蜡溶解为液体，粘接后再常温冷却至固化，其固化所需时间较长；本实施例紫光胶4在紫外光条件下，固化仅需5-10S即可完全固化，并提供可靠粘接力，紫光胶4作为粘接剂使用，有操作简单、操作花费工时短的特点。

3、清洁阶段：现有石蜡需要长时间浸泡，使石蜡软化清洁；本实施例紫光胶4用解胶剂擦拭就可立即脱落，相比较石蜡，紫光胶4材质软，擦拭划伤荧光光纤3风险低于石蜡，有较高的可操作性。

本实施例抛光方法除用于荧光测温以外，还可以应用于半导体测温、光通讯等行业。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。

Claims (6)

1.一种荧光光纤端面抛光方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)光纤粘接

1.1)将多根荧光光纤(3)顶端对齐形成光纤束，并从夹持工装(1)的尾端穿入夹进夹持工装(1)中；

其中，夹持工装(1)为圆柱体，其上开设有供荧光光纤(3)穿过的中心孔(2)，位于夹持工装(1)尾端的中心孔(2)端部设有内倒角(21)；

1.2)将紫光胶(4)涂抹于夹持工装(1)尾端的内倒角(21)中，以及涂抹于夹持工装(1)顶端端面与光纤束之间；再用紫光机(5)照射紫光胶(4)5s～10s；

2)光纤研磨

将夹持工装(1)夹持进研磨机的研磨盘中，使用研磨精度为30μm～0.5μm的研磨垫对光纤束顶端端面进行研磨抛光处理；

3)光纤清洁

3.1)研磨完成后，将夹持工装(1)置于120℃～400℃温度下处理8min～15min，使紫光胶(4)失效；

3.2)将夹持工装(1)和光纤束分离，并使用解胶剂或丙酮擦拭荧光光纤(3)表面残留的紫光胶(4)，得到多根端面抛光后的荧光光纤(3)。

2.根据权利要求1所述荧光光纤端面抛光方法，其特征在于：步骤1.2)中，紫光机(5)照射紫光胶(4)时间为8s～10s。

3.根据权利要求2所述荧光光纤端面抛光方法，其特征在于：步骤3.1)中，将夹持工装(1)置于150℃的干体炉或固化炉上烘烤10min。

4.根据权利要求3所述荧光光纤端面抛光方法，其特征在于：步骤2)中，研磨垫的研磨精度为30μm或9μm或3μm或1μm或0.5μm，且在研磨抛光处理过程中，添加研磨液。

5.根据权利要求1至4任一所述荧光光纤端面抛光方法，其特征在于：所述夹持工装(1)材质为陶瓷。

6.根据权利要求1所述荧光光纤端面抛光方法，其特征在于：所述荧光光纤(3)为石英光纤。

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