CN114397728B - 一种光纤光栅透镜生产工艺及生产系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光栅透镜生产技术领域，尤其涉及一种光纤光栅透镜生产工艺及生产系统，所述光纤光栅透镜生产工艺先通过接入光纤尾纤的宽度光源以及光谱仪测量光栅的中心波长；再通过在光栅一侧切割出0度平面，使其形成谐振腔，并通过光谱仪测量谐振腔的长度，即可通过0度平面确定光栅的实际位置，继而可保证光栅与透镜之间加工距离，从而提高光纤光栅透镜产品性能的一致性。
Description
技术领域
本发明涉及光栅透镜生产技术领域，尤其涉及一种光纤光栅透镜生产工艺及生产系统。
背景技术
内置FBG(光纤布拉格光栅)的pump源激光器件，其光纤的加工过程为，先在光纤上刻画光栅，然后再研磨加工出光纤透镜。由于光栅刻写位置难于精确控制，会导致每根光纤的光栅的实际位置存在差异，且光栅在光纤上不可见；因此传统方案在进行光纤透镜的研磨加工时一般会预留较大空间，以防止研磨时损伤到光栅。
例如，在图纸上光栅的生产位置(距离光纤包层的位置)为7mm，光栅与透镜的距离为2mm；由于加工误差的存在，生产出来的光栅的实际位置可能在5mm到9mm之间；为了防止研磨加工透镜时会损坏光栅，会将透镜的位置设置在11mm。
当透镜的位置设置在11mm时，可以保证研磨加工透镜时不会损坏光栅；但由于光栅加工误差的存在，会导致生产出来的产品中光栅与透镜之间的距离无法确定。而光栅和透镜之间距离的不同，会导致光纤光栅透镜的光功率和光谱稳定性差具有较大的差异，产品性能的一致性较低。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，本实施例提供一种光纤光栅透镜生产工艺及生产系统，以解决现有的光纤光栅透镜生产过程中光栅的实际位置无法确定，导致光栅和透镜之间距离的不同，继而导致的产品性能一致性低的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种光纤光栅透镜生产工艺，包括步骤：
在光纤的尾纤中接入宽度光源以及光谱仪，并测量光纤中光栅的中心波长；
在光纤位于光栅的一侧切割出0度平面，使光栅和0度平面之间的光纤段形成谐振腔；通过光谱仪测量谐振腔内的驻波，并获取驻波周期；
通过光栅的中心波长和驻波周期计算谐振腔的长度，根据谐振腔的长度和0度平面确定光栅的实际位置。
本发明的更进一步优选方案是：所述确定光栅的实际位置步骤后还包括：
获取透镜与光栅的距离，加工透镜；
断开光纤的尾纤与宽度光源、光谱仪的连接。
本发明的更进一步优选方案是：所述加工透镜的步骤包括：
根据透镜与光栅的距离确定预留研磨量；
根据预留研磨量和谐振腔的长度确定切割长度；
以0度平面为起点，根据切割长度对光纤进行切割，然后研磨加工透镜。
本发明的更进一步优选方案是：所述切割出0度平面的步骤包括：
获取光栅的生产位置，在与生产位置间隔D的位置切割出0度平面；
所述D≥6mm。
本发明的更进一步优选方案是：所述D＝6mm。
本发明的更进一步优选方案是：所述获取驻波周期的步骤包括：
根据测量的驻波数据生成驻波图，通过驻波图获取驻波周期。
本发明的更进一步优选方案是：所述谐振腔的长度的计算公式为：
L＝lamda2/(2.n.FSR)；
其中，L为谐振腔长度，lamda为光栅的中心波长；n为光纤折射率；FSR为驻波周期。
本发明的更进一步优选方案是：所述宽度光源采用980+/-25nm的光源
本发明的更进一步优选方案是：所述在光纤的尾纤中接入宽度光源以及光谱仪的步骤中，采用熔接机将宽度光源以及光谱仪与光纤的尾纤熔接。
本发明实施例还提供一种光纤光栅透镜生产系统，采用上述光纤光栅透镜生产工艺生产光纤光栅透镜，包括：
宽度光源，用于提供测量所需的光源；
光谱仪，用于测量光栅的中心波长，以及测量谐振腔内的驻波；
切割设备，用于切割光纤；
打磨设备，用于打磨透镜；
熔接机，用于将宽度光源和光谱仪熔接到光纤的尾纤上。
本发明的有益效果在于，先通过接入光纤尾纤的宽度光源以及光谱仪测量光栅的中心波长；然后在光栅一侧切割出0度平面，使其形成谐振腔，通过光谱仪测量谐振腔的长度；即可通过0度平面确定光栅的实际位置，继而可保证光栅与透镜之间加工距离，从而提高光栅透镜产品性能的一致性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明的光纤光栅透镜生产工艺的流程图；
图2是本发明的加工透镜步骤的流程图；
图3是本发明的光纤接入宽度光源以及光谱的示意图；
图4是本发明的切割0度平面的示意图一；
图5是本发明的切割0度平面的示意图二；
图6是本发明的切割预留研磨量的示意图；
图7是本发明的驻波图；
图8是本发明的光纤光栅透镜生产工艺的组成图。
具体实施方式
本发明提供一种光纤光栅透镜生产工艺及生产系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明较佳实施例的光纤光栅透镜生产工艺，一并参见图1至图7，其包括步骤：
S100：在光纤的尾纤中接入宽度光源以及光谱仪，并测量光纤中光栅的中心波长；
S200：在光纤位于光栅的一侧切割出0度平面，使光栅和0度平面之间的光纤段形成谐振腔；通过光谱仪测量谐振腔内的驻波，并获取驻波周期；
S300：通过光栅的中心波长和驻波周期计算谐振腔的长度，根据谐振腔的长度和0度平面确定光栅的实际位置。
其中，先将宽度光源以及光谱仪接入光纤尾纤中；当光纤通光后，通过光谱仪可测量光栅的中心波长。具体请参照图3，其中A1为光栅，A2为熔接点，B为隔离器，所述宽度光源100、光谱仪200通过熔接点A2进入光纤的尾纤中。
然后在光栅的一侧加工出0度平面，使0度平面与光栅之间的光纤段形成谐振腔，并通过光谱仪测量谐振腔内的驻波，获取驻波周期；最后通过中心波长和驻波周期可计算出谐振腔的长度，即可通过0度平面和谐振腔的长度确定光栅的位置。具体请参照图4、图5，其中，所述0度平面位于光栅A1远离熔接点A2的一侧；所述L为谐振腔的长度，A4为光纤裸纤，A5为光纤包层。
本实施例中，所述0度平面与光栅的距离等于谐振腔的长度，以0度平面为基准，即可确定光栅的位置。其中，确定光栅的位置后，用户可根据实际生产需求确定透镜的加工位置，使生产出来的光纤光栅透镜产品中光栅和透镜之间距离的差异较小，提高产品性能的一致性。
进一步的，请参照图1，所述确定光栅的实际位置步骤后还包括：
S400：获取透镜与光栅的距离，加工透镜；
S500：断开光纤的尾纤与宽度光源、光谱仪的连接。
其中，所述透镜与光栅的距离是根据实际的生产需求确定的；具体的，可根据光栅透镜的功率和光谱稳定性实际要求，确定透镜与光栅的距离。当确定透镜与光栅的距离后，可根据该距离加工出透镜，即得到所需性能的产品。当完成加工后，断开与宽度光源、光谱仪的连接，即可实现产品的正常使用。
进一步的，请参照图1、图2，所述加工透镜的步骤包括：
S401：根据透镜与光栅的距离确定预留研磨量；
S402：根据预留研磨量和谐振腔的长度确定切割长度；
S403：以0度平面为起点，根据切割长度对光纤进行切割，然后研磨加工透镜。
其中，所述0度平面到光栅的距离是大于预留研磨量的。相对于直接进行透镜的研磨加工，本光纤光栅透镜生产工艺通过先确定切割长度，对光纤进行切割，再进行透镜的研磨加工，可以有效的缩短加工时间，提高生产效率，从而降低生产成本。具体请参照图5、图6，所述a为预留研磨量，C为切割长度，所述预留研磨量a与切割长度C的和等于谐振腔的长度L。
其中，所述预留研磨量大于等于透镜与光栅的距离。具体的，以透镜与光栅的距离为基数，根据研磨加工的精度确定预留研磨量的大小，当研磨加工精度较高时，可直接获取透镜与光栅的距离作为预留研磨量；当研磨加工精度较低时，可适当的增大预留研磨量，方便进行透镜的二次研磨加工。
更进一步的，所述在根据预留研磨量和谐振腔的长度确定切割长度步骤后还包括：对切割长度进行判断，当切割长度在0-0.5mm范围内时，直接进行透镜的研磨加工；当切割长度大于0.5mm时，跳到步骤S403。
其中，通过增加一个切割长度判断的步骤，可对加工方式更进一步的改善。当切割长度在0-0.5mm范围内时，由于间距较小，可直接进行透镜的研磨加工，无需更换设备进行切割，有效的提高生产效率。而当切割长度大于一定数值范围时，由于研磨的速度较慢，可先切割后研磨，从而保证生产的效率。
进一步的，所述切割出0度平面的步骤包括：
获取光栅的生产位置，在与生产位置间隔D的位置切割出0度平面；所述D≥6mm。
其中，所述生产位置是指在生产图纸上光栅的位置，具体指光栅距离光纤包层的位置。
其中，所述谐振腔的长度是影响驻波测量的重要因素之一，当谐振腔长度过短时会导致驻波周期的测量准确性降低，从而影响光栅位置的确定，继而影响产品的性能。所述谐振腔长度的越长，适用性越高。
优选的，所述D＝6mm。当D等于6mm时已经可以满足大部分的器件的测量要求，同时谐振腔的长度也不会太长，防止谐振腔过长影响测试的正常进行。
进一步的，请参照图7，所述获取驻波周期的步骤包括：
根据测量的驻波数据生成驻波图，通过驻波图获取驻波周期。
本实施例通过光谱仪测量谐振腔内的驻波，并生成驻波图，即可通过驻波图获取驻波周期，方便快捷；同时可更加的直观的看出的驻波测量是否准确，保证驻波周期获取的准确性。
进一步的，所述谐振腔的长度的计算公式为：
L＝lamda2/(2.n.FSR)；
其中，L为谐振腔长度，lamda为光栅的中心波长；n为光纤折射率；FSR为驻波周期。
通过测量获取的光栅的中心波长、驻波周期，以及获取的光纤折射率，即可计算出谐振腔的长度，实现光栅的定位。
进一步的，所述宽度光源采用980+/-25nm的光源。
通过采用980+/-25nm的宽度光源，可保证驻波的正常形成，保证驻波测量的正常进行。优选的，所述宽度光源采用980nm的光源。
进一步的，所述在光纤的尾纤中接入宽度光源以及光谱仪的步骤中，采用熔接机将宽度光源以及光谱仪与光纤的尾纤熔接。
本实施例采用熔接机将宽度光源以及光谱仪接入光纤的尾纤，具有操作便捷，且熔接效率高等优点。此外，在后续的断开连接的步骤中，只需将两者之间的熔接点掰开即可，操作简单，有效的提高生产效率。
请参照图8，本发明较佳实施例的光纤光栅透镜生产系统，采用上述光纤光栅透镜生产工艺生产光纤光栅透镜，包括：
宽度光源100，用于提供测量所需的光源；
光谱仪200，用于测量光栅的中心波长，以及测量谐振腔内的驻波；
切割设备300，用于切割光纤；
打磨设备400，用于打磨透镜；
熔接机500，用于将宽度光源和光谱仪熔接到光纤的尾纤上。
本实施例的光纤光栅透镜生产系统用于实施上述光纤光栅透镜生产工艺，其中，通过熔接机500可将宽度光源100、光谱仪200熔接入光纤的尾纤中，测量光栅的中心波长；然后通过切割设备300在光纤靠近光栅的一侧切割出0度平面，使0度平面与光栅之间的光纤段形成谐振腔；再通过光谱仪200测量谐振腔内的驻波，生成驻波图；当计算出谐振腔的长度后，先确定透镜与光栅的距离，再依次通过切割设备300、打磨设备400对光纤进行加工，加工出透镜，即可实现光纤光栅透镜产品的生产。
应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种光纤光栅透镜生产工艺，其特征在于，包括步骤：
在光纤的尾纤中接入宽度光源以及光谱仪，并测量光纤中光栅的中心波长；
在光纤位于光栅的一侧切割出0度平面，使光栅和0度平面之间的光纤段形成谐振腔；通过光谱仪测量谐振腔内的驻波，并获取驻波周期；
通过光栅的中心波长和驻波周期计算谐振腔的长度，根据谐振腔的长度和0度平面确定光栅的实际位置。
2.根据权利要求1所述的光纤光栅透镜生产工艺，其特征在于，所述确定光栅的实际位置步骤后还包括：
获取透镜与光栅的距离，加工透镜；
断开光纤的尾纤与宽度光源、光谱仪的连接。
3.根据权利要求2所述的光纤光栅透镜生产工艺，其特征在于，所述加工透镜的步骤包括：
根据透镜与光栅的距离确定预留研磨量；
根据预留研磨量和谐振腔的长度确定切割长度；
以0度平面为起点，根据切割长度对光纤进行切割，然后研磨加工透镜。
4.根据权利要求1-3任一所述的光纤光栅透镜生产工艺，其特征在于，所述切割出0度平面的步骤包括：
获取光栅的生产位置，在与生产位置间隔D的位置切割出0度平面；
所述D≥6mm。
5.根据权利要求4所述的光纤光栅透镜生产工艺，其特征在于，所述D＝6mm。
6.根据权利要求1-3任一所述的光纤光栅透镜生产工艺，其特征在于，所述获取驻波周期的步骤包括：
根据测量的驻波数据生成驻波图，通过驻波图获取驻波周期。
7.根据权利要求6所述的光纤光栅透镜生产工艺，其特征在于，所述谐振腔的长度的计算公式为：
L＝lamda2/(2nFSR)；
其中，L为谐振腔长度，lamda为光栅的中心波长；n为光纤折射率；FSR为驻波周期。
8.根据权利要求1-3任一所述的光纤光栅透镜生产工艺，其特征在于，所述宽度光源采用980+/-25nm的光源。
9.根据权利要求1-3任一所述的光纤光栅透镜生产工艺，其特征在于，所述在光纤的尾纤中接入宽度光源以及光谱仪的步骤中，采用熔接机将宽度光源以及光谱仪与光纤的尾纤熔接。
10.一种光纤光栅透镜生产系统，采用如权利要求1-9任一所述光纤光栅透镜生产工艺生产光纤光栅透镜，其特征在于，包括：
宽度光源，用于提供测量所需的光源；
光谱仪，用于测量光栅的中心波长，以及测量谐振腔内的驻波；
切割设备，用于切割光纤；
打磨设备，用于打磨透镜；
熔接机，用于将宽度光源和光谱仪熔接到光纤的尾纤上。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: 518000 No. 35, Cuijing Road, Pingshan New District, Shenzhen, Guangdong Applicant after: Ona Technology (Shenzhen) Group Co.,Ltd. Address before: 518000 No. 35, Cuijing Road, Pingshan New District, Shenzhen, Guangdong Applicant before: O-NET COMMUNICATIONS (SHENZHEN) Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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