CN117310870A - 光纤、光纤夹具及光纤的制备方法 - Google Patents
光纤、光纤夹具及光纤的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及激光器技术领域,特别涉及一种光纤、光纤夹具及光纤的制备方法,所述光纤具有用于输入入射光的输入端,所述光纤包括包层及纤芯,所述包层包覆所述纤芯,所述包层的折射率小于所述纤芯的折射率,位于所述输入端处的所述包层设有增反膜,所述增反膜环绕所述纤芯设置,用于反射入射光,以阻挡所述入射光进入所述包层,位于所述输入端处的所述纤芯未设置有所述增反膜。入射光中射向包层的部分会被增反膜反射,从而减少入射光进入包层内,能够有效地减少包层光,进而减少光纤发热、光纤熔接点过热、合束器过热等问题,有利于提升光纤长期工作的可靠性。由于纤芯未设置有增反膜,入射光中射向纤芯的部分能够进入纤芯内,并在纤芯中传输。
Description
技术领域
本申请涉及激光器技术领域,特别涉及一种光纤、光纤夹具及光纤的制备方法。
背景技术
随着半导体激光器的功率不断增加,光纤中的包层光处理成为非常棘手的问题,包层光功率过高会导致光纤发热、光纤熔接点过热、合束器过热等问题,容易影响长期工作可靠性。
发明内容
鉴于以上内容,有必要提供一种能够减少包层光的光纤、光纤夹具及光纤的制备方法。
第一方面,本申请提供一种光纤,所述光纤具有用于输入入射光的输入端,所述光纤包括包层及纤芯,所述包层包覆所述纤芯,所述包层的折射率小于所述纤芯的折射率,位于所述输入端处的所述包层设有增反膜,所述增反膜环绕所述纤芯设置,用于反射入射光,以阻挡所述入射光进入所述包层,位于所述输入端处的所述纤芯未设置有所述增反膜。
上述的光纤中,入射光中射向包层的部分会被增反膜反射,从而减少入射光进入包层内,能够有效地减少包层光,进而减少光纤发热、光纤熔接点过热、合束器过热等问题,有利于提升光纤长期工作的可靠性。由于纤芯未设置有增反膜,入射光中射向纤芯的部分能够进入纤芯内,并在纤芯中传输。
在一种可能的实现方式中,所述包层包括同轴设置的反射部及保护段,朝靠近所述保护段方向,所述反射部的横截面积逐渐增大,所述增反膜设置于所述反射部的外表面。
在一种可能的实现方式中,所述反射部的形状为圆台形。
在一种可能的实现方式中,所述反射部的母线与所述光纤的轴线的夹角为10°-15°。
在一种可能的实现方式中,位于输入端处的所述纤芯设有增透膜,所述入射光经过所述增透膜进入所述纤芯。
在一种可能的实现方式中,所述包层形成有腐蚀段,腐蚀段包括第一段及第二段,所述第二段位于所述第一段远离所述输入端的一端,所述第一段的腐蚀深度小于所述第二段的腐蚀深度。
在一种可能的实现方式中,所述腐蚀段还包括第三段,所述第三段位于所述第二段远离所述输入端的一端。所述第三段的腐蚀深度小于所述第二段的腐蚀深度。
第二方面,本申请提供一种光纤夹具,用于制备光纤,光纤夹具包括底座、框体及调节件。所述底座沿预设方向设有第一定位槽及腐蚀槽。所述框体用于固定光纤,所述框体沿预设方向与所述底座滑动连接,带动所述光纤移动。所述调节件设有第二定位槽,所述第一定位槽与所述第二定位槽配合以支撑所述光纤,所述调节件至少部分位于所述腐蚀槽内,以使所述第一定位槽与所述第二定位槽之间的所述腐蚀槽部分形成腐蚀区域,所述腐蚀区域用于容纳腐蚀液,所述调节件用于阻挡所述腐蚀区域内的所述腐蚀液流出所述腐蚀区域,所述调节件沿预设方向与所述底座滑动连接,以调节所述腐蚀区域尺寸。
上述的光纤夹具中,将光纤与框体固定,沿预设方向调节框体与底座的相对位置,从而控制需要腐蚀的光纤的位置。控制调节件的位置,从而调节腐蚀区域的尺寸,进而能够灵活地选择需要腐蚀的光纤的位置。第一定位槽的底壁及第二定位槽的底壁支撑光纤,部分光纤位于腐蚀区域,朝腐蚀区域滴入腐蚀液,以使光纤位于腐蚀区域的部分被腐蚀液浸泡,从而腐蚀光纤。
第三方面,本申请提供一种光纤的制备方法,包括步骤:沿相对光纤轴线倾斜的方向切割光纤的一端,以使所述光纤的一端形成锥形端。在所述锥形端形成增反膜。
切割所述锥形端,以去除所述光纤的纤芯的增反膜。
上述的光纤的制备方法中,将纤芯的增反膜去除后,增反膜仅设置于包层的外表面,从而射向纤芯的入射光不会被阻挡,而射向包层的入射光会被增反膜反射。通过斜向切割光纤的一端,既能够让包层避让部分入射光,又能够在给包层镀上增反膜后,切割锥形端,以使增反膜仅设置在包层,且不设置在纤芯。可以有效地减少包层光。
在一种可能的实现方式中,所述光纤的制备方法还包括步骤:安装光纤,将光纤安装于光纤夹具,控制光纤夹具的框体及光纤夹具的调节件的位置,以使光纤需要腐蚀的位置位于腐蚀区域。第一次腐蚀,向腐蚀区域滴入腐蚀液,腐蚀液为浓度在18%-25%之间的氢氟酸水溶液,并静置2h-4h,以使光纤形成腐蚀段。第二次腐蚀,控制框体的位置,以调节光纤的位置,控制调节件的位置以调节腐蚀区域的尺寸,从而光纤的腐蚀段的中间处位于腐蚀区域内。
上述光纤、光纤夹具及光纤的制备方法中,光纤的输入端处形成有增反膜,增反膜能够反射入射光,以阻挡入射光进入包层中,以便于减少包层光。此外,在光纤设置腐蚀段,包层光经过腐蚀段时发生漫反射以去除包层光。腐蚀段包括第一段、第二段及第三段,第二段的腐蚀深度大于第一段及第三段,从而包层各处的散热更加均匀。设置光纤夹具,移动框体从而调节腐蚀光纤的位置,移动调节件从而调节腐蚀区域的尺寸。光纤腐蚀过程简单方便。
附图说明
图1是本申请一实施例中部分光纤的示意图。
图2是图1中用于展示腐蚀段的部分光纤的示意图。
图3是本申请一实施例中光纤夹具的立体结构图。
图4是图3中移动调节件位置后的光纤夹具的立体结构图。
图5是图3中移动框体位置后的光纤夹具的立体结构图。
图6是图3中光纤夹具的分解图。
图7是图3中部分光纤夹具的立体结构图。
图8是图3中调节件的立体结构图。
图9是光纤的制备方法中步骤切割光纤前的光纤示意图。
图10是光纤的制备方法中步骤切割光纤后的光纤示意图。
图11是光纤的制备方法中步骤在锥形端形成增反膜后的光纤示意图。
图12是光纤的制备方法中步骤切割锥形端后的光纤示意图。
图13是光纤的制备方法中步骤在纤芯的端面形成增透膜的光纤示意图。
图14是光纤的制备方法中步骤第一次腐蚀的光纤及光纤夹具的示意图。
图15是光纤的制备方法中步骤第二次腐蚀的光纤及光纤夹具的示意图。
主要元件符号说明:
10、光纤;101、输入端;102、锥形端;11、包层;111、反射部;112、保护段;12、纤芯;13、增反膜;14、增透膜;15、腐蚀段;151、第一段;152、第二段;153、第三段;
20、光纤夹具;21、底座;211、底板;2111、第一容纳槽;2112、第二容纳槽;212、凸台;2121、第一定位槽;2122、腐蚀槽;2123、倾斜面;22、框体;221、滑槽;222、第一卡槽;223、第一固定孔;224、握把;225、刻度;23、调节件;231、阻挡部;2311、第二定位槽;232、肩部;24、限位件;241、固定块;242、压条;2421、第二卡槽;2422、第二固定孔;
L、入射光;a、夹角;A1、第一热点;A2、第二热点;A3、第三热点;A4、过渡热点;S、腐蚀区域;O轴线。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应理解的是,考虑实际公差的因素,本申请的技术方案中术语“垂直”用于描述两个部件之间的理想状态。实际生产或使用的状态中,两个部件之间可以存在近似于垂直的状态。被描述“垂直”的两个部件可以不是绝对的直线、平面,也可以大致呈直线或平面,从宏观来看整体延伸方向为直线或平面即可认为部件为“直线”或“平面”。
需要说明的是,本申请中的“-”应理解为包括其端点的数值,例如某值在1-10之间,应理解为该数值大于或等于1且小于或等于10。
此外,在以下实施例中使用的附图中,在一些情况下,即使示意图为截面图,也省略了部分阴影线,以使绘图容易看到。
在示意图中各部分的尺寸与实际装置的尺寸并不对应,并且在某些情况下以相对放大的方式示出特定部分,以使绘图容易看到,例如后续所提及的增反膜及增透膜的尺寸便是为了容易看到,而进行了放大处理。
请参阅图1,本实施例提供一种光纤10,该光纤10可应用于高功率半导体激光器中,光纤10具有输入端101,激光器的入射光L从输入端101进入至光纤10中。光纤10包括包层11及纤芯12,包层11包覆纤芯12,包层11的折射率小于纤芯12的折射率,从而入射角符合的光能够在纤芯12中全反射,以将光限制在纤芯12中传播。位于输入端101处的包层11设有增反膜13,增反膜13环绕纤芯12设置,用于反射入射光L,以阻挡入射光L进入包层11。位于输入端101处的纤芯12未设置有增反膜13,从而纤芯12能够从输入端101处的纤芯12进入光纤10内。
入射光L中射向包层11的部分会被增反膜13反射,从而减少入射光L进入包层11内,能够有效地减少包层光,进而减少光纤10发热、光纤10熔接点过热、合束器过热等问题,有利于提升光纤10长期工作的可靠性。由于纤芯12未设置有增反膜13,入射光L中射向纤芯12的部分能够进入纤芯12内,并在纤芯12中传输。可选地,光纤10位单包层光纤。
在一些实施例中,包层11包括同轴设置的反射部111及保护段112,反射部111位于输入端101,朝靠近保护段112方向,反射部111的横截面积逐渐增大,并且在反射部111与保护段112的连接处,反射部111的直径与保护段112的直径相等,增反膜13设置于反射部111的外表面。
入射光L射向反射部111上的增反膜13时,增反膜13能够将入射光L反射,以减少入射光L进入包层11,进而减少包层光。由于入射光L中部分光射向光纤10的方向会与光纤10的轴线O形成夹角a,将反射部111的横截面积设置成从小逐渐增大,可以减少入射光L射向增反膜13。增反膜13能够反射大部分光,但少量光仍能够透过增反膜13,通过减少入射光L射向增反膜13,能够进一步减少入射光L进入包层11。
保护段112将纤芯12包覆以使进入纤芯12部分的入射光L能够在纤芯12传输,保护段112还能够保护纤芯12。
在一些实施例中,沿靠近保护段112方向,反射部111的直径呈线性增长,以使反射部111的母线为直线,反射部111的形状为圆台形,从而部分与母线平行的入射光L,在伊始没有进入纤芯12时,后续也不会射向反射部111的增反膜13上,可以减少入射光L进入包层11的情况,有利于减少包层光。
需要说明的是,反射部111的母线不限于直线,也可以是曲线,例如在一些实施例中,反射部111的母线为对数曲线。
在一些实施例中,反射部111的母线与光纤10的轴线O的夹角a在10°-15°之间。纤芯12内的全反射角通常在10°-15°之间,通过设置反射部111的母线与光纤10的轴线O夹角a在与纤芯12内的全反射角相近,当入射光L与光纤10的轴线O的夹角a大于或等于纤芯12内的全反射角时,反射部111能够避开该入射光L,而入射光L与光纤10的轴线O的夹角a等于全反射角时,入射光L射向纤芯12部分能够在纤芯12内全反射。当入射光L与光纤10的轴线O的夹角a小于纤芯12内的全反射角时,射向反射部111的入射光L能够被反射膜反射,射向纤芯12的入射入射光L能够在纤芯12内全反射。
从而设置反射部111的母线与光纤10的轴线O夹角a在10°-15°之间,能够减少入射光L进入包层11,以便于较少包层光,并且在反射部111能够避让入射光L的同时,尽量增加反射部111的直径长度,以便于提升光纤10的强度。可选地,反射部111的母线与光纤10的轴线O的夹角a等于纤芯12内的全反射角。可选地,反射部111的母线与光纤10的轴线O的夹角a等于13°。
在一些实施例中,位于输入端101的纤芯12设有增透膜14,增透膜14能够减少射向纤芯12的反射光,减少反射损失,增加透射进纤芯12的入射光L的强度。
请参阅图2,在一些实施例中,包层11的保护段112形成有腐蚀段15,包层光传输至腐蚀段15时,腐蚀段15能够让包层光散射至光纤10外,从而剥除包层光。
腐蚀段15包括第一段151及第二段152,第二段152位于第一段151远离输入端101的一端,第一段151的腐蚀深度小于第二段152的腐蚀深度。通过对包层11的保护段112进行腐蚀,从而包层光经过第一段151及第二段152时,能够发生漫反射,以将包层光剥除。
由于第一段151相较于第二段152更靠近输入端101,入射光L先经过第一段151再经过第二段152,因此入射光L更容易在第一段151处发生漫反射,若入射光L在第一段151发生漫反射的量远大于第二段152处发生漫反射的量,容易出现第一段151处温度过高的情况发生。
通过设置第一段151的腐蚀深度小于第二段152的腐蚀深度,能够减少入射光L在第一段151漫反射,并增加第二段152的漫反射,相当于将第一段151的部分发热量传递至第二段152,从而减少第一段151温度过高的情况发生。可选地,第一段151与第二段152相连。
在一些实施例中,包层11还形成有第三段153,第三段153位于第二段152远离输入端101的一端。第三段153的腐蚀深度小于第二段152的腐蚀深度。包层光除了会集中在腐蚀段15靠近输入端101的一端发生漫反射外,腐蚀段15远离输入端101的一端由于过渡到平滑的包层11也会产生较大的热量,通过第三段153的腐蚀深度小于第二段152的腐蚀深度,第三段153的温度低,能够降低腐蚀段15远离输入端101的一端的热量聚集,减少出现腐蚀段15局部过热的情况发生,以便于延长光纤10长期使用的可靠性。
可选地,第一段151及第三段153的腐蚀深度为2-3μm,第二段152的腐蚀深度为4-5μm。腐蚀深度应理解为腐蚀后的保护段112平均减小的直径,例如保护段112的直径为125μm,第一段151经过腐蚀后,第一段151的平均直径为122μm-123μm。第一段151、第二段152及第三段153的长度范围为10mm-20mm。
实施例1:
第一段151的腐蚀深度为2μm,第二段152的腐蚀深度为4μm,第三段153的腐蚀深度为2μm。第一段151、第二段152及第三段153的长度均为15mm。
设定第一段151中最高温度为第一热点A1,第二段152中最高温度为第二热点A2,第三段153中最高温度为第三热点A3。第三段153与包层11平滑处连接的位置为过渡热点A4,将泵浦光输入包层11内,持续工作2小时,测量第一热点A1、第二热点A2、第三热点A3及过渡热点A4的温度并记录。
实施例2:
实施例2与实施例1的区别在于实施例2中的第一段151的腐蚀深度为3μm,第二段152的腐蚀深度为5μm。按照实施例1中的方式获取第一热点A1、第二热点A2、第三热点A3及过渡热点A4的温度。
腐蚀深度能够影响第一热点A1、第二热点A2、第三热点A3及过渡热点A4的温度,从实施例1与实施例2的比较中可以看到,在各段的腐蚀深度均增大后,温度影响不大。实施例1及实施例2中的第一热点A1、第二热点A2、第三热点A3及过渡热点A4的温度均在合适的范围内。
对比例1:
对比例1与实施例1的区别在于对比例1中的第二段152的腐蚀深度为2μm,也即第一段151、第二段152及第三段153的腐蚀深度一致。依照实施例1中的方式获取第一热点A1、第二热点A2、第三热点A3及过渡热点A4的温度。
请参阅表1,实施例1中第一段151与第二段152的温度相差较小,对比例1中第一段151与第二段152的温度相差大。对比例1中的第一热点A1温度大于实施例1中对应的第一热点A1温度,对比例1中第二热点A2温度小于实施例1中的第二热点A2的温度。也即实施例1中的温度更均衡,能够减少局部过热的情况发生。实施例1与实施例2的第三段153的温度一致,在实施例1中设置第三段153能够让腐蚀段15与过渡热点A4的温差增大,有利于提升光纤10长期使用的可靠性。
对比例2:
对比例2与实施例1的区别在于第一段151及第三段153的腐蚀深度为4μm,也即第一段151、第二段152及第三段153的腐蚀深度一致。依照实施例1中的方式获取第一热点A1、第二热点A2、第三热点A3及过渡热点A4的温度。
请参阅表1,对比例2中的第一热点A1的温度与第二热点A2的温度相差比实施例1大。
通过设置第一段151及第三段153的腐蚀深度为2-3μm,第二段152的腐蚀深度为4-5μm。能够有效地降低第一段151的温度,通过设置第三段153,能够让第二热点A2与过渡热点A4保持较大的距离,减少热量集中的情况发生。
表1:各个位置的温度
序号位置 | 第一热点温度(℃) | 第二热点温度(℃) | 第三热点温度(℃) | 过渡热点温度(℃) |
实施例1 | 65 | 60 | 40 | 60 |
实施例2 | 66 | 59 | 40 | 60 |
对比例1 | 82 | 51 | 40 | 60 |
对比例2 | 83 | 50 | 40 | 60 |
请参阅图3、图4、图5、图6和图7,本申请的实施例还提供一种光纤夹具20,光纤夹具20用于腐蚀光纤10。光纤夹具20包括底座21、框体22及调节件23,底座21沿预设方向设有第一定位槽2121及腐蚀槽2122。框体22用于固定光纤10,框体22沿预设方向与底座21滑动连接,用于带动光纤10移动。调节件23设有第二定位槽2311,第一定位槽2121与第二定位槽2311配合以支撑光纤10,调节件23至少部分位于腐蚀槽2122内,以使第一定位槽2121与第二定位槽2311之间的腐蚀槽2122部分形成腐蚀区域S,腐蚀区域S用于容纳腐蚀液,调节件23用于阻挡腐蚀区域S内的腐蚀液流出腐蚀区域S,调节件23沿预设方向与底座21滑动连接,以调节腐蚀区域S尺寸。
将光纤10与框体22固定,沿预设方向调节框体22与底座21的相对位置,从而控制需要腐蚀的光纤10的位置。控制调节件23的位置,从而调节腐蚀区域S的尺寸,进而能够灵活地选择需要腐蚀的光纤10的位置。第一定位槽2121的底壁及第二定位槽2311的底壁支撑光纤10,部分光纤10位于腐蚀区域S,朝腐蚀区域S滴入腐蚀液,以使光纤10位于腐蚀区域S的部分被腐蚀液浸泡,从而腐蚀光纤10。
为了便于描述,在本申请中建立了坐标系,其中预设方向沿X轴延伸,光纤10的长度与X轴平行,Y轴在水平面上垂直预设方向,Z轴垂直X轴与Y轴所形成的平面。在光纤夹具20的描述中,关于“上”、“下”等方向的描述均是基于Z轴而言。
在一些实施例中,第一定位槽2121及第二定位槽2311均与腐蚀槽2122连通,且第一定位槽2121、第二定位槽2311及腐蚀槽2122均具有上开口,从而光纤10能够从上方直接放置在第一定位槽2121及第二定位槽2311中,光纤10放置于光纤夹具20的过程简单方便。
在一些实施例中,沿Y轴方向,第一定位槽2121及第二定位槽2311的槽宽小于腐蚀槽2122的槽宽,既能够便于第一定位槽2121及第二定位槽2311定位光纤10,还能够减少腐蚀区域S内的腐蚀液流向第一定位槽2121或第二定位槽2311。
在一些实施例中,第一定位槽2121的底壁与第二定位槽2311的底壁等高,并且腐蚀槽2122的底壁低于第一定位槽2121的底壁。设置腐蚀槽2122的底壁低于第一定位槽2121的底壁,能够减少腐蚀区域S中的腐蚀液朝第一定位槽2121及第二定位槽2311的方向泄露的情况发生。
在一些实施例中,腐蚀槽2122的数量为多个,多个腐蚀槽2122沿Y轴方向间隔设置,第一定位槽2121的数量与腐蚀槽2122的数量对应,每个第一定位槽2121与一个腐蚀槽2122对应。通过设置多个腐蚀以使光纤夹具20能够同时腐蚀多个光纤10,以便于提升腐蚀光纤10效率。
在一些实施例中,底座21设有第一容纳槽2111,第一容纳槽2111相邻于第一定位槽2121,沿X轴方向,第一容纳槽2111、第一定位槽2121及腐蚀槽2122依次设置,第一容纳槽2111用于容纳腐蚀区域S中经过第一定位槽2121流出的腐蚀液,以便于减少腐蚀液从光纤夹具20泄露的情况发生。
第一容纳槽2111的槽底低于第一定位槽2121的槽底,以使腐蚀液能够流向第一容纳槽2111,并且让第一容纳槽2111不阻碍光纤10安装。可选地,沿Y轴方向第一容纳槽2111与多个第一定位槽2121连通,以使多个腐蚀区域S内的腐蚀液都能够流向第一容纳槽2111。
在一些实施例中,底座21还设有第二容纳槽2112,第二容纳槽2112位于腐蚀槽2122远离第一定位槽2121的一侧,沿X轴方向,第一容纳槽2111、第一定位槽2121、腐蚀槽2122及第二容纳槽2112依次设置。第二容纳槽2112用于容纳腐蚀区域S中经过第二定位槽2311流出的腐蚀液,通过设置第一容纳槽2111及第二容纳槽2112能够进一步减少腐蚀液从光纤夹具20泄露的情况发生。
底座21包括底板211及设置于底板211上表面的凸台212,第一容纳槽2111及第二容纳槽2112位于底板211上。底板211的形状大致为矩形,沿X轴方向,底板211的长度大于框体22的长度,以便于框体22滑动,沿Y轴方向,底板211的宽度等于框体22的宽度。第一定位槽2121及腐蚀槽2122位于凸台212,并且沿X轴方向第一定位槽2121将凸台212的一侧贯穿,腐蚀槽2122将凸台212的另一侧贯穿,从而将光纤10放置于第一定位槽2121及第二定位槽2311时,光纤10能够位于腐蚀区域S内。调节件23设置于凸台212上。框体22设置于底板211的上表面。
在一些实施例中,沿X轴方向,第二容纳槽2112的宽度大于第一容纳槽2111的宽度,腐蚀槽2122将凸台212贯穿,当结束腐蚀时,将调节件23与凸台212分离,腐蚀槽2122内的腐蚀液可以倒入第二容纳槽2112中。因此通过设置第二容纳槽2112的宽度大于第一容纳槽2111的宽度,布置更加合理以便于减小光纤夹具20的体积。
在一些实施例中,凸台212靠近第一容纳槽2111的一侧设有倾斜面2123,朝靠近第一容纳槽2111方向,倾斜面2123的高度逐渐下降,以使经过第一定位槽2121的腐蚀液能够平滑地流向第一容纳槽2111。可选地,倾斜面2123为平面。
框体22设置于底板211上,框体22设有滑槽221,凸台212位于滑槽221内,以使框体22能够与底座21滑动配合。框体22设有限位件24,限位件24位于腐蚀槽2122靠近第一定位槽2121的一侧。框体22与限位件24配合以限定光纤10位置。限位件24包括固定块241及压条242,固定块241设置于框体22上,压条242一端与固定块241转动连接,压条242的转动轴线沿X轴方向延伸,压条242位于框体22上时,压条242沿Y轴方向延伸。
将光纤10放置于框体22上,通过压条242与框体22配合将光纤10固定。通过在X轴方向调节框体22位置,以调节光纤10需要腐蚀的位置。
在一些实施例中,框体22的上表面设有第一卡槽222,压条242设有第二卡槽2421,当压条242位于框体22的上时,第二卡槽2421位于压条242的下侧,第一卡槽222与第二卡槽2421的位置对应。将光纤10放置于底座21上,第一卡槽222的底壁、第一定位槽2121的底壁及第二定位槽2311的底壁支撑光纤10,转动压条242,以使第一卡槽222与第二卡槽2421配合,将光纤10卡住,从而限定光纤10的位置。
在一些实施例中,框体22设有第一固定孔223,压条242设有第二固定孔2422,第一固定孔223与第二固定孔2422的位置对应,当压条242位于框体22上时,第一固定孔223与第二固定孔2422连通,通过紧固件能够旋入第一固定孔223及第二固定孔2422中,能够限定压条242的位置。可选地,紧固件为螺栓。
在一些实施例中,框体22还设有握把224,握把224的数量为两个,并沿Y轴方向间隔设置。
在一些实施例中,框体22的上表面还刻有刻度225,通过刻度225以便于测量光纤10的长度。
请参阅图8,调节件23包括阻挡部231,阻挡部231位于腐蚀槽2122内,阻挡部231用于阻挡腐蚀区域S的腐蚀液,以减少腐蚀液从腐蚀区域S泄露的情况发生。沿Y轴方向,第二定位槽2311位于阻挡部231的中间,且沿X轴方向,阻挡部231将第二定位槽2311的两侧贯穿,以使阻挡部231的形状大致为U形。
在一些实施例中,调节件23还包括肩部232,肩部232与阻挡部231的上端连接,肩部232沿Y轴方向延伸,肩部232位于凸台212上,通过设置肩部232能够增加调节件23的整体稳定性,并且用户可以移动肩部232以控制调节件23的位置,进而调节腐蚀区域S的尺寸。
在一些实施例中,调节件23的数量为多个,每个调节件23包括一个阻挡部231及两个肩部232,两个肩部232连接于阻挡部231的沿Y轴方向的两对两侧。
每个调节件23设置于一个腐蚀槽2122中,从而能够单独调节每个腐蚀区域S的尺寸,以提升光纤10腐蚀的灵活性。
在另一些实施例中,调节件23的数量为一个,一个调节件23包括多个阻挡部231及多个肩部232,多个阻挡部231沿Y轴方向间隔设置,每个肩部232连接相邻两个阻挡部231,沿Y轴方向位于端部的阻挡部231的两侧均连接肩部232。
仅设置一个调节件23,且调节件23包括多个阻挡部231及多个肩部232,仅移动一个调节件23便能够控制多个腐蚀区域S的尺寸,调节方式更加简单快捷。
在一些实施例中,调节件23的数量为两个,每个调节件23均包括多个阻挡部231及多个肩部232,两个调节件23沿X轴方向间隔设置,腐蚀槽2122位于两个调节件23之间,可以朝位于间隔调节件23之间的腐蚀槽2122部分添加腐蚀液,用于腐蚀光纤10,能够提升腐蚀光纤10的灵活度。
通过控制调节件23的位置,从而控制腐蚀区域S的长度,以使光纤10腐蚀更加灵活、方便。
本申请的实施例还提供一种光纤10的制备方法,该方法包括:
请参阅图9和图10,S1:沿相对光纤10轴线O倾斜的方向切割光纤10的一端,以使光纤10的一端形成锥形端102,锥形端102用于后续形成光纤10的输入端101。切割光纤10包括切割光纤10的包层11以及纤芯12,切割后的锥形端102为圆锥形,且锥形端102的尖顶与光纤10的轴线O重合。可选地,切割方向与光纤10的轴线O的夹角a为13°。
请参阅图11,S2:在锥形端102形成增反膜13。通过真空镀膜或者化学镀膜在锥形端102的外表面镀上增反膜13,增反膜13将包层11以及纤芯12均覆盖。通过设置增反膜13以阻挡入射光L射向包层11。
请参阅图12,S3:切割锥形端102,以去除光纤10的纤芯12的增反膜13,并形成光纤10的输入端101。切割锥形端102时,切割方向与光纤10的轴线O垂直,切割点为纤芯12与包层11的交接点,切割时仅切割纤芯12不切割包层11。
将纤芯12的增反膜13去除后,增反膜13仅设置于包层11的外表面,从而射向纤芯12的入射光L不会被阻挡,而射向包层11的入射光L会被增反膜13反射。
通过斜向切割光纤10的一端,既能够让包层11避让部分入射光L,又能够在给包层11镀上增反膜13后,切割锥形端102,以使增反膜13仅设置在包层11,且不设置在纤芯12。可以有效地减少包层光。
在步骤S3之后还可以包括:
请参阅图13,S4:在纤芯12的端面形成增透膜14,增透膜14仅设置于位于输入端101的纤芯12,增透膜14能够减少射向纤芯12的反射光,减少反射损失,增加透射进纤芯12的入射光L的强度。
通过设置增反膜13以及增透膜14,增加入射光L进入纤芯12内,减少入射光L进入包层11形成包层光,但在实际应用中,由于增反膜13的反射率以及入射光L的方向等原因,还是会有少量的入射光L进入包层11以形成包层光。所以在阻挡入射光L进入包层11的同时,还需要剥除包层11中的包层光。因此,在步骤S4之后,还包括步骤:
请参阅图14,S5:安装光纤10,将光纤10安装于光纤夹具20,控制框体22及调节件23的位置,以使光纤10需要腐蚀的位置位于腐蚀区域S,可选地,光纤10需要腐蚀的位置长度为45mm;
S6:第一次腐蚀,向腐蚀区域S滴入腐蚀液,腐蚀液为浓度在18%-25%之间的氢氟酸水溶液,并静置2h-4h,以使光纤10形成腐蚀段15。可选地,氢氟酸水溶液的浓度为20%并静置3h。经过静置后可以将调节件23与凸台212分离,以将腐蚀槽2122中的腐蚀液倒向第二容置槽。
请参阅图15,S7:第二次腐蚀,控制框体22的位置,以调节光纤10的位置,控制调节件23的位置以调节腐蚀区域S的尺寸,从而光纤10的腐蚀段15的中间处位于腐蚀区域S内。可选地,长度为15mm的腐蚀段15的中间处位于腐蚀区域S中。向腐蚀区域S滴入腐蚀液,腐蚀液为浓度在18%-25%之间的氢氟酸水溶液,并静置2h-4h,以使腐蚀段15的中间处为第二段152,腐蚀段15的另外两端分别为第一段151及第三段153。
通过光纤10与光纤夹具20的配合,腐蚀两次光纤10便可以让光纤10形成第一段151、第二段152及第三段153,腐蚀方式简单,效率高。
需要说明的是,制备光纤10的步骤不限于上述方式,在其他一些实施例中,制备光纤10的步骤也可以替换,例如可以先对光纤10进行腐蚀,然后再切割光纤10,在光纤10的输入端101镀上增反膜13。
综上所述,本申请实施例提供一种光纤10、光纤夹具20及光纤10的制备方法,光纤10的输入端101处形成有增反膜13,增反膜13能够反射入射光L,以阻挡入射光L进入包层11中,以便于减少包层光。此外,在光纤10设置腐蚀段15,包层光经过腐蚀段15时发生漫反射以去除包层光。腐蚀段15包括第一段151、第二段152及第三段153,第二段152的腐蚀深度大于第一段151及第三段153,从而包层11各处的散热更加均匀。设置光纤夹具20,移动框体22从而调节腐蚀光纤10的位置,移动调节件23从而调节腐蚀区域S的尺寸。光纤10腐蚀过程简单方便。
显然,上述所述的实施例只是本申请的一部分实施例,而不是全部实施例,本申请不限于上述实施例的细节,任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰,皆视为不脱离本申请的专利范畴。
Claims (10)
1.一种光纤,所述光纤具有用于输入入射光的输入端,所述光纤包括包层及纤芯,所述包层包覆所述纤芯,所述包层的折射率小于所述纤芯的折射率,其特征在于,位于所述输入端处的所述包层设有增反膜,所述增反膜环绕所述纤芯设置,用于反射入射光,以阻挡所述入射光进入所述包层,位于所述输入端处的所述纤芯未设置有所述增反膜。
2.根据权利要求1所述的光纤,其特征在于,所述包层包括同轴设置的反射部及保护段,朝靠近所述保护段方向,所述反射部的横截面积逐渐增大,所述增反膜设置于所述反射部的外表面。
3.根据权利要求2所述的光纤,其特征在于,所述反射部的形状为圆台形。
4.根据权利要求3所述的光纤,其特征在于,所述反射部的母线与所述光纤的轴线的夹角为10°-15°。
5.根据权利要求1至4任一项所述的光纤,其特征在于,位于输入端处的所述纤芯设有增透膜,所述入射光经过所述增透膜进入所述纤芯。
6.根据权利要求1至4任一项所述的光纤,其特征在于,所述包层形成有腐蚀段,腐蚀段包括第一段及第二段,所述第二段位于所述第一段远离所述输入端的一端,所述第一段的腐蚀深度小于所述第二段的腐蚀深度。
7.根据权利要求6所述的光纤,其特征在于,所述腐蚀段还包括第三段,所述第三段位于所述第二段远离所述输入端的一端,所述第三段的腐蚀深度小于所述第二段的腐蚀深度。
8.一种光纤夹具,其特征在于,用于制备如权利要求6或7所述的光纤,光纤夹具包括:
底座,所述底座沿预设方向设有第一定位槽及腐蚀槽;
框体,所述框体用于固定光纤,所述框体沿预设方向与所述底座滑动连接,用于带动所述光纤移动;
调节件,所述调节件设有第二定位槽,所述第一定位槽与所述第二定位槽配合以支撑所述光纤,所述调节件至少部分位于所述腐蚀槽内,以使所述第一定位槽与所述第二定位槽之间的所述腐蚀槽部分形成腐蚀区域,所述腐蚀区域用于容纳腐蚀液,所述调节件用于阻挡所述腐蚀区域内的所述腐蚀液流出所述腐蚀区域,所述调节件沿预设方向与所述底座滑动连接,以调节所述腐蚀区域尺寸。
9.一种光纤的制备方法,其特征在于,包括步骤:
沿相对光纤轴线倾斜的方向切割光纤的一端,以使所述光纤的一端形成锥形端;
在所述锥形端形成增反膜;
切割所述锥形端,以去除所述光纤的纤芯的增反膜。
10.根据权利要求9所述的光纤的制备方法,其特征在于,还包括步骤:
安装光纤,将光纤安装于光纤夹具,控制光纤夹具的框体及光纤夹具的调节件的位置,以使光纤需要腐蚀的位置位于腐蚀区域;
第一次腐蚀,向腐蚀区域滴入腐蚀液,腐蚀液为浓度在18%-25%之间的氢氟酸水溶液,并静置2h-4h,以使光纤形成腐蚀段;
第二次腐蚀,控制框体的位置,以调节光纤的位置,控制调节件的位置以调节腐蚀区域的尺寸,从而光纤的腐蚀段的中间处位于腐蚀区域内。
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