CN1372154A - 光耦合器的石英基板的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种光耦合器的石英基板的制造方法,其主要是以石英棒为基材,通过系列的机械加工程序;包含有材料选定、治具定位、浇蜡固定、研磨切削、融蜡取件等系列工程运作后,该选定的石英棒周面,将可快速、顺畅且精密、确实的成型出预定的光纤定位槽,使石英基板的制作成型不但具有更为简易、方便及快速的高效率功效,而适于大批量生产,同时,更具有成本低廉的经济性,及不需二次加工的精密性与使用方便性,而可大为提高产业上的利用价值。

Description

光耦合器的石英基板的制造方法

本发明涉及一种光耦合器的石英基板的制造方法，特别是涉及一种以石英棒为基材，通过系列的机械加工程序运作后，在该选定的石英棒周面，是可快速、精密且确实的成型出光纤定位槽，以直接形成预定的石英基板，进而致光耦合器的石英基板的制作，是确实可在简易、方便及快速的高效率中完成，而适于量产化，同时，亦具有成本更为低廉的经济性，及不需实施二次加工的精密性与使用方便性，而可有效提高产业上的利用价值。

目前光耦合器元件中固定光纤用的石英基板的制作方式，主要是将石英材置于熔炉以高温熔解后，藉由模具的配合而直接以抽拉方式制成。即，如图1所示，该以熔炉抽拉制成的石英基板10，主要是直接抽制成一具有预定尺寸(包含长度及断面可为圆形或其他形状)的棒体，并在棒体周面直接形成设有一形状为V形或U形或其他形状的光纤定位槽101所构成；藉以，石英基板10置于光耦合器后，其周面的光纤定位槽101便可直接提供传输讯号的光纤胶合定位。

不可否认，该种以高温熔炉高温抽拉制成石英基板的方式，对于具有耐高温、高硬度及易碎等特性的石英材而言，其确实不失为一种可行的制造方法，而提供具有应时运作的价值与效能。但，在实务上仍有下述缺陷，且使业者深感美中不足。即：

1.由于必须藉由高温熔炉方可实施，故在制造设备极其昂贵的情形下，就制作的成本而言，具有较为昂贵的不经济性。

2.由于必须藉由大型的高温熔炉配合模具逐一实施抽拉动作方可制成石英基板，故除有上述不经济性的缺点外，同时，就生产的效能而言，亦有无法提高生产速度的低效率缺点，进而仍有不适于大量生产的缺陷。

3.由于历经高温熔炉抽拉制成的石英基板，必须再经冷却后方属制作完成及便于收集，但，该高温的石英基板在实施冷却动作时，其光纤定位槽的二侧端A(如图1所示)必然会因厚度较薄，而发生冷却速度较其余部分为快的情形，如此，最常发生者，便是该抽拉制成的光纤定位槽会因二侧冷却速度较快而产生变形、不平直情形，且石英基板的长度愈长，其光纤定位槽变形的幅度愈大；而，该高温抽拉制成的石英基板便明显有精度不易控制、稳定度不高及易变形等品质不高的缺点。

4.由于该石英基板以高温抽拉制成后，其光纤定位槽的表面必然是极为光滑，故一般光电厂欲将光纤黏固于该光纤定位槽之前，为了使黏胶可确实、牢固的黏固而不易脱落，通常均会以化学药剂对该光纤定位槽实施腐蚀处理的二次加工，可粗化提高黏胶的附着力，而此，在实施上便明显有较为麻烦、不便、费事以及不经济的缺点。

由上可知，现有以高温熔炉抽制石英基板的方法，显然仍有实际实施上的缺陷，而可予再行突破。

当然，该期间业者亦曾尝试以机械加工的方式来制作该光耦合器的石英基板，但，由于该石英基板的尺寸经常是极小(如∮1～3mm)，且又是具有极高的脆度，故在不易夹固定位的情形下，最终还是无法突破，而仍采用上述高温熔炉抽制。

有鉴于上述现有技术的有待突破，本发明人乃积极进行研究、开发，而为使本发明能发挥更佳功效，其间历经多次试验与改良，终得完成一种光耦合器的石英基板的制造方法。

本发明的主要目的在于提供一种光耦合器的石英基板的制造方法，其是可以既有的石英棒为基材，通过系列的机械加工程序运作，在该选定的石英棒周面，将可快速、精密且确实的成型出光纤定位槽，以直接形成预定的石英基板，进而致光耦合器的石英基板的制作；其确实可在简易、方便及快速的高效率中完成，而适于大批量生产，同时亦具有成本更为低廉的经济性，不需实施二次加工的精密性与使用方便性，进而可有效提高产业上的利用价值。

本发明的目的是由以下技术方案实现的。依据本发明提出的一种光耦合器的石英基板的制造方法，其特征在于该石英基板的制作是可以既有的石英棒为基本材料，透过系列的机械加工程序即可直接制成；其实施的步骤如下：

(1)材料选定：是可以既有的石英棒(如石英熔接棒)为基本材料，依制作的需要而选定石英棒的形状及尺寸；

(2)治具定位：将选定的石英棒以复数支布列在治具；其中，该治具是概呈一平台状，是可安装在研磨加工机的台面，其上端表面是以等距及相互平行状规划有复数条适当宽度的承置槽，可分别供选定的各石英棒恰承置定位于内；

(3)浇蜡固定：将融解的蜡液浇于治具的上端表面，待凝固时可直接将位于各承置槽5的各石英棒行牢固定位；

(4)研磨切削：是可以钻石砂轮片类的高硬度材料为研磨切削工具，可在研磨加工机上实施，其沿着治具承置槽的方向，对承置于内的石英棒进行纵向研磨切削，并致被研磨切削的各石英棒周面是直接形成一预定形状的光纤定位槽；

(5)融蜡取件：将完成研磨切削动作后的治具上端表面加热，藉覆于周面的蜡是可快速融解，已在周面研磨制成光纤定位槽的石英棒便可顺畅取出，并直接做成为光耦合器的石英基板。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的光耦合器的石英基板的制造方法，其特征在于所述材料选定所运用的石英棒基本材料，亦可以预制成型。

前述的光耦合器的石英基板的制造方法，其特征在于所述治具的承置槽是以石英棒承置于内后不会发生横向游离、位移为基础，承置槽设为U形、V形或其他形状。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和积极效果。由以上技术方案可知，本发明光耦合器的石英基板的制造方法，由于本发明所采用的石英棒1的断面形状是极为单纯(如圆形)，故除了以既有的石英棒(如石英熔接棒)即可直接利用外，就另行制作而言，亦是极具简易性与方便性；而，以本发明石英基板的制作材料的取得与制作均是极为简易与方便的情形下，就材料的选定而言，该亦是具有价值低廉的经济性与适于量产化的优点。

由于蜡(如工业蜡)的使用是极为普遍与广泛，故本发明以蜡将治具上的石英棒予行固定的实施方式，不但在蜡材料的取得上是极具简易性、方便性与经济性，就操作性而言，其受热是可快速融解，而未加热又可快速凝固的特性，对于石英棒固定于治具及石英基板自治具卸下的运作，亦是具有极其简易、方便与快速功效，而适于大批量生产。

由于本发明制成的石英基板的光纤定位槽，是以研磨切削而成，而致表面不会呈光滑状，而非如现有是以高温熔炉抽拉制成光滑状，故其是可直接提供光纤上胶黏固；而不需如现有必须实施二次加工的腐蚀处理的情形下，就实施性而言，该亦有省时、省工的经济性与操作方便性、简易性。

由于本发明治具上的承置槽是设有复数条，且相互又是呈等距的平行状设置，故该选定的石英棒是可以众多数量直接承放于各承置槽，及该研磨加工机的平台每往复位移一次，即可致同一承置槽内的所有石英棒均完成研磨切削光纤定位槽的情形下，就实施性而言，该亦明显具有生产快速、简易的高效率，而极符大量生产的预期目的；尤其，目前一般研磨加工机的设定均是极为精密，故该各石英棒被研磨切削制成的光纤定位槽，亦可轻易的达到预期所需的精度且无变形之虞。

本发明的具体制造方法由以下实施例及其附图详细给出。

图1是一般光耦合器的石英基板的立体示意图。

图2是本发明选定的石英棒的立体示意图。

图3是本发明将石英棒布列于治具的主视示意图。

图4是本发明将石英棒布列于治具的俯视示意图。

图5是本发明将石英棒暨治具周面浇蜡的主视示意图。

图6是本发明将石英棒暨治具周面浇蜡的部分放大示意图。

图7是本发明的治具设于加工机械及石英棒实施研磨切削运作的主视示意图。

图8是本发明的治具设于加工机械及石英棒实施研磨切削运作的侧视示意图。

图9是本发明加工成型的石英基板的断面示意图。图号说明：

1：石英棒    10：石英基板    101：光纤定位槽

2：治具      21：承置槽

3：蜡

4：研磨加工机台面

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的光耦合器的石英基板的制造方法，详细说明如后。

首先，请参阅图2～图7所示，本发明一种光耦合器的石英基板的制造方法，主要是以既有的石英棒为基本材料，通过系列的机械加工程序，在该选定的石英棒周面便可直接形成一光纤定位槽，以简易即可制成预定的光耦合器的石英基板。其中，该系列的机械加工程序，是包含有：

1.材料选定：是可以既有的石英棒1(如常用的石英熔接棒)或预制的石英棒1为基本材料，是可依制作之需而自行选定石英棒1的形状(如图1所示本实施例的石英棒是以圆形断面为例)及尺寸(如直径、长度)；

2.治具定位：是将该选定的石英棒1以复数支布列在治具2；其中，该治具2是概呈一平台状，可安装在研磨加工机(图未示)的台面4，其上端表面是以等距及相互平行状规划有复数条适当宽度的承置槽12，以可分别供各选定的石英棒1承置于内(如图3、图4所示)；其中，该承置槽21的形状，是以可稳定承置石英棒1使不横向游离、位移为基础，是可设为U形、V形或其他形状；

3.浇蜡固定：是将熔解的蜡液3浇于治具2的上端表面，凝固时可将布设在各承置槽21的各石英棒1确实且牢固的固定(如图5所示)；

4.研磨切削，是可以钻石砂轮片类的高硬度材料做为研磨切削工具，藉该治具2是可按装固设在研磨加工机的台面4(如图6所示)，及位于治具2的各承置槽21的石英棒1，又可被凝固的蜡3牢固定位，则该按设在研磨加工机上的砂轮片5，便可如磨床或铣床作业般的沿着治具2的承置槽21方向，逐一对承置的各石英棒1行纵向研磨切削，以致其等周面是可直接形成一光纤定位槽101(如图8所示)，进而成为一预定的石英基板；其中该研磨切削而成的光纤定位槽101的形状，是可依使用需要而制成V形、U形或其他形状，而此，只要变更砂轮片5的研磨部的断面形状即可；

5.融蜡取件：当位于治具2上的各石英棒1均完成研磨切削动作，使均具有一预定形状的光纤定位槽101后，操作者只要将治具2卸下并将其上端表面予以加热，自然的，该固定着各石英棒1的蜡3便可快速的融解，而该具有光纤定位槽101的石英棒1便可快速的被取出，简易的达成石英基板10的制作。

由于本发明所采用的石英棒1的断面形状是极为单纯(如圆形)，故除了以既有的石英棒(如石英熔接棒)即可直接利用外，就另行制作而言，该亦是极具简易性与方便性；而，以本发明石英基板的制作材料的取得与制作均是极为简易与方便的情形下，就材料的选定而言，该亦是具有价值低廉的经济性与适于量产化的优点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种光耦合器的石英基板的制造方法，其特征在于该石英基板的制作是可以既有的石英棒为基本材料，通过系列的机械加工程序即可直接制成；其实施的步骤如下：

(1)材料选定：是可以既有的石英棒(如石英熔接棒)为基本材料，依制作的需要而选定石英棒的形状及尺寸；

(2)治具定位：将选定的石英棒以复数支布列在治具；其中，该治具是概呈一平台状，是可安装在研磨加工机的台面，其上端表面是以等距及相互平行状规划有复数条适当宽度的承置槽，可分别供选定的各石英棒恰承置定位于内；

(3)浇蜡固定：将融解的蜡液浇于治具的上端表面，待凝固时可直接将位于各承置槽5的各石英棒行牢固定位；

(4)研磨切削：是可以钻石砂轮片类的高硬度材料为研磨切削工具，可在研磨加工机上实施，其沿着治具承置槽的方向，对承置于内的石英棒进行纵向研磨切削，并致被研磨切削的各石英棒周面是直接形成一预定形状的光纤定位槽；

(5)融蜡取件：将完成研磨切削动作后的治具上端表面加热，藉覆于周面的蜡是可快速融解，已在周面研磨制成光纤定位槽的石英棒便可顺畅取出，并直接做成为光耦合器的石英基板。

2.根据权利要求1所述的光耦合器的石英基板的制造方法，其特征在于所述材料选定所运用的石英棒基本材料，亦可以预制成型。

3.根据权利要求1所述的光耦合器的石英基板的制造方法，其特征在于所述治具的承置槽是以石英棒承置于内后不会发生横向游离、位移为基础，承置槽设为U形、V形或其他形状。

Images