CN216584746U - 光纤光栅退火装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种光纤光栅退火装置，其包括：固定座，固定座包括座体和由座体围合形成的开口区域；座体用以固定光纤光栅；加热机构，包括相连接的加热体和支撑体；和运行机构，与支撑体连接设置，用以带动支撑体及加热体朝开口区域运动；其中，在光纤光栅固定于座体时，光纤光栅的一部分悬空设置于开口区域；在运行机构带动支撑体及加热体朝开口区域运动时，加热体能够伸入开口区域以对光纤光栅悬空设置于开口区域的部分进行加热。本申请实施例中，通过在运行机构带动支撑体及加热体朝开口区域运动时，加热体能够伸入开口区域以对光纤光栅悬空设置于开口区域的部分进行加热以实现对光纤光栅的局部进行加热。

Description

光纤光栅退火装置

技术领域

本申请涉及光纤技术领域，尤其涉及一种光纤光栅退火装置。

背景技术

光纤光栅(FBG)是一种在光纤激光、光通信、光传感等领域具有重要应用的光无源器件，目前较为常见的相位掩模法在制作FBG前，往往需要提升其光纤光敏性。常温高压载氢增敏技术因价格低廉和操作简单而被大量应用，其基本原理为高压氢气均匀扩散到光纤的包层和纤芯中，与锗在紫外光的照射下，入射光的相干图样写入纤芯并产生纤芯轴向的折射率周期变化，纤芯中的氢分子发生反应形成Ge-OH和Ge-H键等化学键和缺陷中心，从而形成光纤光栅。通过载氢刻写的光纤光栅，光刻后的光纤存在残余氢分子形成的Ge-OH键等，导致光栅光学特性的不稳定，在实际应用层面上这种不稳定性将导致光栅无法进行长期稳定使用。为了提高光纤光栅的稳定性，高温退火的方法被普遍适用，高温退火后可清除光纤中未反应的氢分子，破坏不稳定的Ge-OH和Ge-H键，达到使光纤光栅稳定的效果。

因此，需要提供一种退火装置，以对光纤光栅进行退火热处理。

实用新型内容

本申请实施例提供一种光纤光栅退火装置，通过固定座、加热机构及运行机构实现对光纤光栅的局部进行加热。

本申请实施例提供一种光纤光栅退火装置，其包括：

固定座，固定座包括座体和由座体围合形成的开口区域；座体用以固定光纤光栅；

加热机构，包括相连接的加热体和支撑体；和

运行机构，与支撑体连接设置，用以带动支撑体及加热体朝开口区域运动；

其中，在光纤光栅固定于座体时，光纤光栅的一部分悬空设置于开口区域；在运行机构带动支撑体及加热体朝开口区域运动时，加热体能够伸入开口区域以对光纤光栅悬空设置于开口区域的部分进行加热。

本申请实施例中，通过在运行机构带动支撑体及加热体朝开口区域运动时，加热体能够伸入开口区域以对光纤光栅悬空设置于开口区域的部分进行加热以实现对光纤光栅的局部进行加热。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请实施例提供的光纤光栅退火装置的整体结构示意图。

图2为图1中的局部A的放大图。

图3为图1所示的光纤光栅退火装置的另一立体视图。

图4为图1所示的光纤光栅退火装置的主视图。

图5为图4所示的结构沿P1-P1方向的剖视图。

图6为图1所示的光纤光栅退火装置的俯视图。

图7为图1所示的光纤光栅退火装置的应用状态示意图。

图8为图7中的局部B的放大图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请的保护范围。

请参阅图1和图7-图8，本申请实施例提供一种光纤光栅退火装置20，包括固定座400、加热机构600和运行机构800。

固定座400包括座体401和由座体401围合形成的开口区域403。座体401用以固定光纤光栅10。加热机构600包括相连接的加热体620和支撑体640。运行机构800与支撑体640连接设置，用以带动支撑体640及加热体620朝开口区域403运动。

可以理解的是，在光纤光栅10固定于座体401时，光纤光栅10的一部分悬空设置于开口区域403。在运行机构800带动支撑体640及加热体620朝开口区域403运动时，加热体620能够伸入开口区域403以对光纤光栅10悬空设置于开口区域403的部分进行加热。

可以理解的是，光纤的结构由外到内一般包括涂覆层、包层及芯层。涂覆层的熔点低于包层及芯层的熔点，因此对光纤光栅的整体进行退火热处理的温度上限有要求，而对光纤光栅的局部退火热处理的温度上限可以高于对光纤光栅的整体进行退火热处理的温度上限，使得对光纤光栅进行热处理的温度范围更宽。

在一些实施例中，请参阅图1和图7-图8，光纤光栅退火装置20包括第一基板200，固定座400与运行机构800间隔设置于第一基板200。开口区域403的开口方向朝向第一方向H1。运行机构800能够带动支撑体640及加热体620沿第一方向H1做往复运动。

可以理解的是，在运行机构800带动支撑体640及加热体620朝第一方向H1的反向运动时，加热体620能够伸入开口区域403，以对光纤光栅10悬空设置于开口区域403的部分进行加热。在运行机构800带动支撑体640及加热体620朝第一方向H1运动时，加热体620能够远离开口区域403，以停止对光纤光栅10悬空设置于开口区域403的部分进行加热。

在一些实施例中，请参阅图1-图8，座体401包括第二基板420和夹持组件440。

第二基板420包括基板主体部422，第二基板420还包括与基板主体部422连接的第一延伸部424和第二延伸部426。第一延伸部424与第二延伸部426间隔设置，第一延伸部424、主体部及第二延伸部426围合形成开口区域403。

夹持组件440包括第一夹持组件443和第二夹持组件445。第一夹持组件443设置于第一延伸部424背向第一基板200一侧，第二夹持组件445设置于第二延伸部426背向第一基板200一侧。将光纤光栅10中需要退火处理的部分定义为待热处理部102，将待热处理部102的两个端部分别定义为第一端部104和第二端部106。第一夹持组件443用以夹持光纤光栅10的第一端部104，第二夹持组件445用以夹持光纤光栅10的第二端部106，使得光纤光栅10的待热处理部102能够悬空设置于开口区域403。

在一些实施例中，请参阅图1，座体401还包括支撑结构460，支撑结构460设置于第一基板200和第二基板420之间。支撑结构460用以支撑第二基板420并将第二基板420间接连接于第一基板200。支撑结构460包括支撑主体462和微调平台464。第一基板200、支撑主体462、微调平台464及第一基板200依次层叠设置。微调平台464包括固定端和移动端。固定端与第一基板200连接，移动端与支撑主体462连接。将垂直于第一基板200的方向定义为第二方向H2。

示例性的，微调平台464可以为XYZ轴三轴微调平台464，也可以为XZ轴两轴微调平台464。微调平台464能够使移动端相对于固定端沿第一方向H1或沿第一方向H1的反向进行位移。也能够使移动端相对于固定端沿第二方向H2或第二方向H2的反向进行位移。在加热体620伸入至开口区域403后，微调平台464使光纤光栅10的悬空设置于开口区域403的待热处理部102与加热体620之间的相对位置在第一方向H1及第二方向H2两个方向维度得到调整。

在一些实施例中，请参阅图1-图3和图7-图8，第一夹持组件443包括第一夹持部4432和第二夹持部4434。第一夹持部4432包括第一夹持面4432a，第二夹持部4434包括第二夹持面4434a。第一夹持面4432a用以支撑光纤光栅10的第一端部104放置。第一夹持面4432a与第二夹持面4434a能够围合形成第一夹持空间4436。第一夹持空间4436用以容纳光纤光栅10的第一端部104放置。在第一夹持部4432与第二夹持部4434呈夹持状态时，第一夹持面4432a用以向光纤光栅10的第一端部104施加朝向第二夹持面4434a的作用力，第二夹持面4434a用以向光纤光栅10的第一端部104施加朝向第一夹持面4432a的作用力。

第二夹持组件445包括第三夹持部4452和第四夹持部4454。第三夹持部4452包括第三夹持面4452a，第四夹持部4454包括第四夹持面4454a。第三夹持面4452a用以支撑光纤光栅10的第二端部106放置；第三夹持面4452a与第四夹持面4454a能够围合形成第二夹持空间4456；第二夹持空间4456用以容纳光纤光栅10的第二端部106放置。在第三夹持部4452与第四夹持部4454呈夹持状态时，第三夹持面4452a用以向光纤光栅10的第二端部106施加朝向第四夹持面4454a的作用力，第四夹持面4454a用以向光纤光栅10的第二端部106施加朝向第三夹持面4452a的作用力。

在一些实施例中，请参阅图1-图3和图7-图8，第一夹持面4432a设有多个第一槽体4432b，多个第一槽体4432b以相互平行且间隔的方式设置。

第三夹持面4452a设有多个第二槽体4452b，多个第二槽体4452b以相互平行且间隔的方式设置。

每一第一槽体4432b与一第二槽体4452b相对应，每一相对应的第一槽体4432b和第二槽体4452b位于同一直线；每一相对应的第一槽体4432b和第二槽体4452b形成一槽体组；每一槽体组用以放置一光纤光栅10。

在一些实施例中，请参阅图1-图3和图7-图8，第一夹持部4432设置于第一延伸部424背向第一基板200一侧。第二夹持部4434的一端通过转轴转动连接于第一夹持部4432的一端；第二夹持部4434的另一端通过螺栓锁附连接于第一夹持部4432的另一端，以使第一夹持部4432与第二夹持部4434呈夹持状态设置。第三夹持部4452设置于第二延伸部426背向第一基板200一侧；第四夹持部4454的一端通过转轴转动连接于第三夹持部4452的一端；第四夹持部4454的另一端通过螺栓锁附连接于第三夹持部4452的另一端，以使第三夹持部4452与第四夹持部4454呈夹持状态设置。

在一些实施例中，请参阅图1，运行机构800可以为电机驱动机构，示例性的，运行机构为直线模组。运行机构800还可以为气动驱动机构，示例性的，运行机构为滑台气缸。

在一些实施例中，请参阅图1和图4-图6，运行机构800为包括模组座体820、电机840、丝杆830和滑块850。电机840设置于模组座体820的一端，丝杆830的一端与电机840的输出轴连接。丝杆830的另一端与模组座体820的另一端连接，滑块850穿设于丝杆830。丝杆830沿第一方向H1设置。滑块850与支撑体640连接。在电机840带动丝杆830正向或反向转动时，滑块850能够朝第一方向H1或朝第一方向H1的反方向运动，从而同步带动支撑体640朝第一方向H1或朝第一方向H1的反方向运动。

可以理解的是，运行机构800还包括盖板860，盖板860与模组座体820连接以围合形成一容纳丝杆830及滑块850的空间，盖板860用以阻挡物体落入丝杆830及滑块850所在的空间。

可以理解的是，请参阅图1和图7-图8，加热体620包括导热体622和至少一个加热元件624；加热元件624用以在通电时产生热量并将热量传导至导热体622；在运行机构800带动支撑体640及加热体620朝开口区域403运动时，导热体622能够伸入开口区域403以对光纤光栅10悬空设置于开口区域403的部分进行加热。

可以理解的是，请参阅图1和图7-图8，导热体622包括第一导热部6222和第二导热部6224。

第一导热部6222连接于支撑体640，至少一个加热元件624设置于第一导热部6222背向开口区域403一侧。

第二导热部6224与第一导热部6222连接；第二导热部6224位于第一导热部6222朝向开口区域403一侧；第二导热部6224的尺寸小于开口区域403尺寸。

可以理解的是，在运行机构800带动支撑体640及加热体620朝开口区域403运动时，第二导热部6224能够伸入开口区域403以对光纤光栅10悬空设置于开口区域403的部分进行加热。

在一些实施例中，第一导热部6222背向开口区域403一侧设有至少一个凹槽，凹槽与加热元件624一一对应。加热元件624以插入凹槽的方式与第一导热部6222连接。

在一些实施例中，加热元件624为陶瓷加热片。第一导热体622和第二导热体622为金属材质。示例性的，第一导热体622和第二导热体622为铜材质。

在一些实施例中，请参阅图1和图3，支撑体640包括相连接的连接体642、第一支撑体644和第二支撑体646。连接体642与滑块850固定连接；第一支撑体644与第二支撑体646以相对且间隔的方式固定于连接体642背向滑块850一侧；第一支撑体644与第二支撑体646围合形成具有第一开口645的第一容纳空间643，第一开口645的方向朝向开口区域403一侧，第一导热部6222与加热元件624设置于第一容纳空间643，第二导热部6224以伸出第一开口645的方式设置。可以理解的是，支撑体640为隔热材料制成。

在一些实施例中，请参阅图1和图3，运行机构800还包括挡片880、第一光电开关702和第二光电开关704。挡片880、第一光电开关702、第二光电开关704位于模组座体820的同侧；第一光电开关702设置于模组座体820靠近固定座400一侧，第二光电开关704设置于模组座体820远离固定座400一侧。挡片880设置于连接体642。

挡片880在连接体642及滑块850的带动下沿第一方向H1的反向运动时，能够切断第一光电开关702。在第一光电开关702被切断时，电机840停止转动、滑块850停止运动，此时第二导热部6224伸入开口区域403。

挡片880在连接体642及滑块850的带动下沿第一方向H1运动时，能够切断第二光电开关704。在第二光电开关704被切断时，电机840停止转动、滑块850停止运动，此时第二导热部6224停留于远离开口区域403的位置。

在一些实施例中，请参阅图1、图7-图8，第二导热部6224朝向第一基板200的一侧设有温度传感器500，温度传感器500用以监测第二导热部6224的温度；在第二导热部6224伸入至开口区域403时，第二导热部6224背向温度传感器500的一侧与光纤光栅10悬空设置于开口区域403的部分相对设置。电机840被配置为：在温度传感器500监测的第二导热部6224的温度高于阈值温度时带动滑块850运动以使第二导热部6224远离开口区域403。

以上对本申请实施例所提供的光纤光栅退火装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种光纤光栅退火装置，其特征在于，包括：

固定座，所述固定座包括座体和由所述座体围合形成的开口区域；所述座体用以固定光纤光栅；

加热机构，包括相连接的加热体和支撑体；和

运行机构，与所述支撑体连接设置，用以带动所述支撑体及所述加热体朝所述开口区域运动；

其中，在所述光纤光栅固定于所述座体时，所述光纤光栅的一部分悬空设置于所述开口区域；在所述运行机构带动所述支撑体及所述加热体朝所述开口区域运动时，所述加热体能够伸入所述开口区域以对所述光纤光栅悬空设置于所述开口区域的部分进行加热。

2.根据权利要求1所述的光纤光栅退火装置，其特征在于，包括第一基板，所述固定座与所述运行机构间隔设置于所述第一基板；所述开口区域的开口方向朝向第一方向；所述运行机构能够带动所述支撑体及所述加热体沿所述第一方向做往复运动；

在所述运行机构带动所述支撑体及所述加热体朝所述第一方向的反向运动时，所述加热体能够伸入所述开口区域，以对所述光纤光栅悬空设置于所述开口区域的部分进行加热；在所述运行机构带动所述支撑体及所述加热体朝所述第一方向运动时，所述加热体能够远离所述开口区域，以停止对所述光纤光栅悬空设置于所述开口区域的部分进行加热。

3.根据权利要求2所述的光纤光栅退火装置，其特征在于，所述座体包括：

第二基板，所述第二基板包括基板主体部，所述第二基板还包括与所述基板主体部连接的第一延伸部和第二延伸部，所述第一延伸部与所述第二延伸部间隔设置，所述第一延伸部、所述主体部及所述第二延伸部围合形成所述开口区域；和

夹持组件，包括第一夹持组件和第二夹持组件；所述第一夹持组件设置于所述第一延伸部背向所述第一基板一侧，所述第二夹持组件设置于所述第二延伸部背向所述第一基板一侧；将所述光纤光栅中需要退火处理的部分定义为待热处理部，将所述待热处理部的两个端部分别定义为第一端部和第二端部；所述第一夹持组件用以夹持所述光纤光栅的所述第一端部，所述第二夹持组件用以夹持所述光纤光栅的所述第二端部，使得所述光纤光栅的所述待热处理部能够悬空设置于所述开口区域。

4.根据权利要求3所述的光纤光栅退火装置，其特征在于：所述第一夹持组件，包括第一夹持部和第二夹持部；所述第一夹持部包括第一夹持面，所述第二夹持部包括第二夹持面；所述第一夹持面用以支撑所述光纤光栅的所述第一端部放置；所述第一夹持面与所述第二夹持面能够围合形成第一夹持空间；所述第一夹持空间用以容纳所述光纤光栅的所述第一端部放置；在所述第一夹持部与所述第二夹持部呈夹持状态时，所述第一夹持面用以向所述光纤光栅的所述第一端部施加朝向所述第二夹持面的作用力，所述第二夹持面用以向所述光纤光栅的所述第一端部施加朝向所述第一夹持面的作用力；

所述第二夹持组件，包括第三夹持部和第四夹持部；所述第三夹持部包括第三夹持面，所述第四夹持部包括第四夹持面；所述第三夹持面用以支撑所述光纤光栅的所述第二端部放置；所述第三夹持面与所述第四夹持面能够围合形成第二夹持空间；所述第二夹持空间用以容纳所述光纤光栅的所述第二端部放置；在所述第三夹持部与所述第四夹持部呈夹持状态时，所述第三夹持面用以向所述光纤光栅的所述第二端部施加朝向所述第四夹持面的作用力，所述第四夹持面用以向所述光纤光栅的所述第二端部施加朝向所述第三夹持面的作用力。

5.根据权利要求4所述的光纤光栅退火装置，其特征在于：所述第一夹持面设有多个第一槽体，所述多个第一槽体以相互平行且间隔的方式设置；

所述第三夹持面设有多个第二槽体，所述多个第二槽体以相互平行且间隔的方式设置；

每一所述第一槽体与一所述第二槽体相对应，每一相对应的所述第一槽体和所述第二槽体位于同一直线；每一相对应的所述第一槽体和所述第二槽体形成一槽体组；每一所述槽体组用以放置一所述光纤光栅。

6.根据权利要求5所述的光纤光栅退火装置，其特征在于：所述第一夹持部设置于所述第一延伸部背向所述第一基板一侧；所述第二夹持部的一端通过转轴转动连接于所述第一夹持部的一端；所述第二夹持部的另一端通过螺栓锁附连接于所述第一夹持部的另一端，以使所述第一夹持部与所述第二夹持部呈夹持状态设置；所述第三夹持部设置于所述第二延伸部背向所述第一基板一侧；所述第四夹持部的一端通过转轴转动连接于所述第三夹持部的一端；所述第四夹持部的另一端通过螺栓锁附连接于所述第三夹持部的另一端，以使所述第三夹持部与所述第四夹持部呈夹持状态设置。

7.根据权利要求2-6任一项所述的光纤光栅退火装置，其特征在于，所述加热体包括导热体和至少一个加热元件；所述加热元件用以在通电时产生热量并将所述热量传导至所述导热体；在所述运行机构带动所述支撑体及所述加热体朝所述开口区域运动时，所述导热体能够伸入所述开口区域以对所述光纤光栅悬空设置于所述开口区域的部分进行加热。

8.根据权利要求7所述的光纤光栅退火装置，其特征在于，所述运行机构为包括模组座体、电机、丝杆、滑块，所述电机设置于所述模组座体的一端，所述丝杆的一端与所述电机的输出轴连接，所述丝杆的另一端与所述模组座体的另一端连接，所述滑块穿设于所述丝杆；所述丝杆沿所述第一方向设置；所述滑块与所述支撑体连接；在所述电机带动所述丝杆正向或反向转动时，所述滑块能够朝所述第一方向或朝所述第一方向的反方向运动，从而同步带动所述支撑体朝所述第一方向或朝所述第一方向的反方向运动。

9.根据权利要求8所述的光纤光栅退火装置，其特征在于，所述导热体包括：

第一导热部；所述第一导热部连接于所述支撑体，所述至少一个加热元件设置于所述第一导热部背向所述开口区域一侧；和

第二导热部，与所述第一导热部连接；所述第二导热部位于所述第一导热部朝向所述开口区域一侧；所述第二导热部的尺寸小于所述开口区域尺寸；

在所述运行机构带动所述支撑体及所述加热体朝所述开口区域运动时，所述第二导热部能够伸入所述开口区域以对所述光纤光栅悬空设置于所述开口区域的部分进行加热。

10.根据权利要求9所述的光纤光栅退火装置，其特征在于，所述支撑体包括相连接的连接体、第一支撑体和第二支撑体；所述连接体与所述滑块固定连接；所述第一支撑体与所述第二支撑体以相对且间隔的方式固定于所述连接体背向所述滑块一侧；所述第一支撑体与所述第二支撑体围合形成具有第一开口的第一容纳空间，所述第一开口方向朝向所述开口区域一侧，所述第一导热部与所述加热元件设置于所述第一容纳空间，所述第二导热部以伸出所述第一开口的方式设置。

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