CN2630871Y - 一种光纤加工装置 - Google Patents

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曹介元
韶强
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Abstract

本实用新型公开了一种光纤加工装置,旨在提供一种加热区可以很宽、光纤受热均匀、烧成的扩束光斑工作距离长且均匀、减小传导模在光纤内的传输损耗、在作成光纤准直器后,经研磨和抛光,光斑大小容易控制且成品率高的光纤加工装置。该光纤加工装置包括机体(1)、光纤握持夹(2)、加热器(3)、扫描平台(4)、控制器(9),所述的扫描平台(4)主要由步进电机(5)、螺杆(6)、螺母块(7)、滑轨(8)组成。该光纤加工装置广泛应用在光纤通讯领域。

Description

一种光纤加工装置
技术领域
本实用新型涉及一种光纤加工装置。
背景技术
目前,TEC光纤是通过一定温度下加热一段普通单模光纤使光纤内的掺杂离子在高温下热扩散,改变光纤径向梯度折射率分布,从而在不改变光纤几何尺寸的情况下,增大传导模的模场直径。它可用于不同光纤之间的对接,经扩束后的模场直径互相匹配减小光纤间的拼接损耗,用于光纤激光器和光纤的耦合,提高耦合效率,作成准直器用于光纤微光器件如隔离器,环行器中减小耦合损耗。现有的TEC光纤制造方法都是采用静止的气体火头,受到加热器火焰形状的限制。现有的光纤加工装置存在以下不足:加热区不可能很宽,因火焰的内、中、外火焰的温度不同,光纤受热不均匀,烧成的扩束光斑工作距离短且不均匀,从而增加传导模在光纤内的传输损耗、在作成光纤准直器后,经研磨和抛光,光斑大小不易控制,成品率低。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是改善现有技术的不足,提供一种光纤加工装置。该光纤加工装置加热区可以很宽、光纤受热均匀、烧成的扩束光斑工作距离长且均匀、减小传导模在光纤内的传输损耗且在作成光纤准直器后,经研磨和抛光、光斑大小容易控制、成品率高。
本实用新型所采用的技术方案是:本实用新型包括机体、光纤握持夹、加热器、控制器,所述光纤握持夹设置在所述机体工作台面的前部,所述控制器设置在所述机体上并与其相连,其特征在于:它还包括扫描平台,所述扫描平台设置在所述机体工作台面的后部,所述加热器的尾端与所述扫描平台相连接,所述加热器的加热端大致位于光纤握持夹中部位置。
所述的扫描平台主要由步进电机、螺杆、螺母块、滑轨组成,所述螺杆与所述步进电机的转子相连接,所述螺母块与所述螺杆相匹配连接,所述螺母块又与所述滑轨相滑动连接。
所述的加热器由氢气喷头、氧气喷头、导氢管、导氧管组成,所述氢气喷头与所述导氢管的一端相连接,所述导氢管的另一端穿过所述螺母块并与之固定连接,所述氧气喷头与所述导氧管的一端相连接,所述导氧管的另一端穿过所述螺母块并与之固定连接,所述氢气喷头的出气方向与所述氧气喷头的出气方向相对。
所述的控制器包括控制电路板模块、光纤握持夹动作控制模块、加热器氢氧流量和温度感应控制模块、扫描平台移动速度及移动量的控制模块,所述光纤握持夹动作控制模块、所述加热器氢氧流量和温度感应控制模块、所述扫描平台移动速度及移动量的控制模块与所述控制电路板模块相连接。
本实用新型的有益效果是:本实用新型由于采用了扫描平台,而扫描平台又由步进电机、螺杆、螺母块、滑轨等组成,在加工光纤时,加热器跟随扫描平台做左右运动,所以该光纤加工装置加热区可以很宽、光纤受热均匀、烧成的扩束光斑工作距离长且均匀、从而减小传导模在光纤内的传输损耗且在作成光纤准直器后、经研磨和抛光、光斑大小容易控制、成品率高。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图;图2是本实用新型扫描平台的结构示意图;图3是本实用新型加热器的结构示意图;图4是本实用新型工艺控制流程图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示,本实用新型包括机体1、光纤握持夹2、加热器3、扫描平台4、控制器9,所述光纤握持夹2设置在所述机体1工作台面的前部,所述控制器9设置在所述机体1上并通过线路和管路与其相连,所述的控制器9包括控制电路板模块、光纤握持夹2动作控制模块、加热器3氢氧流量控制模块、扫描平台4移动速度及移动量的控制模块,所述光纤握持夹2动作控制模块、所述加热器3氢氧流量及温度感应控制模块、所述扫描平台4移动速度及移动量的控制模块与所述控制电路板模块相连接。所述扫描平台4设置在所述机体1工作台面的后部,所述的扫描平台4主要由步进电机5、精密螺杆6、螺母块7、滑轨8组成,所述螺杆6和所述螺母块7是一根精密螺距的细牙螺杆和一个带有防回差装置的移动螺母块,所述螺杆6与所述步进电机5的转子相连接,所述螺母块7与所述螺杆6相匹配连接,所述螺母块7又与所述滑轨8相滑动连接。本实施例中所选用步进马达型号为:HT17-068,DC4V,0.95A。所述控制器9控制和驱动“步进电机”作旋转运动。“速度位移选择”可以通过电脑键盘人工设置和输入旋转速度,旋转的加速度或减速度及启动、停止和运行时间。步进电机5又通过所述扫描平台4将旋转运动转换成火头沿光纤轴的轴向移动。
所述加热器3的尾端即导氢管12和导氧管13与所述扫描平台4相连接,所述加热器3的加热端即氢气喷头10和氧气喷头11位于光纤握持夹2中间位置,且光纤通过两喷头中间,所述导氢管12一端与所述氢气喷头10相连接、另一端穿过所述螺母块7上部并与之固定连接,所述导氧管13一端与所述氧气喷头11相连接、另一端穿过所述螺母块7下部并与之固定连接。气体流量控制器选用型号为:5850E,分别控制氢气和氧气。通过控制器9输入“速度、位移、加速、减速”的指令,可以改变双火头沿轴向的扫描速度,扫描的距离L以及扫描的加速度或减速度。改变步进电机5的旋转方向可以改变火头沿轴向由左向右或由右向左的运动方向。火头附带有温度传感器将火焰温度反馈给所述控制器9,从而进一步控制其中的氢、氧气流量阀,改变氢、氧的混合比例和气体流量从而调节火焰的温度。为了提高光纤纤芯热膨胀光斑的轴向均匀性,我们在控制器9中设计了电机的加速度或减速度选择功能。在轴向中心位置,扫描速度快,当向两边扫描时减速,从而延长在两端烧制的时间,使在整个扩束长度内具有几乎相等的扩束直径。本实施例中系统参数的选择范围如下:速度:0.00~2.00MM/S距离:0.00~18.00MM加速度:0.00~0.30MM/S/S减速度:0.01~0.30MM/S/S上述参数设置取决于光斑扩束直径,扩束长度及均匀性要求。实施例中对康宁SMF-28,1550NM单模光纤加工处理,原始光斑直径为9.5微米。若使用静止的火头,光束直径扩展到27.5微米,均匀性为±0.1微米,损耗0.02DB。其扩束长度只能达到4~5MM,但使用现在的火头轴向扫描加热系统,达到上述相同的扩束直径、均匀性及损耗要求,其扩束长度可达到10MM~18MM。所选用的参数为扫描速度1.6MM/S,扫描减速度0.1MM/S/S,扫描距离10MM~18MM。
由加热器3氢氧流量控制模块控制的流量调节及热电偶感应,控制TEC光纤的加热温度。采用光纤轴向扫描系统,发明了动态轴向扫描加热方法来代替现有的静止火头加热法。从而延长了扩束光斑的轴向工作距离。发明了用程序控制扫描速度和扫描距离的非均匀速度运动方式,并任意设定扫描距离,以使在任意长度范围内得到均匀的扩束效果。

Claims (4)

1.一种光纤加工装置:它包括机体(1)、光纤握持夹(2)、加热器(3)、控制器(9),所述光纤握持夹(2)设置在所述机体(1)工作台面的前部,所述控制器(9)设置在所述机体(1)上并与其相连,其特征在于:它还包括扫描平台(4),所述扫描平台(4)设置在所述机体(1)工作台面的后部,所述加热器(3)的尾端与所述扫描平台(4)相连接,所述加热器(3)的加热端大致位于光纤握持夹(2)中部位置。
2.根据权利要求1所述的光纤加工装置,其特征在于:所述的扫描平台(4)主要由步进电机(5)、螺杆(6)、螺母块(7)、滑轨(8)组成,所述螺杆(6)与所述步进电机(5)的转子相连接,所述螺母块(7)与所述螺杆(6)相匹配连接,所述螺母块(7)又与所述滑轨(8)相滑动连接。
3.根据权利要求1或2所述的光纤加工装置,其特征在于:所述的加热器(3)由氢气喷头(10)、氧气喷头(11)、导氢管(12)导氧管(13)组成,所述氢气喷头(10)与所述导氢管(12)的一端相连接,所述导氢管(12)的另一端穿过所述螺母块(7)并与之固定连接,所述氧气喷头(11)与所述导氧管(13)的一端相连接,所述导氧管(13)的另一端穿过所述螺母块(7)并与之固定连接,所述氢气喷头(12)的出气方向与所述氧气喷头(11)的出气方向相对。
4.根据权利要求1或2所述的光纤加工装置,其特征在于:所述的控制器(9)包括控制电路板模块、光纤握持夹(2)动作控制模块、加热器(3)氢氧流量和温度感应控制模块、扫描平台(4)移动速度及移动量的控制模块,所述光纤握持夹(2)动作控制模块、所述加热器(3)氢氧流量和温度感应控制模块、所述扫描平台(4)移动速度及移动量的控制模块与所述控制电路板模块相连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100455410C (zh) * 2006-12-29 2009-01-28 北京交通大学 光纤轴向磨抛厚度精确控制方法及装置
CN102335867A (zh) * 2011-11-11 2012-02-01 张先宾 光纤跳线自动化研磨机
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