[實(shí)用新型]光纖陣列V型槽超聲波制作裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320182272.9
• 申請(qǐng)日: 2013-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203229457U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州奧克光電設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): C03B33/02
• 分類號(hào): C03B33/02
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 林寶堂

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及光纖陣列制造裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種光纖陣列V型槽超聲波制作裝置。

背景技術(shù)

光纖陣列中V型槽（V－Groove）的用途是放置光纖，并精確定位光纖，其加工精度直接影響光纖的對(duì)接精度，目前通用的加工精度為0.1微米，隨著加工精度的提高，將有利于光分路器的性能提高。通用的V型槽加工方法有兩種：一種是蝕刻工藝，二是接觸式刀片切割工藝。但兩種方法都有欠缺：

蝕刻工藝采用化學(xué)溶液對(duì)石英材料進(jìn)行規(guī)則性的溶解、腐蝕，形成符合設(shè)計(jì)要求的凹凸效果。在制作V-Groove過(guò)程中，采用的腐蝕液一般為：40%的HF、KOH飽和溶液和19mol/L的NaOH溶液,三種溶液均易揮發(fā)，具有毒性，環(huán)境污染嚴(yán)重。溶液在蝕刻時(shí)，速度都很慢，要提高蝕刻效率，需要增加生產(chǎn)成本。而采用的石英材料進(jìn)行蝕刻時(shí)，由于石英材料存在各向同性和異性問(wèn)題，導(dǎo)致對(duì)刻蝕表面粗糙度有較大影響，加工精度受到制約，影響成品的光分路器插入損耗值。由于V型槽加工精度要求高，蝕刻過(guò)程是個(gè)漸進(jìn)過(guò)程，批量生產(chǎn)時(shí)，難以控制所有蝕刻效果保持一致性，導(dǎo)致在保證加工精度的前提下，報(bào)廢率高，或者要降低成本，必須放寬加工要求，產(chǎn)品質(zhì)量必然下降。

刀片切割工藝具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，容易實(shí)現(xiàn)，切割精度較高，加工速度快。但是，這種工藝受刀片質(zhì)量影響非常大，如目前常用鎢鋼材料刀片或陶瓷刀片，在切割石英材料時(shí)，由于硬度高，刀片磨損嚴(yán)重，直接影響V型槽的加工精度。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，還由于刀片在切割過(guò)程中發(fā)生損壞容易導(dǎo)致加工的V型槽出現(xiàn)裂紋或崩口，產(chǎn)品報(bào)廢率較高。另外刀片式切割工藝在檢驗(yàn)過(guò)程遇有難題，對(duì)成本控制和產(chǎn)品質(zhì)量的提高都有影響。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了解決光纖陣列中V型槽采用蝕刻工藝，或現(xiàn)有的接觸式刀片切割工藝造成的速度慢、污染環(huán)境、成本及報(bào)廢率高的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，利用超聲波切割機(jī)對(duì)玻璃基體進(jìn)行高頻率V型槽制作的光纖陣列V型槽超聲波制作裝置。

本實(shí)用新型的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：一種光纖陣列V型槽超聲波制作裝置，其特征是包括超聲波切割機(jī)，在所述的超聲波切割機(jī)設(shè)有聚能刀片，聚能刀片具有V型刀頭，與聚能刀片垂直部位設(shè)有具有粘性膜的模具。本裝置中超聲波切割機(jī)是動(dòng)力主體，模具表面設(shè)有粘性膜，用來(lái)固定被加工的玻璃基材。聚能刀片體積可以制得很少，本身刀頭和待加工V槽相配。聚能刀片在超聲波的作用下，沿玻璃基材表面層按設(shè)計(jì)的光纖陣列方向做高頻率、微振幅的振動(dòng)，一邊使加工物表面產(chǎn)生微小的破碎層，一邊對(duì)其進(jìn)行加工，大幅度地降低聚能刀片的加工負(fù)荷。超聲波的振動(dòng)，致使聚能刀片與加工物之間產(chǎn)生間隙，從而改善了磨粒的冷卻效果，并且通過(guò)防止磨粒鈍化及氣孔堵塞等現(xiàn)象的發(fā)生，提高被加工物的加工速度和精度。

作為優(yōu)選，所述的模具與超聲波切割機(jī)具有固定的相對(duì)位置，待加工的玻璃基材置于模具上。本裝置由超聲波切割機(jī)的動(dòng)作來(lái)完成V型槽的加工，玻璃基材在模具上的位置相對(duì)不變。

作為優(yōu)選，所述的粘性膜的面積大于待加工的玻璃基材的面積。保證待加工的玻璃基材整個(gè)底面均被粘性膜固定，以提高玻璃基材的穩(wěn)定性。

作為優(yōu)選，所述的聚能刀片沿其固定刀桿軸向具有伸縮性結(jié)構(gòu)。工作時(shí)，聚能刀片沿玻璃基材表層做間隔下壓切割，以達(dá)到最佳表面粗糙度值。

作為優(yōu)選，所述的聚能刀片沿其固定刀桿具有高頻擺動(dòng)機(jī)構(gòu)。作業(yè)時(shí)，聚能刀片在超聲波的作用下，沿刀桿半徑方向上會(huì)產(chǎn)生瞬間的伸縮式振動(dòng)，以粉碎被切屑的V型槽磨料顆粒。

作為優(yōu)選，所述的超聲波切割機(jī)產(chǎn)生的超聲波頻率為20000～28000赫茲。高頻率振動(dòng)使聚能刀片對(duì)加工體產(chǎn)生最佳切割效果。

本實(shí)用新型的有效效果是：避免了蝕刻工藝的速度慢、污染環(huán)境以及現(xiàn)有接觸式刀片切割成本及報(bào)廢率高的問(wèn)題，聚能刀片的尺寸可以做得更小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的一種模具和被加工材料關(guān)系結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的一種聚能刀片工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.?模具，2.?聚能刀片，3.?粘性膜，4.?玻璃基材，5.磨料顆粒。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。