[發明專利]一種光纖拉錐的方法及其裝置

在審

• 申請號: 201610249036.2
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105739017A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 陳科澎;陸奎;王軍號;梁興柱
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255
• 代理公司: 安徽匯樸律師事務所 34116
• 代理人: 李啟勝

技術領域

本發明涉及光纖通信領域，尤其涉及的是一種光纖拉錐的方法及其裝置。

背景技術

光纖拉錐是將多根去掉涂覆層的裸光纖并排放置成一束，然后利用拉錐機將光纖耦合在一起。拉錐成型的光纖束又叫光分路器或合束器，普遍應用在光通信行業及光纖激光發射器上。拉錐的核心難點在于如何將多根光纖完美的熔融耦合在一起，最終形成理想的光分路器。目前，絕大多數拉錐機采用氫氧焰作為熱源來加熱耦合區，使光纖融化到一定程度再進行拉伸。也有用電加熱的方式作為熱源，還有的用高壓放電電弧作為熱源。這三種方式各有缺點，氫氧焰方式很難控制中心區火焰溫度，并且容易產生溫度漂移。再者氫氧焰是從上方開始加熱光纖束，這將導致光纖束上表面和下表面產生較大溫差，導致光纖受熱不均勻，最終導致耦合器的光分路比差異大，光損大。電加熱方式的主要缺點是電阻材料在長時間使用后表面會有氧化層，將直接降低加熱效果，再者如此高的溫度會使金屬電阻材料發生升華現象，使金屬雜質或碳混入到耦合區。高壓電弧方式的主要缺點是電弧寬度不夠及電弧穩定性不好，很難控制到理想狀態，會導致耦合區受熱不均勻，且金屬電極容易產生升華，將金屬雜質或碳混入耦合區。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種光纖拉錐的方法及其裝置。

本發明是通過以下技術方案實現的：一種光纖拉錐的方法，其特征在于步驟如下：

步驟一、將待加工的光纖束兩端固定；

步驟二、使用分光鏡將激光發射器發射出的激光束分成兩束，光束一和光束二；

步驟三、在光束一的路徑上設置第一全反射鏡，在光束二的路徑上設置第二全反射鏡，調整第一全反射鏡和第二全反射鏡的位置，使光束一和光束二相交于光纖束的待拉伸區域上；

步驟四、在分光鏡和第一全反射鏡之間設置第一準直透鏡和第一擴束透鏡，在第一全反射鏡與帶狀光纖之間設置第一場鏡，使光束一最終聚成一點；在分光鏡和第二全反射鏡之間設置第二準直透鏡和第二擴束透鏡，在第二全反射鏡與帶狀光纖之間設置第二場鏡，使光束二最終聚焦于一點；

步驟五、再次調整第一全反射鏡和第二全反射鏡的位置，并同時調整第一場鏡和第二場鏡的位置，使經過聚焦后的光束一的光斑和光束二的光斑均落在光纖束待拉伸區域；

步驟七、開啟激光發射器，待光纖束熔化時將光線束兩端朝向相反的方向拉伸，實現光纖束的耦合。

作為對上述方案的進一步改進，步驟四中，在第一全反射鏡與第一場鏡之間還設置有第一二次全反射鏡，在第二全反射鏡與第二場鏡之間還設置有第二二次全反射鏡，通過第一全反射鏡、第一二次全反射鏡、第二全反射鏡和第二二次全反射鏡的反射，光束一與光束二的路徑最終重疊，且方向相反。

作為對上述方案的進一步改進，在步驟五和步驟七之間還有步驟六，步驟六為：調整第一場鏡與光纖束待拉伸區域之間的距離和第二場鏡與光纖束待拉伸區域之間的距離，使光纖束的待拉伸區域處于光束的聚焦前光斑能量區、聚焦光斑能量區或聚焦后光斑能量區中。

作為對上述方案的進一步改進，步驟七中，在打開激光發射器后，調節第一場鏡和第二場鏡使光束一和光束二的聚焦光斑能量區中均落在光纖束的待拉伸區域，待光纖束熔化開始拉伸時，調節第一場鏡和第二場鏡使光束一和光束二的聚焦前光斑能量區或聚焦后光斑能量區落在光纖束的待拉伸區域上。

作為對上述方案的進一步改進，光纖束的兩端分別固定在第一三維精密運動平臺和第二三維精密運動平臺上。

作為對上述方案的進一步改進，激光發射器為二氧化氮激光發射器或二氧化碳激光發射器。

作為對上述方案的進一步改進，分光鏡為透射和反射比為50/50的中性分光鏡。

本發明還提供一種光纖拉錐裝置，包括第一三維精密運動平臺、第二三維精密運動平臺和激光發射器，其特征在于:還包括分光鏡、第一全反射鏡和第二全反射鏡，第一全反射鏡和第二全反射鏡分別設置在由分光鏡射出兩束激光的光路路徑上，在分光鏡和第一全反射鏡之間設置有第一準直透鏡和第一擴束透鏡，第一準直透鏡設置在分光鏡和第一擴束透鏡之間，在第一全反射鏡與光纖束之間設置有第一場鏡，在分光鏡和第二全反射鏡之間設置有第二準直透鏡和第二擴束透鏡，第二準直透鏡設置在分光鏡和第二擴束透鏡之間，在第二全反射鏡與光纖束之間設置有第二場鏡，在第一全反射鏡與第一場鏡之間還設置有第一二次全反射鏡，在第二全反射鏡與第二場鏡之間還設置有第二二次全反射鏡，通過第一全反射鏡、第一二次全反射鏡、第二全反射鏡和第二二次全反射鏡的反射，由分光鏡分出的兩束激光最終路徑重疊，且方向相反。