[發明專利]一種無損耗超高真空光纖導入裝置及方法

有效

• 申請號: 201611149984.5
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106526770B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 張鵬飛;王鑫;宋麗軍;李剛;張天才
• 申請（專利權）人: 山西大學
• 主分類號: G02B6/44
• 分類號: G02B6/44
• 代理公司: 山西五維專利事務所(有限公司) 14105
• 代理人: 程園園

本發明涉及一種無損耗超高真空光纖導入裝置及方法，主要包括使用中心開有通孔的彈性材料密封件結合管狀管接頭的光纖導入裝置。采用此裝置將裸光纖穿過彈性材料密封件中心小孔，光纖和彈性材料密封件同時受到機械擠壓從而達到真空密封。結合本發明涉及的采用此導入裝置的真空獲取操作流程以實現光纖無損耗地導入導出超高真空。本發明是為了滿足超高真空中激光由光纖導入導出的實驗和工業生產需求，并且滿足在導入導出過程中激光無損耗的要求，同時可以滿足不同激光波長、不同種類光纖的使用要求。

技術領域

本發明屬于光纖導入裝置技術領域，具體涉及一種無損耗超高真空光纖導入裝置及方法。

背景技術

真空尤其是超高真空不僅為高能粒子、核物理研究及表面科學等基礎學科的眾多研究方面提供必備的實驗環境，而且在半導體工業、航天、國防等關乎國計民生的重要領域都有著廣闊的應用。

真空系統的應用過程中經常需要將光、電、物體移動等物理量由真空外導入或導出真空內。其中光的導入導出方法主要有兩種方式。一種常用的方法為真空窗口，即光直接穿過透光介質從而達到光導入導出真空的目的。在一般的應用中真空窗口的主要目的是觀察真空內部裝置的運行情況。在超高真空系統應用中，人們通常使用玻璃、石英等材料作為光導入導出介質。但是在涉及激光物理實驗和工業生產中普通的真空窗片對不同波長的激光透射率存在差異，不同波長的激光傳輸經過優質的石英真空窗片的透過率存在一定頻率帶寬，而且最高透過率為98％左右，仍有部分光被損耗。而在實際操作過程中人們在窗片表面鍍以介質減反膜來提高激光的透過率以減少光的損耗，但是窗片鍍膜不僅提高了設備成本，而且激光在不同角度穿過窗片時透過率也存在較大差異。另外一種真空光導入的方法是光纖導入。光纖可以在空間上很好地束縛激光光束，因此在光導入導出真空的過程中光纖引導激光不僅損耗低而且更容易控制。但是現有的商用光纖導入導出器件是利用光纖耦合接頭結合玻璃、陶瓷或者塑料等材料來傳導激光并起到真空密封的效果，工藝不僅復雜、而且成本高，另外由于此類激光導入裝置在真空內外均需要使用光纖接頭連接，激光由真空外部(內部)光纖輸出后再次耦合輸入內部(外部)光纖，必定會引入一定激光耦合損耗，通常在1dB左右。而且此類激光導入裝置一旦制作完成光纖的接頭類型即以確定，所以此類裝置只能支持單種光纖或部分種類光纖使用，通用型差。

在部分半導體激光加工和微納材料光譜特性等研究中激光需要由光纖導入導出真空，并需要盡可能減小光在導入導出過程的傳輸損耗，同時還可以支持多種光纖類型，因此亟需一種無損耗通用型的激光真空導入裝置。

發明內容

本發明的目的是解決現有真空光纖導入裝置存在傳輸損耗大和通用型差的技術問題，提供一種無損耗超高真空光纖導入裝置及方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種無損耗超高真空光纖導入裝置，包括緊固螺帽、中間設有通孔的彈性密封塞和管狀接頭，所述緊固螺帽的帽蓋上設有通孔，彈性密封塞的頭部塞裝在管狀接頭的左端口，緊固螺帽與管狀接頭的左端螺紋連接，且使彈性密封塞的尾部位于緊固螺帽的帽腔中。

所述中間設有通孔的彈性密封塞的頭部為錐臺型，以便與管狀接頭密封連接。

所述管狀接頭為一圓柱管，圓柱管左端內壁為與彈性密封塞錐臺型頭部相匹配的錐形面，在圓柱管左端的外壁設有外螺紋，以便與緊固螺帽螺紋連接。

一種采用所述無損耗超高真空光纖導入裝置獲取超高真空的方法，包括以下步驟：