[發(fā)明專利]一種多維光纖研磨系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2019-03-05
• 公開（公告）號: CN109746824A
• 公開（公告）日: 2019-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏勇;趙曉玲;張楷;吳萍;胡江西;蘇于東
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶三峽學(xué)院
• 主分類號: B24B37/005
• 分類號: B24B37/005;B24B37/11;B24B37/27;B24B37/34;B24B49/12
• 代理公司: 重慶樂泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50221
• 代理人: 劉敏

本發(fā)明屬于光纖研磨領(lǐng)域，主要涉及一種多維光纖研磨系統(tǒng)，包括：電控三維位移臺、電控轉(zhuǎn)動機構(gòu)、光纖夾持裝置、冷凝裝置、冷凝介質(zhì)添加器、光纖研磨機、光纖端面監(jiān)視裝置、計算機，通過冷凝裝置對光纖夾持裝置內(nèi)部的液體制冷凝固，使得光纖整體被液體密封能夠有效的防止在研磨過程中因為夾持不牢固所導(dǎo)致的光纖斷裂或磨損的情況，利用計算機調(diào)節(jié)電控三維位移臺使得光纖能夠在光纖研磨盤上實現(xiàn)X、Y、Z方向上的三維平動，通過計算機可調(diào)節(jié)電控轉(zhuǎn)動機構(gòu)使光纖端面相對光纖研磨盤面轉(zhuǎn)動，并在研磨過程中通過光纖端面監(jiān)視裝置對研磨過程進行實時的精密監(jiān)測以制備出多種端面結(jié)構(gòu)的光纖耦合器，進而提高光纖耦合器的效率或用于特種光纖傳感。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖研磨設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多維光纖研磨系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著光通訊的迅速發(fā)展，器件、工藝、技術(shù)的不斷成熟，進而衍生出了光纖傳感器的研究。光纖自身體積小、重量輕、價格低、靈敏度高、不易燃易爆、不受電磁干擾等優(yōu)秀特點使得光纖傳感器發(fā)展迅速，也逐步取代了很多傳統(tǒng)的傳感器，成為當(dāng)今主流研究的傳感器。美國、日本、西歐等，很多國家也都很重視光纖傳感器的發(fā)展，國內(nèi)也已經(jīng)有上百家單位在這一領(lǐng)域開展工作。伴隨著光纖通訊的發(fā)展，光纖傳感器的發(fā)展也已經(jīng)拓展到了全球化。

無論是光纖通訊技術(shù)還是光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域，光纖耦合技術(shù)是影響光纖系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，光纖透鏡是光纖耦合的關(guān)鍵部件，發(fā)光芯片與光纖的耦合實質(zhì)上是模場的匹配問題，發(fā)光芯片發(fā)出的光耦合進入光纖的越多，光纖通信距離就越遠，中繼距離也就越遠；而提高模場匹配的基本途徑是在耦合系統(tǒng)中加入光學(xué)透鏡以提高光耦合的效率，目前解決的方法是利用熔融原理直接對光纖端面進行局部加熱使之形成錐形透鏡光纖，但這種方法弊端較多例如無法準確控制研磨端面的曲率半徑導(dǎo)致耦合效率較低難，現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種光纖耦合器，裝置為直接利用光纖夾具固定光纖，利用電機帶動拋磨盤對光纖進行研磨，雖然可以解決熔融法制備光纖端面可控性不高的問題，但該裝置只能制備單一結(jié)構(gòu)球狀透鏡和柱狀透鏡光纖端面，不能得到圓錐形、楔形、多角錐形結(jié)構(gòu)的光纖端面，另外在光纖夾持的方式上存在明顯的弊端，在實際操作中通常采用傳統(tǒng)加壓式的夾持方式，這使得光纖在研磨過程中常常因為夾持過度或不足導(dǎo)致光纖相對夾持裝置滑動，進而引起側(cè)端嚴重磨損變形或是斷裂的現(xiàn)象，因此，隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的光纖研磨技術(shù)已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代的技術(shù)發(fā)展，需要一種新的光纖研磨技術(shù)滿足技術(shù)發(fā)展的要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種多維光纖研磨系統(tǒng)，提供一種利用凝華或凝固機理對光纖進行夾持的技術(shù)方案，用于實現(xiàn)制作圓錐形、楔形、多角錐形狀結(jié)構(gòu)的光纖端面，用于解決光纖研磨夾持時存在的磨損問題和提高光纖研磨端面精度的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種多維光纖研磨系統(tǒng)，用于研磨光纖，包括：電控三維位移臺，用于帶動光纖在在空間中上完成X、Y、Z方向上的三維平動，以調(diào)整光纖在空間中的位置，包括相互交錯設(shè)置的Z向電控位移臺、Y向電控位移臺、X向電控位移臺；電控轉(zhuǎn)動機構(gòu)，設(shè)置在電控三維位移臺上，用于帶動光纖在空間中完成軸向轉(zhuǎn)動和調(diào)節(jié)光纖端面傾斜角度，通過轉(zhuǎn)動和平動的矢量疊加在研磨過程中得到錐形結(jié)構(gòu)不同的光纖耦合端面；光纖夾持裝置，通過凝華或凝固機理用于夾持光纖進而避免光纖研磨過程中的松動磨損光纖的現(xiàn)象，設(shè)置在電控轉(zhuǎn)動機構(gòu)的端部，包括用于穿過光纖的光纖夾持槽、設(shè)置在光纖夾持槽兩端的孔套、以及設(shè)置在光纖夾持槽上的進液孔及出液孔；冷凝裝置，用于降低光纖夾持裝置內(nèi)溫度對光纖進行固定，包括冷凝箱、設(shè)置在光纖夾持裝置內(nèi)的散熱片以及設(shè)置在冷凝箱內(nèi)的制冷片；冷凝介質(zhì)添加器，用于向光纖夾持槽內(nèi)添加冷凝介質(zhì)，與光纖夾持裝置的進液孔及出液孔相連；光纖研磨機，用于對光纖端面進行研磨以制備結(jié)構(gòu)不同的光纖研磨端面，設(shè)置在光纖夾持槽的一端；光纖端面監(jiān)視裝置，用于在研磨過程中對光纖端面進行實時監(jiān)測，設(shè)置在光纖夾持槽靠近光纖研磨機的一端；以及計算機，用于顯示光纖端面研磨情況和控制光纖研磨機、電控三維位移臺、電控轉(zhuǎn)動機構(gòu)、冷凝裝置的工作參數(shù)和電流。