[發明專利]一種二氧化碳熔接機及其進行熔接的方法

在審

• 申請號: 201910294920.1
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109828333A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 鞠有倫;吳雪松;姜曉帆;王冰;周大超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種二氧化碳熔接機及其進行熔接的方法，它屬于光纖熔接及激光焊接技術領域。解決現有熔接裝置使用壽命短，熔接過程中光照射不均勻，光學材料受熱不一致，難以精確控制焊接點大小的問題。裝置包括二氧化碳激光器、三個45°反射鏡、光學斬波器、激光聚焦裝置、兩個夾具裝置、三維電動平移臺及操作臺。方法：調節待熔接的部件相貼合處位于第二全反射光罩的焦點處，發射的激光束反射至斬波器，然后反射至激光聚焦裝置，得到外部激光束，外部激光束直射在全反射光錐前端，并將散射激光束反射至第一全反射光罩內環表面，將散射激光束匯聚成平行激光束，平行激光束匯聚至第二全反射光罩的焦點處。

技術領域

本發明屬于光纖熔接及激光焊接技術領域。

背景技術

隨著高功率固體激光、光纖激光的發展，以及高功率半導體激光光束質量的不斷改善，高功率傳能光纖的需求將會日益增加。高功率傳能裸光纖在直接應用過程中存在以下問題需要解決：

1、光纖芯徑很細，高功率激光通過透鏡聚焦進入光纖，光纖端面的功率密度極高，光纖很容易損壞，所以要求光纖端面無任何損傷及污染，要求極為苛刻；

2、光纖端面面積很小，不容易進行鍍膜處理，激光進入無鍍膜光纖端面存在較大的損耗，會產生更多損壞光纖的熱量；

3、裸光纖兩端在安裝、拆卸過程中強度低，夾持很不方便。通過光纖兩端熔接大直徑石英端帽，并在端帽兩端進行鍍膜處理可完全解決光纖端面功率密度高、損耗大以及夾持不方便的問題。

但現有光纖與光纖熔接以及光纖與端帽熔接裝置使用壽命短，在熔接過程中光照射不均勻，光學材料受熱不一致，難以控制熔接點大小。

發明內容

本發明目的是要解決現有光纖與光纖熔接以及光纖與端帽熔接裝置使用壽命短，在熔接過程中光照射不均勻，光學材料受熱不一致，難以精確控制熔接點大小的問題，而提供一種二氧化碳熔接機及其進行熔接的方法。

一種二氧化碳熔接機包括二氧化碳激光器、第一45°反射鏡、第二45°反射鏡、第三45°反射鏡、光學斬波器、激光聚焦裝置、第一夾具裝置、第二夾具裝置、三維電動平移臺及操作臺；

所述的操作臺包括上層工作臺面和底層工作臺面；

所述的二氧化碳激光器及第一45°反射鏡設置于底層工作臺面上；

所述的第二45°反射鏡、第三45°反射鏡、光學斬波器、激光聚焦裝置、第一夾具裝置、第二夾具裝置及三維電動平移臺設置于上層工作臺面上；且與光學斬波器位置對應的上層工作臺面上設置通孔；

二氧化碳激光器的前端設置第一45°反射鏡，二氧化碳激光器發射的激光束通過第一45°反射鏡向上穿出上層工作臺面上設置的通孔，反射至光學斬波器；

所述的光學斬波器上方設置有第二45°反射鏡，與第二45°反射鏡相對的位置設置有第三45°反射鏡，光學斬波器斬波后得到的低功率且穩定的激光束依次通過第二45°反射鏡及第三45°反射鏡反射至激光聚焦裝置；

所述的激光聚焦裝置包括全反射光錐、第一全反射光罩、第二全反射光罩、支撐裝置及環形支架；

環形支架包括第一圓形側壁、連接片及第二圓形側壁，所述的第二圓形側壁通過連接片同心固定于第一圓形側壁內部；

支撐裝置包括底座、第一支撐部及第二支撐部，第一支撐部及第二支撐部分別位于底座左右兩側；

所述的第一支撐部上設有第一安裝孔，第二支撐部上設有第二安裝孔，第一安裝孔內部延激光束傳播方向依次設置第一全反射光罩及環形支架，且所述的全反射光錐設置于第二圓形側壁內部；

所述的第二安裝孔內部設置第二全反射光罩；