[發明專利]一種自旋轉光纖鍍膜掩膜裝置及應用該裝置的鍍膜方法

有效

• 申請號: 202010324143.3
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111349886B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 崔俊龍;江秀娟
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C23C14/04
• 分類號: C23C14/04;C23C14/35;C23C14/24
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳偉斌

本發明公開了一種自旋轉光纖鍍膜掩膜裝置，包括固定支撐結構、設于固定支撐結構上并用于光纖旋轉的驅動結構以及對光纖在鍍膜時進行掩膜保護的掩膜結構。本發明的自旋轉光纖鍍膜掩膜裝置在鍍膜過程中具有均勻的旋轉速度，可以在光纖圓柱側面上均勻的濺射膜層，整個自旋轉光纖鍍膜掩膜裝置具有單獨封閉結構，即使出現故障也不會影響鍍膜腔室的環境、鍍膜質量，更不會破壞鍍膜裝置。該裝置體積小，結構堅固非常適用于磁控濺射儀此類鍍膜室空間狹小的鍍膜儀。此裝置設計有掩膜結構，可以實現多膜結構的工藝。另外，此裝置還適用于其他柱狀體的側面鍍膜且鍍膜儀器除磁控濺射儀外，亦可用真空蒸鍍或離子鍍膜儀替代。

技術領域

本發明涉及光纖技術領域，更具體地，涉及一種自旋轉光纖鍍膜掩膜裝置及應用該裝置的鍍膜方法。

背景技術

光纖是一種利用光在玻璃塑料制成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導工具,基于它的通信容量大、中繼距離長、不受電磁干擾、重量輕體積小的優點,在通信方面得到了廣泛的應用。光纖技術的快速發展致使光纖在通信、傳感等領域得到了廣泛的應用。在光通信領域，光信號探測或傳輸需要光纖具有一定的光反射能力，而常規作法是在光纖表面鍍膜來提高光反射能力。在光傳感領域，光纖表面等離子共振傳感器技術受到了廣泛關注和研究，表面等離子共振(Surface Plasmon Resonance，簡稱SPR)是發生在金屬和電介質界面的一種物理光學現象。由于光纖SPR現象對光的入射條件以及環境介質的介電常數變化及其敏感，因而光纖SPR傳感技術在生化、醫學等傳感領域得到了研究者的持久關注。通常，光纖SPR傳感器需要將普通光纖進行去包層或拉錐等預處理，再在裸露的纖芯上鍍厚度均勻的金屬或金屬氧化物薄膜作為表面等離子體波的載體。

現有技術中用于光纖鍍膜手段主要包括：1、光纖化學鍍；2、物理氣相沉積法、3、磁控濺射法等。而化學鍍需要專用設備，受制于膜層種類，所能鍍制膜層種類單一且鍍膜過程繁瑣，不易做到膜層厚度精確控制，且加工效率很低，難以滿足大批量生產的要求。物理氣相沉積法過程簡單，但需要高溫源對反應材料進行加熱。磁控濺射法不僅過程簡單，薄膜厚度容易控制且能鍍多種膜層，可實現較高速率和低溫的操作。對環境改善，無污染，耗材少，成膜均勻致密，與基體的結合力強。該技術廣泛應用于航空航天、電子、光學、機械、建筑、輕工、冶金、材料等領域，可制備具有耐磨、耐腐飾、裝飾、導電、絕緣、光導、壓電、磁性、潤滑、超導等特性的膜層。

目前磁控濺射設備大多都是專門用于基底是平面，大小比較固定的光學鍍膜，不適用于光纖圓柱體表面鍍膜。隨著光器件的研究的發展，在光纖上鍍膜的材料種類多種多樣，工藝復雜度也不斷加大。為了滿足鍍膜順序和鍍膜結構設計的需要，光纖在鍍膜時不僅要實現自旋轉，而且實現掩膜工藝，需要設計相應的鍍膜旋轉掩膜夾具。現有技術公開了一種可用于在光纖側面上鍍膜的旋轉夾具，該裝置的不足之處在于裝置昂貴，并且體積較大，而一般鍍膜真空裝置腔室比較小；此外，在真空狀態下也不能實現光纖掩膜工藝，需要多次破壞真空實驗環境，進而影響鍍膜質量。

發明內容

本發明為克服上述現有技術中鍍膜裝置體積大，成本高且在真空狀態下不能實現光纖掩膜工藝，需要多次破壞真空實驗環境，進而影響鍍膜質量的問題，提供一種自旋轉光纖鍍膜掩膜裝置。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種自旋轉光纖鍍膜掩膜裝置，包括固定支撐結構、設于所述固定支撐結構上并用于光纖旋轉的驅動結構以及對光纖在鍍膜時進行鍍膜保護的掩膜結構。

優選地，所述固定支撐結構包括兩組固定板，所述驅動結構以及掩膜結構安裝在兩組所述固定板之間。

優選地，所述驅動結構包括安裝在兩組固定板相對面上且相互嚙合的中間齒輪以及從動齒輪、與其中一組固定板上的中間齒輪相嚙合的主動齒輪以及連接在兩組所述中間齒輪的連接桿；所述從動齒輪上設置有用于安裝光纖的固定結構。

優選地，所述固定結構包括與所述從動齒輪固定連接并安裝在固定板外側面的固定軸、沿固定軸軸向設置并貫穿所述從動齒輪的中心孔以及設于固定軸周面上并用于鎖緊光纖的螺釘結構。