[發明專利]工業級操作光纖的更換方法

有效

• 申請號: 202110568276.X
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113333943B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 矯岢蓉;孔慶慶;沈華;朱日宏;卞殷旭;韓志剛;張瑞;李岳峰
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

1.工業級操作光纖的更換方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、利用光閘替換加工頭上需要更換的操作光纖，所述光閘包括輸入卡口（1）、準直鏡（2）、實時監測結構（6）和至少兩個光閘輸出通道；每個光閘輸出通道包括反射鏡（3）、聚焦鏡（4）和輸出卡口（5），其中沿第一光軸依次設置輸入卡口（1）、準直鏡（2）、反射鏡（3）和實時監測結構（6），反射鏡（3）的工作面與第一光軸呈45°夾角，沿反射鏡（3）折轉后的第二光軸方向依次設置聚焦鏡（4）和輸出卡口（5）；

轉入步驟2；

步驟2、選擇一根需要更換的操作光纖，將上述需要更換的操作光纖與光閘的輸入卡口（1）連接，轉入步驟3；

步驟3、根據實時監測結構（6）中觀察到的干涉條紋圖樣，調整光閘準直鏡（2）的軸向位置，直到條紋為水平條紋，此時激光準直性好，轉入步驟4；

步驟4、選擇需要使用的光閘輸出通道，將新的操作光纖與光閘輸出卡口（5）連接，轉入步驟5；

步驟5、在光閘準直鏡（2）和實時監測結構（6）之間放置五棱鏡（7），根據折轉后的光軸方向確定光閘聚焦鏡（4）和光閘輸出卡口（5）的中心軸位置，此時聚焦鏡（4）、輸出卡口（5）的徑向位置確定，聚焦鏡（4）、輸出卡口（5）的軸向位置根據光閘空間大小與聚焦鏡（4）的焦距合理放置，此時當前光閘輸出通道中的聚焦鏡（4）、輸出卡口（5）的位置確定，轉入步驟6；

步驟6、撤出五棱鏡（7），在其位置處放置反射鏡（3），調節當前光閘輸出通道中的反射鏡（3）的位置使激光高耦合效率地耦合進當前光閘輸出通道中的操作光纖纖芯中，此時當前光閘輸出通道中的反射鏡（3）裝調完畢，轉入步驟7；

步驟7、根據加工需求，判斷是否存在需要更換的操作光纖，若存在需要更換的操作光纖，返回步驟4，在光閘的其他輸出通道中安裝其他需要使用的操作光纖，直到不存在需要更換的操作光纖，此時操作光纖更換完畢，轉入步驟8；

步驟8、選擇新的操作光纖進行工作，通過實時監測結構（6）觀察到的干涉條紋監控光軸上的光學器件狀態，當條紋方向與豎直方向的夾角超過設定的閾值時，及時關閉激光。

2.根據權利要求1所述的工業級操作光纖的更換方法，其特征在于：實時監測結構（6）包括實時監測反射鏡（61）、收光器（62）、衰減片（63）、楔形平板（64）、實時監測聚焦鏡（65）、CCD（66）；

沿第一光軸方向依次設置實時監測反射鏡（61）、衰減片（63）和楔形平板（64），實時監測反射鏡（61）和楔形平板（64）的前表面分別與第一光軸呈45°夾角，沿實時監測反射鏡（61）折轉后的第三光軸方向設置收光器（62），沿楔形平板（64）折轉后的第四光軸方向依次設置實時監測聚焦鏡（65）和CCD（66）。

3.根據權利要求2所述的工業級操作光纖的更換方法，其特征在于：所述實時監測結構（6）中的實時監測反射鏡（61）將大部分激光反射到收光器（62）中進行吸收處理，透射過實時監測反射鏡（61）的激光經過衰減片（63）進行能量衰減，傳輸到楔形平板（64）上形成剪切干涉，實時監測聚焦鏡（65）將干涉條紋會聚到CCD（66）上進行觀察。

4.根據權利要求2所述的工業級操作光纖的更換方法，其特征在于：所述實時監測結構（6）中，根據CCD（66）探測到的干涉條紋方向監測經過準直鏡（2）的激光的準直性；當條紋方向與水平方向平行時，即為水平條紋（661），此時激光準直性好，準直鏡（2）的軸向位置正確；當條紋方向與水平方向有夾角時，即為第一傾斜條紋（662）或第二傾斜條紋（663），激光準直性差，準直鏡（2）的軸向位置需要進行調整；光束直徑d，條紋剪切量S，楔形平板（64）折射率n，條紋間距b，條紋傾角i，計算出準直激光的發散角，能夠準確得知激光準直性情況，調節準直鏡（2）的軸向位置使得準直激光的發散角達到目標值。