一种微米级石英薄膜制备装置及其制备方法制造方法及图纸

技术编号:17960237 阅读:38 留言:0更新日期:2018-05-16 05:37
本发明专利技术公开了微米级石英薄膜制备装置及制备方法,包括压力装置、石英管、顶端加热装置、运动控制装置、光耦合装置、光源装置及光谱采集装置,压力装置对石英管第一端加压,顶端加热装置向石英管第二端加热,形成包含球形薄膜结构的石英管,运动控制装置控制包含球形薄膜结构石英管侧端与光耦合装置第一端对齐,形成法布里‑珀罗干涉仪,光源装置发射的光源导入法布里‑珀罗干涉仪内形成光谱,并传送至光谱采集装置,光谱采集装置对其分析,确定侧端薄膜厚度,并将厚度满足要求的侧端薄膜确定为微米级石英薄膜,上述方法制备的微米级石英薄膜均匀平整,因不需研磨,操作简单,不存在易燃、易爆或有毒气体,不需采取防止环境污染措施,降低成本。

Device for preparing micron grade quartz film and preparation method thereof

The invention discloses a preparation device and a preparation method of a micron grade quartz film, including a pressure device, a quartz tube, a top heating device, a motion control device, a light coupling device, a light source device and a spectral collection device. The pressure device is pressurized at the first end of the quartz tube, and the top is heated and installed to the second end of the quartz tube to form a package. A quartz tube containing a spherical film structure, the motion control device controls the alignment of the side end of a spherical thin film structure with the first end of the optical coupling device, forming a Fabri refractive Perot interferometer. The light source emitted by the light source device is introduced into the Fabri refractive Perot interferometer to form a spectrum, and transmitted to the spectral collection device and the spectral collection. The thickness of the side end film is determined and the side end film of the thickness is determined to be micrometer quartz film. The micrometer quartz film prepared by the above method is evenly leveled. Because of no grinding, simple operation, no inflammable, explosive or toxic gas, no environmental pollution prevention measures are needed. Ben.

【技术实现步骤摘要】
一种微米级石英薄膜制备装置及其制备方法
本专利技术属于光纤传感
,尤其涉及一种微米级石英薄膜制备装置及其制备方法。
技术介绍
石英薄膜多用于光纤器件,现有的石英薄膜的制备方法是利用端面研磨或气相沉积的方法制备超薄的石英薄膜,端面研磨方法需要使用研磨机对制备材料进行研磨,一旦研磨的某一部位不符合要求,就需要重新研磨,操作繁琐;气相沉积方法需要进行化学反应,化学反应得到的石英薄膜可能存在不平整的现象,且化学反应后的余气易燃、易爆或有毒,因此还需要采取防止环境污染的措施,操作复杂且成本较高。因此,现有的石英薄膜的制备方法存在着一旦研磨的某一部位不符合要求,就需要重新研磨,操作繁琐,化学反应得到的石英薄膜可能存在不平整的现象,且化学反应后的余气易燃、易爆或有毒,需要采取防止环境污染的措施,操作复杂且成本较高的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种微米级石英薄膜制备装置及其制备方法,旨在解决现有的石英薄膜的制备方法存在的一旦研磨的某一部位不符合要求,就需要重新研磨,操作繁琐,化学反应得到的石英薄膜可能存在不平整的现象,且化学反应后的余气易燃、易爆或有毒,需要采取防止环境污染的措施,操作复杂且成本较高的技术问题。为实现上述目的,本专利技术第一方面提供一种微米级石英薄膜制备装置,所述制备装置包括:压力装置、石英管、顶端加热装置、运动控制装置、光耦合装置、光源装置及光谱采集装置;所述压力装置与所述石英管的第一端相连接,所述石英管的第二端置于所述顶端加热装置内,所述顶端加热装置用于向所述石英管的第二端进行加热处理,使所述石英管的第二端受热熔融封闭,所述压力装置向第二端受热熔融封闭的石英管的第一端进行加压处理,同时所述顶端加热装置向石英管的受热熔融封闭的一端进行加热处理,形成包含球形薄膜结构的石英管;所述运动控制装置的第一端与包含球形薄膜结构的石英管的侧端夹持连接,所述运动控制装置的第二端与所述光耦合装置的第一端夹持连接,所述运动控制装置用于控制包含球形薄膜结构的石英管的侧端与所述光耦合装置的第一端水平对齐,以形成法布里-珀罗干涉仪,其中,所述侧端为球形薄膜结构的顶端,所述法布里-珀罗干涉仪包括所述侧端、所述光耦合装置的第一端、及之间的立体空间;所述光耦合装置的第二端与所述光源装置相连接,所述光耦合装置的第三端与所述光谱采集装置相连接,所述光源装置向所述光耦合装置发射光源,所述光源经过所述光耦合装置的第二端导入所述法布里-珀罗干涉仪内,在被所述侧端的薄膜反射后,形成光谱,所述光谱返回所述光耦合装置内,并经过所述光耦合装置的第三端传送至所述光谱采集装置,所述光谱采集装置对所述光谱进行分析处理,确定所述侧端的薄膜的厚度,将满足预设厚度条件的侧端的薄膜确定为所述微米级石英薄膜。进一步的,所述压力装置包括双通道微量注射泵及注射器,所述双通道微量注射泵置于所述注射器内,所述双通道微量注射泵用于对所述注射器施加压力。进一步的,使用紫外固化胶将所述石英管的第一端与所述注射器的注射口密封连接。进一步的,所述石英管的内径为10um~800um,所述石英管的外径为100um~1000um。为实现上述目的,本专利技术第二方面提供一种微米级石英薄膜制备方法,所述制备方法用于本专利技术第一方面所述的制备装置,所述方法包括:对石英管进行加压处理及加热处理,得到包含球形薄膜结构的石英管;利用运动控制装置将包含球形薄膜结构的石英管的侧端与光耦合装置的第一端水平对齐,以形成法布里-珀罗干涉仪,其中,所述侧端为所述石英管经过加压处理及加热处理形成的球形薄膜结构的顶端,所述法布里-珀罗干涉仪包括所述侧端、所述光耦合装置的第一端、及之间的立体空间;光源装置向所述光耦合装置发射光源,所述光源经过所述光耦合装置的第二端导入所述法布里-珀罗干涉仪内,在被所述侧端的薄膜反射后,形成光谱,所述光谱返回所述光耦合装置内,并经过所述光耦合装置的第三端传送至光谱采集装置;所述光谱采集装置对所述光谱进行分析处理,确定所述侧端的薄膜的厚度,并将满足预设厚度条件的侧端的薄膜确定为所述微米级石英薄膜。进一步的,所述对石英管进行加压处理及加热处理,得到包含球形薄膜结构的石英管,包括:利用顶端加热装置对所述石英管的第二端进行加热处理,使所述石英管的第二端受热熔融封闭;利用压力装置对第二端受热熔融封闭的石英管的第一端进行加压处理,同时利用所述顶端加热装置对所述石英管的受热熔融封闭的一端进行加热处理,得到包含球形薄膜结构的石英管。进一步的,所述光谱采集装置对所述光谱进行分析处理,确定所述侧端的薄膜的厚度,包括:所述光谱采集装置对所述光谱进行分析处理,得到所述光谱的波长和所述法布里-珀罗干涉仪的自由光谱程;利用所述光谱的波长、所述自由光谱程及所述法布里-珀罗干涉仪的腔内折射率确定所述侧端的薄膜的厚度。进一步的,所述利用所述光谱的波长、所述自由光谱程及所述法布里-珀罗干涉仪的腔内折射率确定所述侧端的薄膜的厚度,包括:利用公式L=λ2/2nΔλ确定所述侧端的薄膜的厚度;其中,L为所述侧端的薄膜的厚度,λ为所述光谱的波长,Δλ为所述法布里-珀罗干涉仪的自由光谱程,n为所述法布里-珀罗干涉的腔内折射率。进一步的,所述利用顶端加热装置对所述石英管的第二端进行加热处理,使所述石英管的第二端受热熔融封闭,包括:对所述石英管的第二端进行平整处理,将平整处理后的石英管的第二端置于所述顶端加热装置内,利用所述顶端加热装置向平整处理后的石英管的第二端进行加热处理,使所述石英管的第二端受热熔融封闭。进一步的,所述将满足预设厚度条件的侧端的薄膜确定为所述微米级石英薄膜,之前还包括:判断所述侧端的薄膜的厚度是否满足所述预设厚度条件;若所述侧端的薄膜的厚度满足所述预设厚度条件,则执行所述将满足预设厚度条件的侧端的薄膜确定为所述微米级石英薄膜的步骤;若所述侧端的薄膜的厚度不满足所述预设厚度条件,则在对包含球形薄膜结构的石英管同时进行加压处理及加热处理后,返回执行所述判断所述侧端的薄膜的厚度是否满足所述预设厚度条件的步骤。本专利技术提出的一种微米级石英薄膜制备装置,与现有技术相比,利用压力装置向石英管的第一端进行加压处理,利用顶端加热装置向石英管的第二端进行加热处理,石英管经过加压处理和加热处理后,会形成包含球形薄膜结构的石英管,利用光谱采集装置确定包含球形薄膜结构的石英管的侧端的薄膜的厚度,若该厚度不满足预设厚度条件,则利用压力装置继续加压处理及利用顶端加热装置继续加热处理,直到侧端的薄膜的厚度满足预设厚度条件,得到所需要的微米级石英薄膜,通过上述方式制备的微米级石英薄膜比端面研磨法和气相沉积法制备的微米级石英薄膜更加均匀平整,且因为不需要研磨,所以操作更加简单,因制备过程中只需要进行加压处理和加热处理,不存在易燃、易爆或有毒气体,所以不需采取防止环境污染措施,降低成本。附图说明图1为本专利技术第一实施例提供的一种微米级石英薄膜制备装置的结构示意图;图2为本专利技术第二实施例提供的一种微米级石英薄膜制备方法的流程示意图;图3为图2所示实施例中的步骤201的细化步骤的流程示意图;图4为图2所示实施例中的步骤204的细化步骤的流程示意图;图5为本专利技术第三实施例提供的一种微米级石英薄膜制备方法的流程示意图。具体实施方式为使得本本文档来自技高网...
一种微米级石英薄膜制备装置及其制备方法

【技术保护点】
一种微米级石英薄膜制备装置,其特征在于,所述制备装置包括:压力装置、石英管、顶端加热装置、运动控制装置、光耦合装置、光源装置及光谱采集装置;所述压力装置与所述石英管的第一端相连接,所述石英管的第二端置于所述顶端加热装置内,所述顶端加热装置用于向所述石英管的第二端进行加热处理,使所述石英管的第二端受热熔融封闭,所述压力装置向第二端受热熔融封闭的石英管的第一端进行加压处理,同时所述顶端加热装置向石英管的受热熔融封闭的一端进行加热处理,形成包含球形薄膜结构的石英管;所述运动控制装置的第一端与包含球形薄膜结构的石英管的侧端夹持连接,所述运动控制装置的第二端与所述光耦合装置的第一端夹持连接,所述运动控制装置用于控制包含球形薄膜结构的石英管的侧端与所述光耦合装置的第一端水平对齐,以形成法布里‑珀罗干涉仪,其中,所述侧端为球形薄膜结构的顶端,所述法布里‑珀罗干涉仪包括所述侧端、所述光耦合装置的第一端、及之间的立体空间;所述光耦合装置的第二端与所述光源装置相连接,所述光耦合装置的第三端与所述光谱采集装置相连接,所述光源装置向所述光耦合装置发射光源,所述光源经过所述光耦合装置的第二端导入所述法布里‑珀罗干涉仪内,在被所述侧端的薄膜反射后,形成光谱,所述光谱返回所述光耦合装置内,并经过所述光耦合装置的第三端传送至所述光谱采集装置,所述光谱采集装置对所述光谱进行分析处理,确定所述侧端的薄膜的厚度,将满足预设厚度条件的侧端的薄膜确定为所述微米级石英薄膜。...

【技术特征摘要】
1.一种微米级石英薄膜制备装置,其特征在于,所述制备装置包括:压力装置、石英管、顶端加热装置、运动控制装置、光耦合装置、光源装置及光谱采集装置;所述压力装置与所述石英管的第一端相连接,所述石英管的第二端置于所述顶端加热装置内,所述顶端加热装置用于向所述石英管的第二端进行加热处理,使所述石英管的第二端受热熔融封闭,所述压力装置向第二端受热熔融封闭的石英管的第一端进行加压处理,同时所述顶端加热装置向石英管的受热熔融封闭的一端进行加热处理,形成包含球形薄膜结构的石英管;所述运动控制装置的第一端与包含球形薄膜结构的石英管的侧端夹持连接,所述运动控制装置的第二端与所述光耦合装置的第一端夹持连接,所述运动控制装置用于控制包含球形薄膜结构的石英管的侧端与所述光耦合装置的第一端水平对齐,以形成法布里-珀罗干涉仪,其中,所述侧端为球形薄膜结构的顶端,所述法布里-珀罗干涉仪包括所述侧端、所述光耦合装置的第一端、及之间的立体空间;所述光耦合装置的第二端与所述光源装置相连接,所述光耦合装置的第三端与所述光谱采集装置相连接,所述光源装置向所述光耦合装置发射光源,所述光源经过所述光耦合装置的第二端导入所述法布里-珀罗干涉仪内,在被所述侧端的薄膜反射后,形成光谱,所述光谱返回所述光耦合装置内,并经过所述光耦合装置的第三端传送至所述光谱采集装置,所述光谱采集装置对所述光谱进行分析处理,确定所述侧端的薄膜的厚度,将满足预设厚度条件的侧端的薄膜确定为所述微米级石英薄膜。2.根据权利要求1所述的制备装置,其特征在于,所述压力装置包括双通道微量注射泵及注射器,所述双通道微量注射泵置于所述注射器内,所述双通道微量注射泵用于对所述注射器施加压力。3.根据权利要求2所述的制备装置,其特征在于,使用紫外固化胶将所述石英管的第一端与所述注射器的注射口密封连接。4.根据权利要求1所述的制备装置,其特征在于,所述石英管的内径为10um~800um,所述石英管的外径为100um~1000um。5.一种微米级石英薄膜制备方法,所述制备方法用于权利要求1至4任意一项所述的制备装置,其特征在于,所述方法包括:对石英管进行加压处理及加热处理,得到包含球形薄膜结构的石英管;利用运动控制装置将包含球形薄膜结构的石英管的侧端与光耦合装置的第一端水平对齐,以形成法布里-珀罗干涉仪,其中,所述侧端为所述石英管经过加压处理及加热处理形成的球形薄膜结构的顶端,所述法布里-珀罗干涉仪包括所述侧端、所述光耦合装置的第一端、及之间的立体空间;光源装...

【专利技术属性】
技术研发人员:王义平何俊许金山
申请(专利权)人:深圳市光子传感技术有限公司
类型:发明
国别省市:广东,44

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