一种多功能光纤端面光学加工微型机床，包括主机底座、设置在主机底座上部一端的主轴动力箱，可回转床身导轨通过回转轴与主机底座连接；该多功能光纤端面光学加工微型机床至少由五个自由度（x、y、ωx、ωz、ωx0）的机械装置构成。该微型机床是一种多用途的光纤端面光学加工设备，其能在大锥角状态下工作，它可用于加工光纤端平面、圆锥面、球面及斜面的微型光学元件，同时它可用于光纤切断，光纤端面粗磨成型，精磨修整，研磨抛光等多道工序的光学加工。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种多功能光纤端面光学加工微型机床，包括主机底座、设置在主机底座上部一端的主轴动力箱，可回转床身导轨通过回转轴与主机底座连接；该多功能光纤端面光学加工微型机床至少由五个自由度（x、y、ωx、ωz、ωx0）的机械装置构成。该微型机床是一种多用途的光纤端面光学加工设备，其能在大锥角状态下工作，它可用于加工光纤端平面、圆锥面、球面及斜面的微型光学元件，同时它可用于光纤切断，光纤端面粗磨成型，精磨修整，研磨抛光等多道工序的光学加工。【专利说明】多功能光纤端面光学加工微型机床
本专利技术涉及光纤端面光学加工的
，特别是涉及一种多功能光纤端面光学加工微型机床。
技术介绍
20世纪80年代初出现了扫描进场光学显微镜(SN0M)，它在物理学、化学、材料科学、光学微加工及光谱测量等诸多领域得到了广泛应用。当时在SNOM上使用的传感是将光纤用氢氟酸腐蚀和加热拉伸方法制备成的光纤探针。此后各种用化学腐蚀，加热拉伸制备光纤探针的方法得到了很大的发展。归纳起来，目前制备光纤探针的典型方法是，热拉伸方法:将一对光纤装卡器装在五维调节架上，调节激光束对光纤的垂直性及两个光纤装卡器的同轴度，装在光纤卡器外端的两个直流电机用同一个电流源驱动，以确保两端的拉力相同。选择Φ 125Um单模通讯光纤用乙醇擦拭处理，将其装卡在两个光纤装卡器上，保持间距为10-15mm。控制直流电机的电流为0.4_0.5A，使光纤获得一定的轴向拉力。将激光出摄方向调节到稍高于光纤。调节激光预定输出功率(5-6W)。缓慢降低光束的高度，光班逐渐靠近光纤。当光纤出现三个亮点时，将光束反向调节，光束偏离光纤，光纤得到冷却。按60-90秒时间内升降激光束10-15次的加热速度，重复上述过程直到光纤被拉断，光纤探针形成。用热拉伸法制备光纤探针，重复性相当低，通过调整参数，将得到的光纤探针再在40%氢氟酸中进行快速腐蚀，得到双曲线形光纤探针约占50 %，锥角在30-60度的锥形光纤探针约占10%.能满足一般应用目的分辨率要求。变温腐蚀法:将40%浓度的氢氟酸腐蚀液注入透明的塑料管中，同时将比重较小的异辛烷注入管中，在腐蚀液上方形成3_厚的密封层，防止腐蚀液挥发。塑料管置放于温度可调的恒温水浴中，选择Φ125ιιπι的单模光纤，经三氯乙烯浸泡处理，使光纤一端形成IOmm长的裸露段。用五维调节架固定光纤，同时使光纤裸露段垂直插入腐蚀液中，插入深度约为5mm。裸光纤在20°C腐蚀IOmin后迅速换成40°C腐蚀55min,即获得圆锥型光纤探针，探针最大的锥角可达到74°C。将该探针用于扫描全息光栅(500线/mm)获得的样品图像分辨率与全息光栅的标定结果相符。自SNOM的应用深入发展以来，研究人员对光纤探针的多种制备方法进行了研究，以期获得大锥角，高透光率，高分辨率光纤探针的制备方法。化学腐蚀法，加热拉伸法制备的光纤探针在锥角方面达到了 74°C，虽不能说这是该法制备大锥角探针的极限值，但也难有更大的增加了。由于化学腐蚀法存在腐蚀液浓度、温度，及腐蚀时间等工艺参数的控制问题；热拉伸法也存在拉力，加热温度，加热速度，加热停留时间等工艺参数的控制问题，这两种方法都存在诸多工艺参数控制困难，就产生了制备光纤探针几何形状的一致性差，表面光洁度稳定性差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能制备大锥角光纤探针，并能控制表面光洁度及角度精度的制备光纤探针的光学加工微型机床。本专利技术的技术方案是:一种多功能光纤端面光学加工微型机床，包括主机底座(24)、设置在主机底座(24)上部一端的主轴动力箱(1)，其特征是:可回转床身导轨(11)通过回转轴(26)与主机底座(24)连接； 扇形板圆导轨(15),位于可回转床身导轨(11)与主机底座(24)之间。扇形板圆导轨(15)的圆心通过回转轴(26);用四个圆柱螺钉将扇形板圆导轨(15)固定在主机底座(24)上； 床身导轨回转锁紧装置(10)，安装固定在可回转床身导轨(11)的右侧。床身导轨回转锁紧装置(10)下方的T型铁装入扇形板圆导轨(15)的T型槽之中，两者为动配合；床身导轨回转锁紧装置(10)上的两个紧定螺钉用于锁定或放开可回转床身导轨在扇形板圆导轨上的运动； 高速磨头(23)，通过V型支架(20)与中拖板(21)联接，并保持高速磨头(23)的转轴与主轴(3)的转轴在同一水平面内；单相串激电动机(7)通过支柱(22)与拖板(21)联接，通过皮带及联接在高速磨头(23)轴上的皮带轮(9)带动高速磨头(23)旋转； 中拖板(21)装在大拖板(19)的燕尾导轨上；通过操纵中拖板横向进给手轮(16)，转动横向进给丝杆(18)，使中拖板带动金刚砂磨具获得横向进给运动；大拖板(19)安装在可回转床身导轨(11)上，通过操纵大拖板纵向进给手轮(14)，转动纵向进给丝杆(12)，使金刚砂磨具获得纵向进给运动； 工件夹具(4)是高精度捷合夹头0.15-4mm,通过JTO锥柄安装在主轴(3)上构成的；金刚砂磨具夹具(25)是高精度捷合夹头0.6-6mm，通过莫氏短锥柄安装在高速磨头(23)轴上构成的。回转轴(26 )是由单列向心推力球轴承的内环固定在其轴上，而外环轴向固定在可回转床身导轨(11)之上构成。主机底座(24)的中部设有万向支架(6)，万向支架(6)上安装有显微镜(5)。主轴动力箱(I)内设有调速机构,在主轴动力箱(I)上面设有主轴调速开关(2)。单相串激电动机(7)上连接有高速磨头调速开关(8)。本专利技术的光学加工微型机床，是根据均匀磨损理论，装夹高速磨头(23)上的金刚砂磨具与装夹在工件夹具(4)上的被加工工件接触面上每点的运动轨迹不能重合，磨头(23)除具有绕X轴的旋转运动(ωχ)外，它还具有绕Z轴旋转运动(ω ζ)，以及沿X轴的直线运动(X)，沿Y轴的直线运动(y)，加上装在主轴(3)的工件夹具(4)绕Xo轴的旋转运动(ω Xo),共实现五个自由度(x、y、ωχ、ωζ、ωχο)的运动。通过对某种运动的组合，可实现圆锥面、球面、平面及斜面光纤探针的光学加工。本专利技术的有益效果 该多功能光纤端面光学加工微型机床至少由五个自由度(x、y、ωχ> ωζ、ωχΟ)的机械装置构成。该微型机床是一种多用途的光纤端面光学加工设备，其能在大锥角状态下工作，它可用于加工光纤端平面、圆锥面、球面及斜面的微型光学元件，同时它可用于光纤切断，光纤端面粗磨成型，精磨修整，研磨抛光等多道工序的光学加工。【专利附图】【附图说明】图1该多功能光纤端面光学加工微型机床的立体结构示意图； 图2该多功能光纤端面光学加工微型机床的俯视结构示意图； 图中1.主轴动力箱、2.主轴调速开关、3.轴、4.工件夹具、5.显微镜、6.万向支架、7.单相串激电动机、8.高速磨头调速开关、9.皮带轮、10.床身导轨回转锁定装置、11.可回转床身导轨、12.纵向进给丝杠、13.紧定螺钉、14.大拖板纵向进给手轮、15.扇型板圆导轨、16.中拖板横向进给手轮、17.紧定螺钉、18.横向进给手轮、19.大拖板、20.V型支架、21.中拖板、22.支柱、23.高速磨头、24.主机底座、25.金刚砂磨具夹具、26.回转轴。【具体实施方式】参见图1-本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多功能光纤端面光学加工微型机床，包括主机底座（24）、设置在主机底座（24）上部一端的主轴动力箱（1），其特征是：可回转床身导轨（11）通过回转轴（26）与主机底座（24）连接；?扇形板圆导轨（15），位于可回转床身导轨（11）与主机底座（24）之间；扇形板圆导轨（15）的圆心通过回转轴（26）；用四个圆柱螺钉将扇形板圆导轨（15）固定在主机底座（24）上；床身导轨回转锁紧装置（10），安装固定在可回转床身导轨（11）的右侧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许鹏，许明禄，高怡，熊志华，
申请(专利权)人：西安威尔罗根能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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