一种温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置以及处理方法制造方法及图纸

一种温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置以及处理方法，该装置由温控加热切割装置和后续研磨装置组成，温控加热切割装置包括温控加热器、刀座和底座，后续研磨装置包括塑料闪烁光纤、光纤适配器、光纤研磨器、光纤研磨纸和光纤研磨液。温控加热器对刀座和底座进行控温，刀座上安装有刀片，刀座和底座通过销轴组合成铡刀形式，切割塑料闪烁光纤，再通过后续研磨装置进一步提高其端面平整度。本发明专利技术结构简单，成本较低，能得到端面平整度达到实验室要求的塑料闪烁光纤，显著提高塑料闪烁光纤与塑料传输光纤之间、塑料闪烁光纤与光电探测器之间的耦合效率，该装置和方法为后期塑料闪烁光纤在各个领域的实际应用增大了可行性。

Fine processing device and method for temperature control of plastic scintillating optical fiber end face

Fine processing device for plastic scintillating fiber end face of a temperature controlled and processing method, the device is composed of a temperature control heating device and subsequent grinding cutting device, cutting device comprises a temperature control heating heater, knife and a subsequent grinding device comprises a plastic scintillation optical fiber, optical fiber adapter, fiber grinder, grinding fiber and fiber paper grinding fluid. The tool holder and the base temperature control heater for temperature control, the knife blades are arranged on the knife seat, and the base pin assembly by guillotine cutting, plastic scintillating fiber, further improve the surface flatness by subsequent grinding device. The invention has the advantages of simple structure, low cost, can be reached the end flatness Laboratory of plastic scintillating fiber requirements, significantly improve the coupling efficiency between plastic scintillating fiber and plastic optical fiber plastic scintillating fiber and photoelectric detector, the device and method to increase the feasibility for the practical application of the late plastic scintillating fiber in various fields.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光纤加工处理工艺，特别是塑料闪烁光纤端面精细处理领域，涉及一种温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置以及处理方法。
技术介绍
塑料闪烁光纤是一种由掺杂了稀土元素的聚苯乙烯为芯层、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为包层的光纤。与普通石英光纤相比，塑料闪烁光纤具有辐射敏感特性、质地轻、可较大幅度地弯成不同形状、可延伸到空间任何位置、可塑性好等优点，目前已受到高能物理学家的普遍重视，正广泛地应用于低射线能量低辐射剂量率的探测，同时在工业、医学、生物的射线成像系统等多个领域也将会有重要的应用。正是由于塑料闪烁光纤的应用领域越发广泛，其受重视程度越来越大，在研究低射线能量低辐射剂量率的探测时，其自身传输损耗较大的问题也越来越突出，所以在低损耗塑料闪烁光纤出现前，有人设想出：将塑料闪烁光纤和低损耗塑料传输光纤联合使用，用塑料闪烁光纤进行探测，用低损耗传输光纤进行传输的方法来减少传输损耗，而其中塑料闪烁光纤与低损耗传输光纤的耦合端面的平整程度在很大程度上决定了耦合效率；并且在其他一些辐射探测实验中，塑料闪烁光纤与后端转换处理装置的连接端面的平整度对实验噪声的降低和结果的显现也至关重要。目前现有的端面处理技术普遍是针对石英光纤，石英光纤主要材质为二氧化硅，而塑料闪烁光纤主要材质为聚合物，具有柔韧性强，延展性好等特点，塑料闪烁光纤和石英光纤的材质特性有显著差别，所以，现有石英光纤的端面处理并不适用于塑料闪烁光纤。并且，现有针对塑料光纤的端面处理技术也比较粗糙。在照明中用的塑料光纤，施工人员只需使用剪刀和砂纸就能简单处理塑料光纤的端面。但仅仅使用剪刀和砂纸，塑料光纤端面平整度完全达不到实验室要求；同时，由于塑料闪烁光纤的材料特性，其不能使用普通塑料光纤的热塑法进行连接或者耦合，若使用热塑法，将会不可逆地降低甚至破坏其辐射探测功能和光子传输功能，并且通过热塑法得到的塑料光纤的端面平整度也达不到实验室要求。在此对塑料闪烁光纤端面平整度的实验室要求给出一定标准：端面平整度达到实验室要求的塑料闪烁光纤与塑料传输光纤或光电探测器之间直接进行空间耦合对接时具有较低的插入损耗和较高的耦合效率。目前还没有一种使塑料闪烁光纤端面平整度达到实验室要求的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置以及处理方法。综上所述，对于塑料闪烁光纤的端面处理，还需要一套装置结构简单，方法易行的，使其端面平整度达到实验室要求的端面精细处理装置以及处理方法，以便于实验室进行实验，以及在后期实际应用领域中，使其能够快速适应于各个领域对其端面平整度的要求。
技术实现思路
为解决上述现有技术问题，本专利技术提供了一种温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置以及处理方法来进行塑料闪烁光纤端面的精细处理，使得塑料闪烁光纤端面平整度达到实验室要求，使端面平整度达到实验室要求的塑料闪烁光纤与塑料传输光纤或光电探测器之间直接进行空间耦合对接时具有较低的插入损耗和较高的耦合效率。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置，由温控加热切割装置和后续研磨装置组成，温控加热切割装置包括温控加热器、独立温控加热的刀座和底座，刀座和底座通过销轴组合成铡刀形式，所述刀座前端设有手柄，后端下表面设有刀槽和刀座加热槽，分别用来放置切割刀片和硅橡胶加热片及接触式温度传感器；所述底座内部设有底座加热槽供硅橡胶加热片和接触式温度传感器插入，在底座加热槽周围三面开槽作为泡棉放置槽，加入泡棉做隔热用，所述底座上表面横向上设有两横向凹槽，所述底座上表面纵向上设有底座纵向凹槽，与前述横向光纤加热槽垂直，并且与前述刀座刀槽位置对应；所述的后续研磨装置包括光纤适配器、光纤研磨器、光纤研磨纸和光纤研磨液，所述的光纤适配器和光纤研磨器中部设有用于放置塑料闪烁光纤的纵向贯通通道，所述光纤适配器的内径与塑料闪烁光纤直径匹配，所述光纤研磨器的内径与光纤适配器的外径匹配，所述光纤研磨液放置在塑料闪烁光纤端面和光纤研磨纸之间，在研磨时用来提高塑料闪烁光纤端面平整度。进一步的，所述刀座的后端下表面分别设有距离为2mm的刀槽和刀座加热槽。进一步的，所述光纤研磨纸为碳化硅材料，粒度在0.5微到0.6微。进一步的，所述底座在底座加热槽周围两侧和底部三面开槽作为泡棉放置槽。进一步的，所述底座上表面横向上设有间距为6.9mm的两横向凹槽，分别为直径1mm光纤加热槽和直径0.25mm光纤加热槽。一种温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理方法，通过本专利技术处理装置对塑料闪烁光纤端面进行处理，包括以下步骤：(1)打开温控加热器，用温度设定按钮分别设定切割塑料闪烁光纤时所需的刀座和底座的组合温度，然后开始对刀座和底座进行独立加热，待温控加热器上电子显示屏的温度示数稳定在设定温度±2.5摄氏度范围内；(2)将需端面处理的塑料闪烁光纤放到底座上对应直径的横向光纤加热槽中进行加热，4-8分钟之后，手动控制手柄匀速平稳地切割塑料闪烁光纤，初步切出端面平整度较好的塑料闪烁光纤；(3)将切割后的塑料闪烁光纤取下，装在光纤适配器上，通过调整光纤适配器和塑料闪烁光纤，使光纤适配器前端留出约0.5mm的塑料闪烁光纤，然后将光纤适配器和光纤研磨器组合上，将粒度在0.5微到0.6微的光纤研磨纸放置在表面较平整的平台上，在光纤研磨纸上用注射器滴上5～7滴光纤研磨液，用手指按住光纤研磨器使其下表面与光纤研磨纸贴合，同时在光纤研磨纸上逆时针平行移动光纤研磨器进行研磨，研磨10-15分钟之后即可得到端面平整度符合实验室要求的塑料闪烁光纤。本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置以及处理方法如前文所述，通过该装置和该处理方法可以简便易行地对塑料闪烁光纤端面进行先温控切割再手动研磨的精细处理，得到了平整度达到实验室要求的塑料闪烁光纤端面，能显著提高塑料闪烁光纤与塑料传输光纤之间、塑料闪烁光纤与光电探测器之间的耦合效率，有效地降低了实验时因塑料闪烁光纤端面平整度较差引起的实验误差和噪声。本专利技术装置结构简单，方法易行，降低了实验室的实验成本，能有效提高实验结果的信噪比；并且在后期实际应用领域中，该装置和方法能够使塑料闪烁光纤快速简便地适应于各个领域对其端面平整度的要求，为后期塑料闪烁光纤在各个领域的实际应用增大了可行性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术装置的前端切割装置结构示意图。图2是本专利技术装置的后端研磨装置结构示意图。图中：1.温控加热器，2.刀座，3.底座，4.直径1mm光纤加热槽，5.直径0.25mm光纤加热槽，6.底座加热槽，7.泡棉放置槽，8.底座纵向凹槽，9.紧固螺钉，10.刀座加热槽，11.刀槽，12.刀片，13.手柄，14.销轴，15.塑料闪烁光纤，16.光纤适配器，17.光纤研磨器，18.光纤研磨纸。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，显然，所描述的实施例仅仅是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置，由温控加热切割装置和后续研磨装置组成，其特征在于：温控加热切割装置包括温控加热器、独立温控加热的刀座和底座，刀座和底座通过销轴组合成铡刀形式，所述刀座前端设有手柄，后端下表面设有刀槽和刀座加热槽，分别用来放置切割刀片和硅橡胶加热片及接触式温度传感器；所述底座内部设有底座加热槽供硅橡胶加热片和接触式温度传感器插入，在底座加热槽周围三面开槽作为泡棉放置槽，加入泡棉做隔热用，所述底座上表面横向上设有两横向凹槽，所述底座上表面纵向上设有底座纵向凹槽，与前述横向光纤加热槽垂直，并且与前述刀座刀槽位置对应；所述的后续研磨装置包括光纤适配器、光纤研磨器、光纤研磨纸和光纤研磨液，所述的光纤适配器和光纤研磨器中部设有用于放置塑料闪烁光纤的纵向贯通通道，所述光纤适配器的内径与塑料闪烁光纤直径匹配，所述光纤研磨器的内径与光纤适配器的外径匹配，所述光纤研磨液放置在塑料闪烁光纤端面和光纤研磨纸之间，在研磨时用来提高塑料闪烁光纤端面平整度。

【技术特征摘要】
1.一种温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置，由温控加热切割装置和后续研磨装置组成，其特征在于：温控加热切割装置包括温控加热器、独立温控加热的刀座和底座，刀座和底座通过销轴组合成铡刀形式，所述刀座前端设有手柄，后端下表面设有刀槽和刀座加热槽，分别用来放置切割刀片和硅橡胶加热片及接触式温度传感器；所述底座内部设有底座加热槽供硅橡胶加热片和接触式温度传感器插入，在底座加热槽周围三面开槽作为泡棉放置槽，加入泡棉做隔热用，所述底座上表面横向上设有两横向凹槽，所述底座上表面纵向上设有底座纵向凹槽，与前述横向光纤加热槽垂直，并且与前述刀座刀槽位置对应；所述的后续研磨装置包括光纤适配器、光纤研磨器、光纤研磨纸和光纤研磨液，所述的光纤适配器和光纤研磨器中部设有用于放置塑料闪烁光纤的纵向贯通通道，所述光纤适配器的内径与塑料闪烁光纤直径匹配，所述光纤研磨器的内径与光纤适配器的外径匹配，所述光纤研磨液放置在塑料闪烁光纤端面和光纤研磨纸之间，在研磨时用来提高塑料闪烁光纤端面平整度。2.根据权利要求1所述的温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置，其特征在于，所述刀座的后端下表面分别设有距离为2mm的刀槽和刀座加热槽。3.根据权利要求1所述的温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置，其特征在于，所述光纤研磨纸为碳化硅材料，粒度在0.5微到0.6微。4.根据权利要求1所述的温度可控的针对塑料闪烁光纤端面的精细处理装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘波，李国金，张戈，郑泽坤，谷健达，蔡茹鋆，吴长进，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：天津;12