一种包层抛光设备及抛光方法技术

本发明专利技术公开了一种包层抛光设备及抛光方法，抛光设备包括真空箱体，在所述真空箱体内设置有用于夹持光纤的第一夹具和第二夹具，光纤夹持在所述第一夹具与第二夹具之间，第一夹具与第二夹具能够同步水平移动，且能够同步径向转动，真空箱体的一侧设置有氩离子源，沿所述氩离子源发射方向的对侧设置有挡靶，氩离子源与挡靶分别设置在光纤的两侧，氩离子源、挡靶、光纤设置在同一水平面上，运用此抛光设备，调试相应的技术参数对光纤包层进行抛光。本发明专利技术将光纤拉锥的锥区预先抛光处理，规则有序均匀减薄包层厚度，并预制作成锥形区域，给后续拉锥处理带来便捷，可拓展合束器的容量，增加输入臂的数量，可合束更高功率的激光。

A Cladding Polishing Equipment and Polishing Method

The invention discloses a cladding polishing device and a polishing method. The polishing device includes a vacuum box body with a first fixture and a second fixture for holding optical fibers. The optical fibers are clamped between the first fixture and the second fixture. The first fixture and the second fixture can move horizontally and synchronously, and can rotate radially. One side of the vacuum box body is provided with a fixture. Argon ion source, along the opposite side of the emission direction of the argon ion source, is equipped with a blocking target. Argon ion source and a blocking target are respectively arranged on both sides of the optical fiber. Argon ion source, a blocking target and an optical fiber are arranged on the same horizontal plane. Using this polishing equipment, the corresponding technical parameters are debugged to polish the optical fiber cladding. The invention pre-polishes the taper area of the optical fiber taper, regularly and uniformly thins the cladding thickness, and prefabricates the taper area, which brings convenience to the subsequent taper processing, expands the capacity of the combiner, increases the number of input arms, and combines higher power lasers.

【技术实现步骤摘要】
一种包层抛光设备及抛光方法
本专利技术涉及光纤器件
，具体涉及一种包层抛光设备及抛光方法。
技术介绍
光纤器件是光纤激光技术发展的有力支撑，尤其是泵浦合束器、功率(信号)合束器的技术进步，有力的将高功率光纤器的泵浦注入和输出功率水平提升到新的高度。但是合束器在制备的过程中，往往由于其中的信号臂是双包层光纤，其包层比较厚，导致在泵浦合束器中泵浦臂的数量增加不了，20/400um—20/400um信号传输泵浦合束器，一般局限于(6+1)×1结构，制约了可合束的泵浦数量。所以研究者们开发各种途径拓展数量，优化结构。目前通常的做法是采用较细包层的光纤作为合束的信号单臂，如10/130um、10/125um、15/130um、15/125um、20/130um、20/125um、25/130um、25/125um等规格的光纤作为单个输入臂，以规避光纤激光器直接的输出的14/250um、20/250um、20/400um、25/250um、25/400um等包层较厚规格的光纤。此种较细包层的光纤拉制起来难度大，长拉锥会破坏纤芯结构，并且这种方法制作出来的合束器容量有限，如(18+1)×1泵浦合束器、19×1功率合束器，另外功率合束器的信号输入臂与光纤激光器输出尾纤熔接存在纤芯/包层纤径不匹配因素，会增加熔接损耗。另一种方法采用将光纤包层腐蚀的方法，通过氢氟酸，蒙砂膏等对光纤材料具有腐蚀性的材料将光纤包层进行腐蚀处理，让光纤包层变细。但是腐蚀的光纤表面形貌不规则，腐蚀的均匀性难以控制，在多束腐蚀光纤拉锥的过程中有可能会形成气泡留在器件锥区中，在高功率激光通过器件时存在安全隐患，严重时会发热，甚至烧毁器件和激光器。本专利技术公开一种包层抛光设备及抛光方法，将光纤拉锥的锥区预先抛光处理，规则有序均匀减薄包层厚度，并预制作成锥形区域，给后续拉锥处理带来便捷，可拓展合束器的容量，增加输入臂的数量，可合束更高功率的激光。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种包层抛光设备及抛光方法，将光纤拉锥的锥区预先抛光处理，规则有序均匀减薄包层厚度，并预制作成锥形区域，给后续拉锥处理带来便捷，可拓展合束器的容量，增加输入臂的数量，可合束更高功率的激光。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种包层抛光设备，包括真空箱体，在所述真空箱体内设置有用于夹持光纤的第一夹具和第二夹具，所述光纤夹持在所述第一夹具与第二夹具之间，所述第一夹具与第二夹具能够同步水平移动，且能够同步径向转动，所述真空箱体的一侧设置有氩离子源，沿所述氩离子源发射方向的对侧设置有挡靶，所述氩离子源与挡靶分别设置在所述光纤的两侧，所述氩离子源、挡靶、光纤设置在同一水平面上。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括CCD检测机，所述CCD检测机设置在所述光纤上方，用于采集光纤包层抛光的实时情况本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括PC控制端，所述PC控制端与所述真空箱体电连接，能够控制所述真空箱体内的设备运行。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述光纤包括单包层光纤或多包层光纤。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述第一夹具与第二夹具分别设置在第一夹具座和第二夹具座上。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括所述第一夹具座与第二夹具座由同步步进电机带动水平方向上同步移动，所述第一夹具座与第二夹具座由转动电机带动以光纤为轴转动，所述第一夹具座与第二夹具座由升降电机带动竖直方向上同步移动。为了解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种包层抛光方法，使用上述包层抛光设备，使用氩离子源发射的氩离子束对运动中的光纤包层进行原子尺寸冲击抛光，可根据应用要求将光纤包层抛光制备成任意所需形状，包括以下步骤：S1、将光纤固定在真空箱体内的第一夹具与第二夹具之间、在真空箱体内进行抽真空处理；S2、控制第一夹具和第二夹具同步转动，调整氩离子源的水平位置，在光纤包层的边缘上下移动，开启低能量的氩离子源发射氩离子束，冲击的光纤包层；S3、控制第一夹具和第二夹具同步水平移动和径向转动，将光纤包层抛光制备成任意所需形状。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括S1中真空箱内抽取的真空度不低于10-6Pa。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括S2中氩离子冲击束使用的是纯度为99.999％及以上的氩气，氩离子束能量范围：100eV-10keV，聚焦的氩离子束直径不大于100um。本专利技术一个较佳实施例中，进一步包括S3中抛光后的光纤包层形状可以为曲面、锯齿状或波浪形状。本专利技术的有益效果：采用氩离子源对单包层或者多包层的光纤包层进行减薄抛光，保障了抛光表面的光滑性；采用本专利技术的方法对包层光纤的包层进行抛光，对光纤纤径参数没有要求，即使20/125um纤径的光纤也可以进行包层减薄抛光处理；采用本专利技术的方法对双包层光纤的包层进行减薄抛光，可以抛光成所需的任意形状，包括均匀抛光、锥形抛光等；采用氩离子束减薄工艺，对单包层光纤适用，对多包层光纤也同样适用，在制作多包层光纤结构高功率泵浦合束器时，也可用该方法减薄处理光纤包层。此外，本专利技术包层抛光方法的成品率高，只需设定好氩离子源程序和夹具的运行控制程序即可，并且可重复操作，抛光的一致性好，易于应用于商业化生产。附图说明图1是本专利技术的抛光设备的结构示意图；图2是本专利技术的真空箱体内部的结构示意图；图3是本专利技术的抛光方法的步骤图；图4是本专利技术的一实施例抛光后的示意图。图中标号说明：1、真空箱体；2、第一夹具；3、第二夹具；4、光纤；41、纤芯；42、光纤包层；43、涂覆层；5、氩离子源；6、挡靶；7、CCD检测机；8、PC控制端。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。参照图1-2所示，本专利技术的包层抛光设备的一实施例，包括真空箱体1，在所述真空箱体1内设置有用于夹持光纤4的第一夹具2和第二夹具3，所述第一夹具2和第二夹具3的夹头能够调节，根据不同的光纤4的纤径参数调节夹头的尺寸，所述第一夹具2和第二夹具3设置在同一水平线上，所述光纤4夹持在所述第一夹具2与第二夹具3之间，第一夹具2和第二夹具3的位置误差均在2um以内。所述第一夹具2与第二夹具3能够同步水平移动，竖直方向上同步上下移动，且能够同步径向转动，从而带动光纤4能够在水平方向上移动、且带动光纤4能够转动，所述真空箱体1的一侧设置有氩离子源5，氩离子源5是原子尺寸量级的能量束流，所述氩离子源5用于发射氩离子束，本专利技术就是通过氩离子束对光纤包层42进行冲击抛光，沿所述氩离子源5发射方向的对侧设置有挡靶6，所述氩离子源5与挡靶6分别设置在所述光纤4的两侧，所述氩离子源5、挡靶6、光纤4设置在同一水平面上，所述氩离子源5向光纤包层42发射氩离子束，对光纤包层42进行冲击抛光，冲击抛光后的氩离子束落在挡靶6上，所述挡靶6阻挡抛光过光纤包层42的剩余氩离子束的能量。具体地，所述第一夹具2和第二夹具3分别设置在第一夹具座上和第二夹具座上，所述第一夹具座上和第二夹具座上均设置有精密同步步进电机，所述精密同步步进电机带动第一夹具座和第二夹具座同时向一个方向移动，从而实现了光纤4的水平移动，且精密同步步进电机移动的距离相同、移动的时间相同，保证第一夹具座和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包层抛光设备，其特征在于，包括真空箱体，在所述真空箱体内设置有用于夹持光纤的第一夹具和第二夹具，所述光纤夹持在所述第一夹具与第二夹具之间，所述第一夹具与第二夹具能够同步水平移动、且能够同步径向转动，所述真空箱体的一侧设置有氩离子源，沿所述氩离子源发射方向的对侧设置有挡靶，所述氩离子源与挡靶分别设置在所述光纤的两侧，所述氩离子源、挡靶、光纤设置在同一水平面上。

【技术特征摘要】
1.一种包层抛光设备，其特征在于，包括真空箱体，在所述真空箱体内设置有用于夹持光纤的第一夹具和第二夹具，所述光纤夹持在所述第一夹具与第二夹具之间，所述第一夹具与第二夹具能够同步水平移动、且能够同步径向转动，所述真空箱体的一侧设置有氩离子源，沿所述氩离子源发射方向的对侧设置有挡靶，所述氩离子源与挡靶分别设置在所述光纤的两侧，所述氩离子源、挡靶、光纤设置在同一水平面上。2.如权利要求1所述的包层抛光设备，其特征在于，还包括CCD检测机，所述CCD检测机设置在所述光纤上方，用于采集光纤包层抛光的实时情况。3.如权利要求1所述的包层抛光设备，其特征在于，还包括PC控制端，所述PC控制端与所述真空箱体电连接，能够控制所述真空箱体内的设备运行。4.如权利要求1所述的包层抛光设备，其特征在于，所述光纤包括单包层光纤或多包层光纤。5.如权利要求1所述的包层抛光设备，其特征在于，所述第一夹具与第二夹具分别设置在第一夹具座和第二夹具座上。6.如权利要求5所述的包层抛光设备，其特征在于，所述第一夹具座与第二夹具座由同步步进电机带动水平方向上同步移动，所述第一夹具座与第二夹具座由转动电机带...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，朱永刚，陈伟，郭洁，阎权，潘超，严勇虎，宋君，姚之圃，
申请(专利权)人：江苏亨通光纤科技有限公司，江苏亨通光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32