一种多维光纤研磨系统技术方案

本实用新型专利技术属于光纤研磨领域，主要涉及一种多维光纤研磨系统，包括：电控三维位移台、电控转动机构、光纤夹持装置、冷凝装置、冷凝介质添加器、光纤研磨机、光纤端面监视装置、计算机，通过冷凝装置对光纤夹持装置内部的液体制冷凝固，使得光纤整体被液体密封能够有效的防止在研磨过程中因为夹持不牢固所导致的光纤断裂或磨损的情况，利用计算机调节电控三维位移台使得光纤能够在光纤研磨盘上实现X、Y、Z方向上的三维平动，通过计算机可调节电控转动机构使光纤端面相对光纤研磨盘面转动，并在研磨过程中通过光纤端面监视装置对研磨过程进行实时的精密监测以制备出多种端面结构的光纤耦合器，进而提高光纤耦合器的效率或用于特种光纤传感。

A multi dimension optical fiber grinding system

【技术实现步骤摘要】
一种多维光纤研磨系统
本技术属于光纤研磨设备
，涉及一种多维光纤研磨系统。
技术介绍
随着光通讯的迅速发展，器件、工艺、技术的不断成熟，进而衍生出了光纤传感器的研究。光纤自身体积小、重量轻、价格低、灵敏度高、不易燃易爆、不受电磁干扰等优秀特点使得光纤传感器发展迅速，也逐步取代了很多传统的传感器，成为当今主流研究的传感器。美国、日本、西欧等，很多国家也都很重视光纤传感器的发展，国内也已经有上百家单位在这一领域开展工作。伴随着光纤通讯的发展，光纤传感器的发展也已经拓展到了全球化。无论是光纤通讯技术还是光纤传感
，光纤耦合技术是影响光纤系统的关键技术，光纤透镜是光纤耦合的关键部件，发光芯片与光纤的耦合实质上是模场的匹配问题，发光芯片发出的光耦合进入光纤的越多，光纤通信距离就越远，中继距离也就越远；而提高模场匹配的基本途径是在耦合系统中加入光学透镜以提高光耦合的效率，目前解决的方法是利用熔融原理直接对光纤端面进行局部加热使之形成锥形透镜光纤，但这种方法弊端较多例如无法准确控制研磨端面的曲率半径导致耦合效率较低难，现有技术中公开了一种光纤耦合器，装置为直接利用光纤夹具固定光纤，利用电机带动抛磨盘对光纤进行研磨，虽然可以解决熔融法制备光纤端面可控性不高的问题，但该装置只能制备单一结构球状透镜和柱状透镜光纤端面，不能得到圆锥形、楔形、多角锥形结构的光纤端面，另外在光纤夹持的方式上存在明显的弊端，在实际操作中通常采用传统加压式的夹持方式，这使得光纤在研磨过程中常常因为夹持过度或不足导致光纤相对夹持装置滑动，进而引起侧端严重磨损变形或是断裂的现象，因此，随着光纤技术的发展，现有的光纤研磨技术已经难以满足现代的技术发展，需要一种新的光纤研磨技术满足技术发展的要求。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种多维光纤研磨系统，提供一种利用凝华或凝固机理对光纤进行夹持的技术方案，用于实现制作圆锥形、楔形、多角锥形状结构的光纤端面，用于解决光纤研磨夹持时存在的磨损问题和提高光纤研磨端面精度的问题。为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种多维光纤研磨系统，用于研磨光纤，包括：电控三维位移台，用于带动光纤在空间中上完成X、Y、Z方向上的三维平动，以调整光纤在空间中的位置，包括相互交错设置的Z向电控位移台、Y向电控位移台、X向电控位移台；电控转动机构，设置在电控三维位移台上，用于带动光纤在空间中完成轴向转动和调节光纤端面倾斜角度，通过转动和平动的矢量叠加在研磨过程中得到锥形结构不同的光纤耦合端面；光纤夹持装置，通过凝华或凝固机理用于夹持光纤进而避免光纤研磨过程中的松动磨损光纤的现象，设置在电控转动机构的端部，包括用于穿过光纤的光纤夹持槽、设置在光纤夹持槽两端的孔套、以及设置在光纤夹持槽上的进液孔及出液孔；冷凝装置，用于降低光纤夹持装置内温度对光纤进行固定，包括冷凝箱、设置在光纤夹持装置内的散热片以及设置在冷凝箱内的制冷片；冷凝介质添加器，用于向光纤夹持槽内添加冷凝介质，与光纤夹持装置的进液孔及出液孔相连；光纤研磨机，用于对光纤端面进行研磨以制备结构不同的光纤研磨端面，设置在光纤夹持槽的一端；光纤端面监视装置，用于在研磨过程中对光纤端面进行实时监测，设置在光纤夹持槽靠近光纤研磨机的一端；以及计算机，用于显示光纤端面研磨情况和控制光纤研磨机、电控三维位移台、电控转动机构、冷凝装置的工作参数和电流。可选地，所述Z向电控位移台包括：Z向位移台控制电机、Z向位移台底板、Z向位移控制电机机托、Z向限位挡板、Z向螺杆、Z向导轨轴、Z向滑动平板，所述Z向位移台控制电机套接在Z向位移控制电机机托上，Z向位移控制电机机托固定设置在Z向位移台底板上，所述Z向螺杆穿过带有内螺纹管的Z向滑动平板保存良好接触并与Z向位移台控制电机的转动轴子连接，所述Z向滑动平板内置螺纹管套两端接在相互平行的Z向导轨轴，所述Z向导轨轴、Z向螺杆穿过Z向限位挡板并固定Z向位移台底板上。可选地，所述Y向电控位移台包括：Y向位移台控制电机、Y向位移台底板、Y向位移控制电机机托、Y向限位挡板、Y向螺杆、Y向导轨轴、Y向滑动平板，所述Y向位移台控制电机套接在Y向位移控制电机机托上，Y向位移控制电机机托固定设置在Y向位移台底板上，所述Y向螺杆穿过带有内螺纹管的Y向滑动平板保存良好接触并与Y向位移台控制电机的转动轴子连接，所述Y向滑动平板内置螺纹管套两端接在相互平行的Y向导轨轴，所述Y向导轨轴、Y向螺杆穿过Y向限位挡板并固定Y向位移台底板上。可选地，所述X向电控位移台包括：X向位移台控制电机、X向位移台底板、X向位移控制电机机托、X向限位挡板、X向螺杆、X向导轨轴、X向滑动平板，所述X向位移台控制电机套接在X向位移控制电机机托上，X向位移控制电机机托固定设置在X向位移台底板上，所述X向螺杆穿过带有内螺纹管的X向滑动平板保存良好接触并与X向位移台控制电机的转动轴子连接，所述X向滑动平板内置螺纹管套两端接在相互平行的X向导轨轴，所述X向导轨轴、X向螺杆穿过X向限位挡板并固定X向位移台底板上。可选地，所述光纤夹持装置内置中空的光纤夹持槽，所述光纤夹持槽外套设有夹持装置外壳，夹持装置外壳上套设有传动次滑轮；该传动次滑轮通过转动传动带与传动主滑轮套接，并由传动主滑轮旋转带动传动次滑轮。可选地，所述光纤研磨机包括光纤研磨盘面、光纤研磨机箱、研磨电动机、研磨主动滑轮、水平调节螺纹、研磨传动轴、研磨从动滑轮、研磨控制电路、研磨传动带；所述研磨电动机输出研磨转矩，通过与研磨电动机输出轴相连的研磨主动滑轮以及与研磨主动滑轮以研磨传动带相连的研磨从动滑轮，研磨从动滑轮与光纤研磨盘面穿过光纤研磨机箱由研磨传动轴相连，由研磨从动滑轮的转动带动架设在光纤研磨机箱的光纤研磨盘面；所述光纤研磨盘面与光纤研磨机箱之间还设有用于调整光纤研磨盘面与光纤研磨机箱之间倾角的水平调节螺纹。可选地，所述光纤端面监视装置包括显微监视器、监视装置固定板、Y向微位移调节滑块、Z向微位移调节滑块、X向微位移调节滑块、监视装置底板，所述显微监视器穿过监视装置固定板固定设置，所述监视装置固定板通过Y向微位移调节滑块、Z向微位移调节滑块、X向微位移调节滑块连接在监视装置底板上且由Y向微位移调节滑块、Z向微位移调节滑块、X向微位移调节滑块调节监视装置固定板位置。可选地，所述电控转动机构包括电控旋转机箱、通过螺纹套接在电控旋转机箱侧端其转动轴连接电控旋转机箱内部的主动齿轮，与主动齿轮相咬合的从动齿轮，该从动齿轮的中心固定轴与电控旋转机箱内的精密刻度盘相连接。可选地，所述显微监视器采用CCD摄像头和显微装置构成，通过显微装置传递的光学信号经CCD转化成数字信号并由计算机成像显示。可选地，所述光纤夹持装置通过水冷机理进行光纤的夹持固定，所述冷凝介质添加器为水泵。本技术的有益效果在于：本技术提出了一种多维光纤研磨系统，使用导水管将水泵输水口和冷凝式光纤夹持装置的进水孔相连，将水泵抽水口与水槽排水口连接，将水槽进水口与冷凝式光纤夹持装置的排水孔连接，启动电源利用水泵对冷凝式光纤夹持装置内部的光纤夹持槽注入水，给半导体制冷片输入正向电流使靠近冷凝式光纤夹持装置端为制冷端贴近散热片端为制热端，进而通过热量的传导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多维光纤研磨系统，用于研磨光纤，其特征在于，包括：电控三维位移台，用于带动光纤在空间中上完成X、Y、Z方向上的三维平动，以调整光纤在空间中的位置，包括相互交错设置的Z向电控位移台、Y向电控位移台、X向电控位移台；电控转动机构，设置在电控三维位移台上，用于带动光纤在空间中完成轴向转动和调节光纤端面倾斜角度，通过转动和平动的矢量叠加在研磨过程中得到锥形结构不同的光纤耦合端面；光纤夹持装置，通过凝华或凝固机理用于夹持光纤进而避免光纤研磨过程中的松动磨损光纤的现象，设置在电控转动机构的端部，包括用于穿过光纤的光纤夹持槽、设置在光纤夹持槽两端的孔套、以及设置在光纤夹持槽上的进液孔及出液孔；冷凝装置，用于降低光纤夹持装置内温度对光纤进行固定，包括冷凝箱、设置在光纤夹持装置内的散热片以及设置在冷凝箱内的制冷片；冷凝介质添加器，用于向光纤夹持槽内添加冷凝介质，与光纤夹持装置的进液孔及出液孔相连；光纤研磨机，用于对光纤端面进行研磨以制备结构不同的光纤研磨端面，设置在光纤夹持槽的一端；光纤端面监视装置，用于在研磨过程中对光纤端面进行实时监测，设置在光纤夹持槽靠近光纤研磨机的一端；以及计算机，用于显示光纤端面研磨情况和控制光纤研磨机、电控三维位移台、电控转动机构、冷凝装置的工作参数和电流。...

【技术特征摘要】
1.一种多维光纤研磨系统，用于研磨光纤，其特征在于，包括：电控三维位移台，用于带动光纤在空间中上完成X、Y、Z方向上的三维平动，以调整光纤在空间中的位置，包括相互交错设置的Z向电控位移台、Y向电控位移台、X向电控位移台；电控转动机构，设置在电控三维位移台上，用于带动光纤在空间中完成轴向转动和调节光纤端面倾斜角度，通过转动和平动的矢量叠加在研磨过程中得到锥形结构不同的光纤耦合端面；光纤夹持装置，通过凝华或凝固机理用于夹持光纤进而避免光纤研磨过程中的松动磨损光纤的现象，设置在电控转动机构的端部，包括用于穿过光纤的光纤夹持槽、设置在光纤夹持槽两端的孔套、以及设置在光纤夹持槽上的进液孔及出液孔；冷凝装置，用于降低光纤夹持装置内温度对光纤进行固定，包括冷凝箱、设置在光纤夹持装置内的散热片以及设置在冷凝箱内的制冷片；冷凝介质添加器，用于向光纤夹持槽内添加冷凝介质，与光纤夹持装置的进液孔及出液孔相连；光纤研磨机，用于对光纤端面进行研磨以制备结构不同的光纤研磨端面，设置在光纤夹持槽的一端；光纤端面监视装置，用于在研磨过程中对光纤端面进行实时监测，设置在光纤夹持槽靠近光纤研磨机的一端；以及计算机，用于显示光纤端面研磨情况和控制光纤研磨机、电控三维位移台、电控转动机构、冷凝装置的工作参数和电流。2.如权利要求1中所述的多维光纤研磨系统，其特征在于：所述Z向电控位移台包括：Z向位移台控制电机、Z向位移台底板、Z向位移控制电机机托、Z向限位挡板、Z向螺杆、Z向导轨轴、Z向滑动平板，所述Z向位移台控制电机套接在Z向位移控制电机机托上，Z向位移控制电机机托固定设置在Z向位移台底板上，所述Z向螺杆穿过带有内螺纹管的Z向滑动平板保存良好接触并与Z向位移台控制电机的转动轴子连接，所述Z向滑动平板内置螺纹管套两端接在相互平行的Z向导轨轴，所述Z向导轨轴、Z向螺杆穿过Z向限位挡板并固定Z向位移台底板上。3.如权利要求1中所述的多维光纤研磨系统，其特征在于：所述Y向电控位移台包括：Y向位移台控制电机、Y向位移台底板、Y向位移控制电机机托、Y向限位挡板、Y向螺杆、Y向导轨轴、Y向滑动平板，所述Y向位移台控制电机套接在Y向位移控制电机机托上，Y向位移控制电机机托固定设置在Y向位移台底板上，所述Y向螺杆穿过带有内螺纹管的Y向滑动平板保存良好接触并与Y向位移台控制电机的转动轴子连接，所述Y向滑动平板内置螺纹管套两端接在相互平行的Y向导轨轴，所述Y向导轨轴、Y向螺杆穿过Y向限位挡板并固定Y向位移台底板上。4.如权利要求1中所述的多维光纤研磨系统，其特征在于：所述X...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏勇，赵晓玲，张楷，吴萍，胡江西，苏于东，
申请(专利权)人：重庆三峡学院，
类型：新型
国别省市：重庆,50