基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置和方法，包括激光器和光学系统，所述激光器用于发射激光，所述光学系统设置在激光器的出光端，用于将激光器发出的光汇聚到毛细管端面以中心孔为中心的区域上对毛细管端面进行喇叭口型玻璃体熔化处理，能够保证加工的玻璃管喇叭口的质量并且大幅降低加工成本。加工成本。加工成本。

【技术实现步骤摘要】
基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置和方法


[0001]本专利技术属于玻璃加工
，尤其涉及一种基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置和方法。

技术介绍

[0002]光纤是光的传输通道，是现代光信号传输和光能量传输的基础器件。当需要将光从光纤中引出或将光注入光纤时，光纤端面就需要进行必要的处理以满足光输入输出的要求。由于光纤很细，为了实现对光纤表面的操作，就必须用一个玻璃毛细管夹持光纤。由于毛细管内孔与光纤配合精密，为了方便光纤穿入毛细管的内孔，通常要在玻璃毛细管的端面加工一个喇叭口。目前，毛细管端面喇叭口的加工有机械法、化学腐蚀法和热吹法三种方法。机械加工法的缺点是加工好的喇叭口区域会有微裂纹，影响毛细管可靠性。化学腐蚀法的缺点是对环境不友好。目前热吹法的加工方法是：(1)对一根直径留有余量的毛细管长丝沿管轴向的多个位置同时加热；(2)当温度达到玻璃软化点后，向管内鼓气加压，受热区在气压作用下会膨胀，在管内部形成喇叭口；(3)冷却后将带有喇叭口的毛细管长丝在无心磨上将丝径研磨和抛光到规定尺寸；(4)在喇叭口区切割，得到端面有喇叭口的毛细管产品。这种方法加工复杂，成本高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置和方法，以克服现有技术中存在的问题，本专利技术能够保证加工的玻璃管喇叭口的质量并且大幅降低加工成本。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置，包括激光器和光学系统，所述激光器用于发射激光，所述光学系统设置在激光器的出光端，用于将激光器发出的光汇聚到毛细管一端端面以中心孔为中心的区域上，以对毛细管端面喇叭口进行玻璃体熔化处理。
[0006]进一步地，还包括毛细管夹持装置和鼓气装置，所述毛细管夹持装置用于夹持毛细管，所述鼓气装置连接毛细管的另一端，用于在毛细管的另一端鼓入气体，将激光照射端面上的熔化玻璃体吹离。
[0007]进一步地，所述激光器为二氧化碳激光器；所述光学系统为反射聚焦光学系统或者锗透镜系统。
[0008]进一步地，所述反射聚焦光学系统为铜反射聚焦透镜。
[0009]进一步地，所述激光器为半导体激光器、光纤激光器或YAG固体激光器；所述光学系统由常规光学玻璃制成。
[0010]进一步地，还包括设置在玻璃毛细管的一端中心孔内的吸光材料，所述吸光材料用于吸收激光提升温度熔融玻璃。
[0011]进一步地，所述吸光材料为钢丝。
[0012]基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工方法，用一束激光照射毛细管端面上中心孔为中心的区域，所述激光处于玻璃吸收波段，使所述毛细管端面上照射区域玻璃体熔化并且中心孔因玻璃熔化闭合；然后在所述玻璃毛细管另一端向玻璃毛细管中心孔鼓气，将激光照射端熔化的玻璃体吹离。
[0013]基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工方法，在毛细管的一端中心孔内设置吸光材料；用激光照射所述毛细管端面上中心孔为中心的区域，所述激光处于玻璃非吸收波段，使所述毛细管端面上照射区域玻璃体熔化并与所述吸光材料粘结在一起；在所述毛细管另一端向毛细管中心孔鼓气，将激光照射端熔化的玻璃体及吸光材料吹离。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0015]本专利技术通过采用激光器与光学系统配合进行毛细管端面处的玻璃体激光熔融，能够高效快速的实现毛细管的喇叭口加工，本专利技术的结构设计合理巧妙，有效避免了机械加工方法加工喇叭口产生微裂纹的风险，极大程度的提升了毛细管可靠性；同时，本专利技术能够避免化学腐蚀方法带来的环保问题；还需要说明的是，本专利技术的结构设计简单，使用材料常规，使热加工方法加工毛细管喇叭口的成本大幅降低，具有广阔的市场前景。
[0016]进一步的，本专利技术还通过设置毛细管夹持装置和鼓气装置，保证加工过程的稳定性，通过毛细管夹持装置实现了毛细管的稳定固定，并且，通过鼓气装置连接毛细管的另一端，在毛细管的另一端鼓入气体，将激光照射端面上的熔化玻璃体吹离，操作简单，能够快速彻底的对熔融后的玻璃体进行清理。
[0017]进一步的，本专利技术可以选择球面光学玻璃支撑的光学系统作为激光汇聚系统，能够极大程度的降低成本，并且通过选择半导体激光器、光纤激光器或YAG固体激光器，能够避免激光对光学系统的影响，提升了使用寿命，保证了工作稳定性和操控性。
附图说明
[0018]说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0019]图1为本专利技术提出的第一种基于激光加热的毛细管喇叭口加工装置结构示意图。
[0020]图2为本专利技术提出的第二种基于激光加热的毛细管喇叭口加工装置结构示意图。
[0021]图3为本专利技术提出的第三种基于激光加热的毛细管喇叭口加工装置结构示意图。
[0022]其中：L
‑
1、L
‑
2和L
‑
3为激光器；IM
‑
1、IM
‑
2和IM
‑
3为光学系统；JCJ
‑
1、JCJ
‑
2和JCJ
‑
3为毛细管夹持架；GQ
‑
1、GQ
‑
2和GQ
‑
3为鼓气装置；MXG为毛细管。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施例，对本专利技术提出的基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工方法和装置进行详细说明。
[0024]本专利技术提出第一种基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工方法，利用激光加热玻璃毛细管端面中心孔周边区域，并利用气体将熔化的玻璃体剥离，形成喇叭口，其加工方法包括以下步骤：(1)用一束激光照射玻璃毛细管端面上以中心孔为中心的区域，激光处于玻璃吸收波段，使玻璃毛细管端面上照射区域玻璃体熔化并且中心孔因玻璃熔化闭合；(2)在玻璃毛细管另一端向玻璃毛细管中心孔鼓气，将激光照射端熔化的玻璃体吹离。该方法可
以在玻璃毛细管的端面上加工出喇叭口。
[0025]根据相同的构思，本专利技术提出第二种基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工方法包括以下步骤：(1)在玻璃毛细管的一端中心孔内一定深度范围内设置一吸光材料；(2)用一束激光照射玻璃毛细管端面上以中心孔为中心的区域，激光处于玻璃非吸收波段，使所述玻璃毛细管端面上照射区域玻璃体熔化并与吸光材料粘结在一起；(3)在玻璃毛细管另一端向玻璃毛细管中心孔鼓气，将激光照射端熔化的玻璃体及吸光材料吹离。该方法可以在玻璃毛细管的端面上加工出喇叭口。
[0026]根据上述两种基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工方法，本专利技术提出一种毛细管喇叭口加工装置，包括激光器、光学系统、毛细管夹持装置、鼓气装置；
[0027]参见图1至图3，所述毛细管夹持装置用于夹持毛细管，所述激光器用于发射激光，所述光学系统设置在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置，其特征在于，包括激光器和光学系统，所述激光器用于发射激光，所述光学系统设置在激光器的出光端，用于将激光器发出的光汇聚到毛细管一端端面以中心孔为中心的区域上，以对毛细管端面喇叭口进行玻璃体熔化处理。2.根据权利要求1所述的基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置，其特征在于，还包括毛细管夹持装置和鼓气装置，所述毛细管夹持装置用于夹持毛细管，所述鼓气装置连接毛细管的另一端，用于在毛细管的另一端鼓入气体，将激光照射端面上的熔化玻璃体吹离。3.根据权利要求1所述的基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置，其特征在于，所述激光器为二氧化碳激光器；所述光学系统为反射聚焦光学系统或者锗透镜系统。4.根据权利要求3所述的基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置，其特征在于，所述反射聚焦光学系统为铜反射聚焦透镜。5.根据权利要求1所述的基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置，其特征在于，所述激光器为半导体激光器、光纤激光器或YAG固体激光器；所述光...

【专利技术属性】
技术研发人员：方笑尘，方强，
申请(专利权)人：河北晨欣光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：