一种光纤孔倒角的制造方法及其制造设备技术

本发明专利技术提供了一种光纤孔倒角的制造方法及其制造设备，该制造方法通过先采用激光加工+湿法刻蚀工艺在玻璃基板内形状有至少一个倒角直通孔；之后采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，使其坍塌后形成截面为弧形的倒角曲面；再采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，使其坍塌后形成截面为弧形的倒角曲面；最后对倒角直通孔、倒角曲面及倒角外扩孔的表面进行抛光处理。能够实现微小端口倒角的加工。而且随着激光光束焦点大小的变化，能够进一步缩小加工尺寸，并且无机械应力式加工工艺，能够减小刀具加工玻璃基材时容易带来的脆性样品崩裂概率，从而增加成品率及良率。良率。良率。

【技术实现步骤摘要】
一种光纤孔倒角的制造方法及其制造设备


[0001]本专利技术涉及光纤
，尤其涉及一种光纤孔倒角的制造方法及其制造设备。

技术介绍

[0002]传统的光纤倒角技术为CNC研磨技术，采用CNC加工中心通过更换不同多刃刀具进行不同尺寸的研磨。采用CNC研磨技术，需要额外采购不同的加工设备以及更加复杂的加工工序。另外，随着光纤孔径的缩小，对刀具的尺寸和刚度要求将越来越高，并且受限于尺寸，未来无法适用高深径比的小微孔加工，深径比最高可达50。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种光纤孔倒角的制造方法及其制造设备，能够实现微小端口倒角的加工。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种光纤孔倒角的制造方法，光纤孔为MT插芯中的光纤孔，MT插芯应用于MPO连接器中。制造方法包括：
[0005]提供一玻璃基板，玻璃基板具有相对的第一端面和第二端面；玻璃基板内形成有至少一个光纤孔，且每个光纤孔均为贯穿第一端面的盲孔；
[0006]采用激光加工+湿法刻蚀工艺，在玻璃基板内形状有至少一个倒角直通孔；至少一个倒角直通孔与至少光学孔一一对应；每个倒角直通孔的一端贯穿第二端面，另一端与对应的光学孔同轴连通；且每个倒角直通孔的孔径大于对应的光纤孔的孔径；
[0007]采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与对应光纤孔的连接处，形成截面为弧形的倒角曲面；
[0008]采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与第二端面连接处的玻璃基材，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与第二端面的连接处形成倒角外扩孔；
[0009]对倒角直通孔、倒角曲面及倒角外扩孔的表面进行抛光处理。
[0010]在上述的方案中，通过先采用激光加工+湿法刻蚀工艺在玻璃基板内形状有至少一个倒角直通孔；之后采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，使其坍塌后形成截面为弧形的倒角曲面；再采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，使其坍塌后形成截面为弧形的倒角曲面；最后对倒角直通孔、倒角曲面及倒角外扩孔的表面进行抛光处理。上述方式，相比现有CNC研磨技术方式，能够实现微小端口倒角的加工。而且随着激光光束焦点大小的变化，能够进一步缩小加工尺寸，能够适用高深径比(深径比最高可达50)的小微孔加工，并且无机械应力式加工工艺，能够减小刀具加工玻璃基材时容易带来的脆性样品崩裂概率，从而增加成品率及良率。
[0011]在一个具体的实施方式中，光纤孔的孔径小于或等于200um，以适应于对更细小孔径的光纤孔端口处的倒角加工，同时也能够适用高深径比(深径比最高可达50)的小微孔加工。
[0012]在一个具体的实施方式中，采用激光加工+湿法刻蚀工艺，在玻璃基板内形状有至少一个倒角直通孔，包括：采用激光加工工艺，在玻璃基板内每个待加工倒角直通孔位置处进行改性，形成改性区；采用湿法刻蚀工艺，去除改性区的材料，形成倒角直通孔。能够加工出更细小孔径的倒角直通孔，而且还能够防止刀具加工玻璃基材时容易带来的脆性样品崩裂，从而增加成品率及良率。
[0013]在一个具体的实施方式中，采用湿法刻蚀工艺，去除改性区的材料，形成倒角直通孔，包括：采用带有磁性粉末的氢氟酸溶液作为腐蚀液，在腐蚀液的周围外加交流磁场，驱动氢氟酸溶液流动，以选择性腐蚀掉每个改性区中的材料，以形成倒角直通孔。减少腐蚀液同向腐蚀改性区材料的时间，提高去除改性区材料的速率，同时还能够尽量使去除改性区材料后的倒角直通孔的孔壁较为平整。
[0014]在一个具体的实施方式中，采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与对应光纤孔的连接处，形成截面为弧形的倒角曲面，包括：采用激光光源输出激光光束；将激光光束整形为螺旋形光斑或环形光斑；将螺旋形光斑或环形光斑聚焦在在每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，进行加热，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与对应光纤孔的连接处，形成截面为弧形的倒角曲面。能够加工出更细小尺寸的倒角曲面，而且还能够防止刀具加工玻璃基材时容易带来的脆性样品崩裂，减少端面对光纤涂覆层的损害。
[0015]在一个具体的实施方式中，采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与第二端面连接处的玻璃基材，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与第二端面的连接处形成倒角外扩孔，包括：采用激光光源输出激光光束；将激光光束整形为螺旋形光斑或环形光斑；将玻璃基板倒置，以使第二端面朝下；将螺旋形光斑或环形光斑聚焦在每个倒角直通孔与第二端面连接处的玻璃基材，进行加热，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与第二端面的连接处形成倒角外扩孔。能够加工出更细小尺寸的倒角外扩孔，而且还能够防止刀具加工玻璃基材时容易带来的脆性样品崩裂，减少端面对光纤涂覆层的损害。
[0016]在一个具体的实施方式中，将激光光束整形为螺旋形光斑或环形光斑包括：采用望远镜系统和2D振镜的方式，将激光光束整形为螺旋形光斑或环形光斑。便于整形出螺旋形光斑或环形光斑。
[0017]在一个具体的实施方式中，对倒角直通孔、倒角曲面及倒角外扩孔的表面进行抛光处理，包括：采用带有磨料的高压水导光纤对倒角直通孔、倒角曲面及倒角外扩孔的表面进行旋转抛光处理。能够提高倒角直通孔、倒角曲面及倒角外扩孔的表面的平整均匀度，减少后续光在波导内传播受到影响，而且还提高抛光效果及效率。
[0018]第二方面，本专利技术还提供了一种光纤孔倒角的制造设备，制造设备基于上述任意一种光纤孔倒角的制造方法，光纤孔为MT插芯中的光纤孔，MT插芯应用于MPO连接器中。制造设备包括第一激光设备和湿法刻蚀设备，用于在玻璃基板内形状有至少一个倒角直通孔；至少一个倒角直通孔与至少光学孔一一对应；每个倒角直通孔的一端贯穿第二端面，另一端与对应的光学孔同轴连通；且每个倒角直通孔的孔径大于对应的光纤孔的孔径。制造设备还包括第二激光设备、第三激光设备和抛光设备。其中，第二激光设备用于采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与对应光纤孔的连接处，形成截面为弧形的倒角曲面。第三激光设备用于采用激光
热加工工艺，加热每个倒角直通孔与第二端面连接处的玻璃基材，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与第二端面的连接处形成倒角外扩孔。抛光设备用于对倒角直通孔、倒角曲面及倒角外扩孔的表面进行抛光处理。
[0019]在上述的方案中，通过先采用激光加工+湿法刻蚀工艺在玻璃基板内形状有至少一个倒角直通孔；之后采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，使其坍塌后形成截面为弧形的倒角曲面；再采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，使其坍塌后形成截面为弧形的倒角曲面；最后对倒角直通孔、倒角曲面及倒角外扩孔的表面进行抛光处理。上述方式，相比现有CNC研磨技术方式，能够实现微小端口倒角的加工。而且随着激光光束焦点大小的变化，能够进一步缩小加工尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤孔倒角的制造方法，所述光纤孔为MT插芯中的光纤孔，所述MT插芯应用于MPO连接器中，其特征在于，所述制造方法包括：提供一玻璃基板，所述玻璃基板具有相对的第一端面和第二端面；所述玻璃基板内形成有至少一个光纤孔，且每个光纤孔均为贯穿所述第一端面的盲孔；采用激光加工+湿法刻蚀工艺，在所述玻璃基板内形状有至少一个倒角直通孔；所述至少一个倒角直通孔与所述至少光学孔一一对应；每个倒角直通孔的一端贯穿所述第二端面，另一端与对应的光学孔同轴连通；且每个倒角直通孔的孔径大于对应的光纤孔的孔径；采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与对应光纤孔的连接处，形成截面为弧形的倒角曲面；采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与所述第二端面连接处的玻璃基材，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与所述第二端面的连接处形成倒角外扩孔；对所述倒角直通孔、倒角曲面及倒角外扩孔的表面进行抛光处理。2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述光纤孔的孔径小于或等于200um。3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述采用激光加工+湿法刻蚀工艺，在所述玻璃基板内形状有至少一个倒角直通孔，包括：采用激光加工工艺，在所述玻璃基板内每个待加工倒角直通孔位置处进行改性，形成改性区；采用湿法刻蚀工艺，去除所述改性区的材料，形成所述倒角直通孔。4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述采用湿法刻蚀工艺，去除所述改性区的材料，形成所述倒角直通孔，包括：采用带有磁性粉末的氢氟酸溶液作为腐蚀液，在所述腐蚀液的周围外加交流磁场，驱动所述氢氟酸溶液流动，以选择性腐蚀掉每个改性区中的材料，以形成所述倒角直通孔。5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述采用激光热加工工艺，加热每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与对应光纤孔的连接处，形成截面为弧形的倒角曲面，包括：采用激光光源输出激光光束；将所述激光光束整形为螺旋形光斑或环形光斑；将所述螺旋形光斑或环形光斑聚焦在所述在每个倒角直通孔与对应光纤孔连接处的玻璃基材，进行加热，使其坍塌后，在每个倒角直通孔与对应光纤孔的连接处，形成截面为弧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朋，侯煜，张昆鹏，石海燕，李曼，岳嵩，王然，张喆，文志东，薛美，张紫辰，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：