[发明专利]光纤倒像器转动扭制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及纤维光学的一种传像器件制造技术，更具体的说是关于光学纤维倒像器的扭制装置。

背景技术

光纤倒像器是由数千万根小于或等于6微米的光学玻璃纤维经规则排列熔压扭制而成的传像器件，它能够将输入的图像绕其轴线旋转180°输出，从而成为倒立的像。它是光电仪器特别是新一代微光像增强器的核心元件之一，广泛应用于医疗、夜视等领域。

光纤倒像器的制造方法，一般先将光纤经规则排列、熔压成一根光纤复合丝棒，再在专用装置上加热扭制而成。扭制后，复合丝棒中的每根光纤的一端均必须绕复合丝棒中心轴线准确旋转180°(除中心一根)，而且不能错位和炸裂。

为制得光纤倒像器，通常设计或使用的扭制方法和装置主要有两种：一是光纤复合丝棒水平装夹在扭制机的两轴上，并自始至终处于静止状态在加热炉中加热，待复合丝棒中部开始软化时，则用重锤拉动方式转动一轴，另外一轴固定不动或按相反方向转动，直至扭转角度达到要求为止。这种扭制方法和装置简单，角度控制较易，但由于加热炉温度难于做到四周均匀一致，导致水平静止放置的复合丝棒受热不均，加热软化过程中局部因受重力影响容易产生“下坠偏移”，这两种缺点往往使复合丝棒在扭制或降温过程中应力过大炸裂或使光纤丝产生错位、畸变；二是在前述扭制机上加装一台电机，让其驱动主轴带动复合丝棒在加热升温未软化前旋转受热，这有助于改善复合丝棒受热不均现象。但这种方式在复合丝棒中部开始软化时，要停止电机转动改用挂重锤增大扭力才能使复合丝棒在不破坏纤维的温度下发生扭转。这样复合丝棒在开始扭制到扭制结束的长时间高温过程中不得不停止旋转而静止受热，复合丝棒受热不均 和“下坠偏移”现象仍然可能发生，产品质量难于保证。

发明内容

本发明旨在克服上述光纤倒像器扭制方法和装置的不足和缺陷，提供一种简单有效的光纤倒像器转动扭制装置，使光纤倒像器产品质量合格率提高。

本发明通过以下技术方案加以实现：

一种光纤倒像器转动扭制装置，包括机架、电机、主轴、被动轴、加热炉、制动装置及角度盘。安装于机架上的主轴和被动轴的中心轴线在同一水平线上，电机与主轴相连。制动装置由支架、皮带和重锤组成，皮带缠绕于被动轴上，皮带一端悬挂重锤，另一端与固定在机架上的支架紧接。所述角度盘为两个圆盘，它们分别套装固定于主动轴和被动轴上，圆盘上刻有0°～360°的角度线。扭制光纤倒像器时，首先将光纤复合丝棒处于水平状态装夹于该装置的主轴和被动轴之间，并将其置于加热炉中，然后起动电机和加热炉，使光纤复合丝棒绕自身的中心轴线不停地旋转加热，由于装夹于主动轴和被动轴之间的光纤复合丝棒自始至终都保持不同程度的刚性，所以电机带动主轴转动时，被动轴也将跟随转动。待复合丝棒中部达到转变温度时，将制动装置的皮带缠绕于被动轴上，这时皮带与被动轴产生摩擦力，可温和地阻尼被动轴转动，使被动轴转速逐渐落后于主轴，从而牵动复合丝棒扭转。当套装于主轴和被动轴的角度盘转至其起始刻度相互错开180°时，则关闭电机停转并对已扭转的光纤复合丝棒进行缓慢降温冷却，最终将光纤复合丝棒制成图像传递倒转180°的光纤倒像器。

本发明实现了复合丝棒加热和扭制时自始至终都处于转动状态，因此避免了工件受热不均匀和“下坠偏移”现象，极大地提高了产品扭转角度、蛇形畸 变等质量的合格率。

本发明装置结构简单实用，制造成本低，容易操作。

附图说明

图1是光纤倒像器原理示意图

图2是本发明扭制示意图

图3是本发明实施例装置示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

根据图1所示意的光纤倒像器原理，为制得光纤倒像器，首先将数千根光纤复丝经规则排列、熔压成一根光纤复合丝棒，然后将其置于专用装置上加热扭制。专用装置参照图3和前面发明内容所述装配，其中制动装置的支架9固定在机架3的双柱上，电机1通过皮带带动主轴4旋转。如图2、图3，将一Φ20mm×30mm光纤复合丝棒6水平状态装夹于主轴4和被动轴7之间，然后将其置于加热炉5中，并调整和记录好左右两角度盘2相对应的起始刻度。

起动电机1和加热炉，电机则带动主轴旋转，在光纤复合丝棒未达到转变温度之前，光纤复合丝棒和被动轴将跟随主轴同步旋转，旋转的复合丝棒在加热炉中得到充分的均匀受热。当复合丝棒中部达到转变温度620℃时，则将制动装置的皮带8缠绕于被动轴上一圈，并挂上2kg重锤10，靠皮带与被动轴摩擦产生一种温和平稳的制动力，使被动轴的转速逐渐落后于主轴的转速，这时光纤复合丝棒开始产生扭转，当左右两角度盘的起始刻度错开180°时，则停机停转，并对已扭转的复合丝棒降温冷却，完成光纤倒像器的扭制。