[发明专利]一种粗腰锥光纤的制备装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤制备技术领域，尤其涉及一种粗腰锥光纤的制备装置及方法。

背景技术

光纤粗腰锥是指两根光纤过度重叠熔接形成的腰锥直径增大的光纤锥体，腰锥直径按抛物线轨迹变化，其与普通细腰锥光纤的主要区别在于光纤粗腰锥的腰锥直径是逐渐增大的，明显增强了锥腰部分的机械强度，不但结构新颖紧凑、成本低廉，同时机械强度高、操作方便。光纤粗腰锥可以激发光纤中的包层模，使不同模式之间发生能量耦合。光纤粗腰锥结构可以调节所激发包层模的能量，实现与纤芯模能量耦合比的调节。基于这种原理可以制备Mach-Zenhder干涉光纤传感器和Michelson干涉光纤传感器，广泛应用于温度、应变、湿度、折射率等物理参量的测量。

光纤粗腰锥目前的主要制备技术采用电弧加热方法，具体通过高压放电产生的高温电弧作用使两根光纤端面熔化，然后在两根光纤上施加压力使它们过度重叠熔接形成光纤粗腰锥，该方法虽然仅用光纤熔接机即可制备光纤粗腰锥，所需设备较少，但是该方法对技术要求高，操作难度较大，重复性差，不能实时控制光纤粗腰锥的尺寸。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种粗腰锥光纤的制备装置，旨在解决现有技术在制备光纤粗腰锥过程中对技术要求高，操作难度较大，重复性差，不能实时控制光纤粗腰锥的尺寸的问题。

本发明是这样实现的，一种粗腰锥光纤的制备装置，所述粗腰锥光纤的制备装置包括CO₂激光器控制终端、CO₂激光器、扫描振镜、两个电动平台、电动平台控制终端及两个光纤对准和夹紧装置；

进一步地,所述CO₂激光器控制终端分别与CO₂激光器和扫描振镜连接，用于供用户设置CO₂激光器的工作参数、控制CO₂激光器的输出及扫描振镜的摆动；

进一步地,所述CO₂激光器用于产生激光,实现待熔接的两根光纤端面的加热熔融；

进一步地,所述扫描振镜位于CO₂激光器的输出端，用于控制CO₂激光器输出的激光光斑在待熔接的两根光纤端面上的作用时间和作用位置；

进一步地,所述两个光纤对准和夹紧装置分别放置于对称的两个电动平台上，且每个光纤对准和夹紧装置均用于夹持一待熔接光纤；

进一步地,所述电动平台控制终端分别与两个电动平台连接，用于控制两个电动平台在三维方向上的移动，使两根待熔接光纤端面对正并处于CO₂激光器的焦平面，并在熔接过程中控制两根待熔接光纤的相向运动。

上述CO₂激光器控制终端采用工业用计算机，CO₂激光器控制终端内安装有控制CO₂激光器的第一操作软件平台及第一控制卡，所述第一操作软件平台的窗口供用户设定CO₂激光器的工作参数和指令，而第一控制卡在第一操作软件平台的指令下驱动CO₂激光器工作。

上述CO₂激光器为脉冲型CO₂激光器，输出激光波长为10.6μm，脉冲频率为1-10kHz，功率为1-10W。

上述电动平台控制终端与CO₂激光器控制终端安装于同一台计算机，电动平台控制终端内安装有控制两个电动平台的第二操作软件平台及第二控制卡，所述第二操作软件平台的窗口供用户设定两个电动平台的移动速度和距离，而第二控制卡在第二操作软件平台的指令下控制两个电动平台内安装的电动马达系统的转动。

上述两个电动平台采用不锈钢材质制备，在内置的电动马达系统的驱动下两个电动平台严格按照预设的移动速度和距离做前进或后退动作。

上述光纤对准和夹紧装置为带有光纤槽的光纤夹持器。

本发明还提供了一种粗腰锥光纤的制备方法，包括下述步骤：

A，准备两根端面具有涂覆层的光纤作为待熔接光纤，剥去两根待熔接光纤端面附近的涂覆层，再将已剥去涂覆层的光纤端面平整化；

B，将经过步骤A处理后的两根光纤分别固定于两个光纤对准和夹紧装置上,并使得二者剥去涂覆层的端面相对；

C，通过调整两个电动平台进而调整两个光纤对准和夹紧装置的高度和水平位置，使两根光纤端面对正并处于CO₂激光器的焦平面；