[发明专利]一种光纤准直器C‑LENS透镜的制备方法

说明书

本发明公开了一种光纤准直器C‑LENS透镜的制备方法，其制备方法包括玻璃素材制备、玻璃毛坯熔铸、化学微蚀。熔铸法制备毛坯，化学微蚀法制备凸透镜面。本发明用模具成型法浇注C‑LENS外形，通过精密计算和设计，一次性达到外部尺寸的要求。本发明达到提高效率，降低材料损耗，提高产品一致性，从而有效降低C‑LENS的制备成本，直接降低光纤激光准直器的成本，为未来的进一步普及准直器提供有效的解决方案。

技术领域

本发明属于光纤激光器领域,具体地说是一种光纤准直器C-LENS透镜的制备方法。

背景技术

光纤激光器准直器用于激光器聚焦和分束，广泛用于激光加工，光通讯和传感领域。C-LENS是组成准直器的最核心元件，传统的制造方式是采用切削和研磨方式进行光学冷加工，由于组成材料的特殊性和加工精度的高要求，目前基本是由国外提供。现有技术中，如一种C-LENS透镜，材料SF11，折射率N:1.7847，曲率半径R：1.8±0.005mm，长度L：3.58±0.05mm，该玻璃材料属于重火石玻璃，折射率1.7847，耐酸耐水耐碱等级1，属于化学稳定性比较好的材料，转变温度Tg＝586℃；软化温度573度，热膨胀系数9.6*10-7mm/k.材料非常容易析晶，比较适宜冷加工。由于这类材料很容易析晶，所以当前都是采用光学冷加工的方法进行，基本的工艺过程如下：玻璃毛坯加工圆棒、圆棒分切、端面凸透镜加工、斜面加工、凸透镜面抛光、斜面抛光。以上的制造工艺已经相对成熟，只要加工设备精良，加工工艺参数合理，便可完成C-LENS的制备。但是，以上的工艺存在着几方面的问题：

1、材料损耗大，由于这种材料熔制工艺特殊，材料成本很高，损耗大意味着成本很高。

2、效率低：由于光学冷加工大都采用了单工件作业，导致效率低。

3、合格率低：由于冷加工对工装和设备刀具和操作人员熟练程度都有要求，很容易在某个环节出现问题而导致合格率降低。

以上存在的问题导致该零件的成本高，品质一致性难以保证，往往需要通过全检来确保产品的品质，这也是导致光纤激光准直器价格较高的一个原因。

发明内容

所要解决的技术问题：本发明目的在于通过一种全新的工艺来制备光纤激光准直器C-LENS透镜，达到提高效率，降低材料损耗，提高产品一致性，从而有效降低C-LENS的制备成本。

技术方案：一种光纤准直器C-LENS透镜的制备方法，其制备方法包括:

(1)玻璃毛坯熔铸:将玻璃毛坯分切长方体素材放入夹具中,箱式气氛炉加入氮气保护，炉温设置600-650摄氏度，将素材和夹具放入炉膛中进行熔铸8-12分钟后取出；取出后的玻璃毛坯和夹具放入精密退火炉，温度设定570-450摄氏度，时间11-13小时、取出，完成玻璃毛坯的精密熔铸；

(2)化学微蚀：配置化学微蚀液，加入到涡流式微蚀反应器中，将步骤(1)得到的玻璃毛坯放入涡流式微蚀反应器中，启动微蚀程序，经过110-130分钟的微蚀反应，对包括通光面的透镜表面进行化学抛光，得到C-LENS透镜。

在一个实施例中，所述炉温设置630摄氏度；所述素材和夹具放入炉膛中进行熔铸10分钟后取出，取出后的玻璃毛坯和夹具放入精密退火炉，温度设定500摄氏度、时间12小时。

在一个实施例中，所述玻璃毛坯经过120分钟微蚀反应。

在一个实施例中，所述夹具为石墨夹具。

有益效果：本发明用模具成型法浇注C-LENS外形，通过精密计算和设计，一次性达到外部尺寸的要求。采用特殊的化学微蚀法，对凸透镜表面和通光面进行化学抛光，达到光学等级表面。本发明达到提高效率，降低材料损耗，提高产品一致性，从而有效降低C-LENS的制备成本，直接降低光纤激光准直器的成本，为未来的进一步普及准直器提供有效的解决方案。

具体实施方式