[发明专利]一种可开合高温光纤微加工装置

说明书

本发明提供的是一种可开合高温光纤微加工装置，由加热部分、电极冷却部分、开合控制部分组装而成。其特征在于加热部分由分离的两块加热棒材组成，两块加热棒材对接拼合形成加热孔；开合控制部分由滑轨、滑块、拉伸弹簧组成，用于控制加热孔的开启和闭合，避免放入和取出光纤贯穿高温加热孔时容易产生光纤弯曲和断裂。另外，控制两块加热棒材加热孔的开启和闭合可实现加热孔的快速升温和快速降温。本发明适用于光纤以及光纤尺度微小线性材料加热高温处理，可广泛应用于光纤热扩散、光纤微透镜、螺旋光纤制备，属于新型光纤微结构制备领域。

(一)技术领域

本发明涉及的是一种可开合高温光纤微加工装置，本发明适用于光纤以及光纤尺度微小线性材料加热高温处理，可广泛应用于光纤热扩散、光纤微透镜、螺旋光纤制备，属于新型光纤微结构制备领域。

(二)背景技术

随着科技的进步，元件小型化，集成度高，功能性强成为未来发展的重要方向。微光学元件就是光学元件小型化,集成化的一种典型代表器件。传统的光学器件已逐渐被光纤微元件替代，如光纤微透镜，热扩散光纤，螺旋光纤等。为解决光纤螺旋，拉锥，热扩散等问题科研人员设计了多种装置，但市面上的微光纤元件制备装置存在结构复杂，功能单一，装置利用率低等诸多问题。

光纤透镜的制备装置在公开号104816218B的专利《一种透镜光纤全自动制作设备》中提出，即利用抛磨轮将光纤尖端处理成所需透镜状，这种方法无法实现在光纤内部制作微透镜。扩大光纤模场直径的装置在公开号为

1002075的专利《热扩散光纤的制备方法及其装置》中提出，即用光纤加热器对固定于夹具的光纤阵列进行加热，通过移动光纤阵列达到各个光纤实现热扩散，这种方法易导致光纤在移动时受气流影响导致光纤断裂，该方法主要是为了实现光纤热扩散，但精度太低且该装置只能适用于实验室生产，无法实现大规模生产。微纳级的光纤的制备方法在公开号为107473581A的专利《光纤拉锥装置及方法》中提出，即将光纤穿过加热炉，待加热区域的光纤达到熔融状态下，两端施加力来实现拉锥。这种方法未考虑到加热后加热区域的光纤直径变小，光纤穿插时容易弯曲或折断。光纤透镜的制作方法在公开号为106199835A的专利《一种光纤透镜制作方法及光纤透镜》中提出，即用氢氟酸溶液对光纤刻蚀形成容纳槽，再向容纳槽中填充光学材料实现光纤透镜制备。这种方法过程繁琐，精度无法控制且氢氟酸溶液对人体有害。

(三)发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种可开合高温光纤微加工装置。

一种可开合高温光纤微加工装置。其特征是：它由加热部分、电极冷却部分、开合控制部分组装而成。所述的加热部分由分离的两块加热棒材组成，两块加热棒材对接拼合时形成2mm-5mm的光纤微加热孔道。两块加热棒材、电极冷却系统、滑轨滑块开合系统组成。两块加热棒材的另一端分别对称固定于电极冷却系统的电极之中并与电极有良好接触，电极通过冷却系统冷却加热棒材的两个固定端；开合控制部分由滑轨、滑块、拉伸弹簧组成，用于控制加热孔的开启和闭合。

优选地，所述的加热装置采用电阻加热法，利用电流流过导体的焦耳效应产生的热能对光纤进行电加热的方法。

进一步的，所述的加热棒材可以是二硅化钼，也可以是掺杂有钨金属的二硅化钼材料。

优选地，所述的两块加热棒材的一端具有相同对称的半孔结构，二者可拼合并良好接触，形成一个高电阻值的“O”型加热区，该“O”型加热区域的温度由加热棒材两端电压大小变化控制，“O”型加热区域的温度最高可达1700℃，可用于光纤高温微加工。两块加热棒材的另一端涂有导电涂层，以尽量减小连接电阻，减缓氧化。

优选地，所述的电极冷却系统具有一对铜质电极，电极上制备有固定加热棒材的孔道，与加热棒材形成良好的接触；电极中间制备有冷却通道，用于电极和加热棒连接部位的冷却降温；电极底端连接有铜质接线端子，用于导线和铜质电极的连接。