[发明专利]用于制造光子晶体光纤预制棒的蜂巢式工装及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用于制造光子晶体光纤预制棒的蜂巢式工装及其制造方法，其技术特点在于：包括工作盘、多个多边形工装单元和多个定位销；所述多边形工装单元为多棱柱结构且可拆卸地安装在工作盘上；在该多边形工装单元上制有多个定位孔，在每个定位孔上均插装有定位销；由插装有定位销和未插装有定位销的多个多边形工装单元在工作盘上蜂巢式拼接扩展形成光子晶体光纤预制棒制备基础面。本发明能够拉制出结构更完美、更符合设计要求的光子晶体光纤。

技术领域

本发明属于光子晶体光纤技术领域，涉及光子晶体光纤预制棒的制造，尤其是一种用于制造光子晶体光纤预制棒的蜂巢式工装及其制造方法。

背景技术

光子晶体光纤又称为微结构光纤，近年来引起广泛的关注，它的横截面上有复杂的折射率分布，通常含有不同排列形式的气孔，这些气孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿整个光纤长度。根据导光机制的不同，光子晶体光纤可分为两类：折射率引导型光子晶体光纤和光子带隙型光子晶体光纤，前者可称为实芯光子晶体光纤，后者称之为空芯光子晶体光纤。实芯光子晶体光纤中光波被限制在高折射率的纤芯处传播，空芯光子晶体光纤中光在纤芯的空气孔中传输。光子晶体光纤以其结构设计灵活、具有普通光纤无法比拟的突出优点，在光纤传感、光通信、非线性光学等领域应用前景广阔。光子晶体包层区气孔的排列方式能够极大地影响光传输模式性能，因此光子晶体光纤研制的重点是拉制工艺控制，保证气孔严格按照设计意图实现。

目前，因工艺实现简单光子晶体光纤拉制通常采用堆砌法，将特定尺寸的高纯度石英毛细管和高纯度石英棒依据光子晶体光纤端面结构进行规则排布，形成光子晶体光纤预制棒。随后将预制棒放置在光纤拉丝塔中，采用普通光纤的拉制方法配以高精密温度、速度、气压控制，拉制成型端面微孔结构尺寸符合要求的光子晶体光纤。预制棒的制备是光子晶体光纤拉制的关键工艺，预制棒内毛细管排列和定位精度直接影响光子晶体光纤拉制质量。堆砌法制备预制棒，人工参与程度大，毛细管排列位置误差难以控制，不利于实现高位置精度的预制棒。为了提高预制棒制备精度，业内提出冲压、钻孔、腐蚀等技术手段，以控制预制棒内孔结构尺寸精度，但工艺复杂，实现成本高，不利于大批量生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、制造工艺简单、生产成本低且可实现高位置精度的用于制造光子晶体光纤预制棒的蜂巢式工装及其制造方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种用于制造光子晶体光纤预制棒的蜂巢式工装，包括工作盘、多个多边形工装单元和多个定位销；所述多边形工装单元为多棱柱结构且可拆卸地安装在工作盘上；在该多边形工装单元上制有多个定位孔，在每个定位孔上均插装有定位销；由插装有定位销和未插装有定位销的多个多边形工装单元在工作盘上蜂巢式拼接扩展形成光子晶体光纤预制棒制备基础面。

而且，在多边形工装单元相邻的多个定位销形成的限位区内分别插装有石英毛细管或石英棒；在光子晶体光纤预制棒制备基础面上的石英毛细管、石英棒和定位销的外侧套装有石英套筒。

而且，所述多边形工装单元底部安装有磁性垫片，所述工作盘采用磁性材料制成，该多边形工装单元可吸附在工作盘上。

而且，所述多边形工装单元为六棱柱形，在该六棱柱上等距离制有六个定位孔，在每个定位孔内插装有与定位孔适配的圆柱形定位销，该定位销一端插入定位孔内，另一端高于六棱柱表面；在单个或相邻的三个多边形工装单元提供的六个定位销形成的多点高精度限位区内分别插装有石英毛细管或石英棒。

一种用于制造光子晶体光纤预制棒的制造方法，包括以下步骤：

步骤1、依据光子晶体光纤设计中石英毛细管和石英棒数量要求，将定位销顺序插入多边形工装单元六个定位孔内，形成多个装配定位销的多边形工装单元；