[发明专利]基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置和方法，包括激光器和光学系统，所述激光器用于发射激光，所述光学系统设置在激光器的出光端，用于将激光器发出的光汇聚到毛细管端面以中心孔为中心的区域上对毛细管端面进行喇叭口型玻璃体熔化处理，能够保证加工的玻璃管喇叭口的质量并且大幅降低加工成本。

技术领域

本发明属于玻璃加工技术领域，尤其涉及一种基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置和方法。

背景技术

光纤是光的传输通道，是现代光信号传输和光能量传输的基础器件。当需要将光从光纤中引出或将光注入光纤时，光纤端面就需要进行必要的处理以满足光输入输出的要求。由于光纤很细，为了实现对光纤表面的操作，就必须用一个玻璃毛细管夹持光纤。由于毛细管内孔与光纤配合精密，为了方便光纤穿入毛细管的内孔，通常要在玻璃毛细管的端面加工一个喇叭口。目前，毛细管端面喇叭口的加工有机械法、化学腐蚀法和热吹法三种方法。机械加工法的缺点是加工好的喇叭口区域会有微裂纹，影响毛细管可靠性。化学腐蚀法的缺点是对环境不友好。目前热吹法的加工方法是：(1)对一根直径留有余量的毛细管长丝沿管轴向的多个位置同时加热；(2)当温度达到玻璃软化点后，向管内鼓气加压，受热区在气压作用下会膨胀，在管内部形成喇叭口；(3)冷却后将带有喇叭口的毛细管长丝在无心磨上将丝径研磨和抛光到规定尺寸；(4)在喇叭口区切割，得到端面有喇叭口的毛细管产品。这种方法加工复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置和方法，以克服现有技术中存在的问题，本发明能够保证加工的玻璃管喇叭口的质量并且大幅降低加工成本。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工装置，包括激光器和光学系统，所述激光器用于发射激光，所述光学系统设置在激光器的出光端，用于将激光器发出的光汇聚到毛细管一端端面以中心孔为中心的区域上，以对毛细管端面喇叭口进行玻璃体熔化处理。

进一步地，还包括毛细管夹持装置和鼓气装置，所述毛细管夹持装置用于夹持毛细管，所述鼓气装置连接毛细管的另一端，用于在毛细管的另一端鼓入气体，将激光照射端面上的熔化玻璃体吹离。

进一步地，所述激光器为二氧化碳激光器；所述光学系统为反射聚焦光学系统或者锗透镜系统。

进一步地，所述反射聚焦光学系统为铜反射聚焦透镜。

进一步地，所述激光器为半导体激光器、光纤激光器或YAG固体激光器；所述光学系统由常规光学玻璃制成。

进一步地，还包括设置在玻璃毛细管的一端中心孔内的吸光材料，所述吸光材料用于吸收激光提升温度熔融玻璃。

进一步地，所述吸光材料为钢丝。

基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工方法，用一束激光照射毛细管端面上中心孔为中心的区域，所述激光处于玻璃吸收波段，使所述毛细管端面上照射区域玻璃体熔化并且中心孔因玻璃熔化闭合；然后在所述玻璃毛细管另一端向玻璃毛细管中心孔鼓气，将激光照射端熔化的玻璃体吹离。

基于激光加热的玻璃毛细管喇叭口加工方法，在毛细管的一端中心孔内设置吸光材料；用激光照射所述毛细管端面上中心孔为中心的区域，所述激光处于玻璃非吸收波段，使所述毛细管端面上照射区域玻璃体熔化并与所述吸光材料粘结在一起；在所述毛细管另一端向毛细管中心孔鼓气，将激光照射端熔化的玻璃体及吸光材料吹离。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：