[发明专利]一种制备近场光学探针的研磨装置及其方法

权利要求书

1.一种制备近场光学探针的研磨装置，其特征在于：该装置主要包括减振橡胶、支撑底板、三相无刷电机、调节架和光学显微镜；

所述的支撑底板水平设置在减震橡胶上，支撑底板下方固定三相无刷电机，三相无刷电机的主轴固定一旋转盘，在旋转盘上粘接一个研磨用橡胶垫，橡胶垫上设置研磨片，所述的研磨片用少量水铺在橡胶垫上；所述的调节架和光学显微镜分别固定在支撑底板两端；所述的调节架上固定有光纤，所述的光学显微镜作为光学辅助观察装置用于监测探针的研磨过程；所述的光学显微镜包括光学显微镜主体、USB接口的CCD相机和光学显微镜支架；光学显微镜主体与USB接口的CCD相机相连，并一起通过一个光学显微镜支架固定在支撑底板的上方，调节二维移动台水平方向的位置，使石英光纤的末端位于光学显微镜主体的焦平面上；

所述的调节架结构主要包括光纤夹具、带刻度转轮、转轮架、可调节支架、支架底座、步进电机和二维移动台，所述的二维移动台固定在支撑底板上，可以在垂直于支撑底板的平面内沿竖直或水平方向运动；石英光纤竖直固定在光纤夹具的中心，光纤夹具固定在带刻度转轮的中心，带刻度转轮固定在转轮架中；带刻度转轮的旋转带动光纤夹具及石英光纤沿着自身的轴向转动；转轮架固定在可调节支架上，可调节支架通过支架底座固定在二维移动台上；在转轮架上还固定有步进电机，步进电机通过皮带带动转轮转动，进而带动光纤夹具上的光纤转动，使得光纤前端在研磨片上研磨成各种角度的光纤探针；所述的可调节支架在支架底座中沿自身轴向转动，用以调节石英光纤与研磨片的夹角，进而控制光纤探针锥角的大小。

2.根据权利要求1所述的一种制备近场光学探针的研磨装置，其特征在于：所述的带刻度转轮通过可调节支架在支架底座中沿轴向转动，用于调节光纤研磨的锥角；所述的带刻度转轮上标有刻度值，刻度值的作用是确定各研磨面之间的夹角。

3.一种制备近场光学探针的研磨方法，其特征在于：

步骤一、研磨装置准备过程：截取一段光纤，除其两端的涂覆层；然后将光纤的两个端面切齐，将光纤固定在夹具上；

步骤二、调节光纤研磨角度：根据需要研磨的探针形状，确定研磨锥角α，调整可调节支架，使光纤与研磨片成α角；调节二维移动台水平方向的位置，使石英光纤的末端位于光学显微镜主体的焦平面上，通过光学显微镜观察光纤端面的位置；然后调节二维移动台垂直方向的位置使光纤逐步逼近研磨片表面；打开电源，使三相无刷电机带动整个橡胶垫及研磨片开始高速旋转；

步骤三、开始研磨制备过程：调节二维移动台垂直方向的位置使光纤接触到研磨片表面并进行研磨；通过光学显微镜观察光纤端面的研磨情况；一个面磨制成型之后，调节二维移动台使光纤与研磨片分离；

步骤四、在光学显微镜的辅助观察下，调节带刻度转轮的角度，然后反复进行步骤三，制作下一个研磨面或对探针形状进行修饰，直至形状符合设计要求；

步骤五、对光纤探针的清洗：退出光纤夹具，取下光纤并利用清洗装置对光纤一端的探针进行清洗，最后用去离子水冲洗后放入盒中待用。

4.根据权利要求3所述的一种制备近场光学探针的研磨方法，其特征在于：所述的清洗装置主要包括固定支架、悬臂、超声波清洗机和烧杯，在所述的固定支架上，通过紧固螺丝固定一所述悬臂，该悬臂是水平的，悬臂在固定支架上的高度通过紧固螺丝来调节，超声波清洗机放置在固定支架的底座上，位于悬臂的正下方；

在清洗时，首先将加工好的光纤探针沿竖直方向粘接到悬臂的中部，然后将超声波清洗机的水槽内注入水，最后将盛有无水乙醇的烧杯放入水槽中，调节悬臂的高度，将悬挂的光纤探针小心的置于烧杯内部的无水乙醇中，然后开启超声清洗机约15分钟左右，用去离子水冲洗后取下光纤探针，放入盒中待用。