[发明专利]一种锥形透镜光纤的制作方法

说明书

技术领域

本发明属光纤技术领域，涉及一种锥形透镜光纤的制作方法。

背景技术

光纤耦合技术是影响光纤系统的关键技术，光纤透镜则是光纤耦合的关键部件，发光芯片与光纤的耦合实质上是模场的匹配问题，发光芯片发出的光耦合进入光纤的越多，光纤通信距离就越远，中继距离也就越远；而提高模场匹配的基本途径是在耦合系统中加入光学透镜以提高光耦合的效率，目前解决的方法是在光纤的端部直接加工透镜。

锥形透镜光纤是目前光通信领域内比较常用的一种透镜光纤，锥形透镜光纤的加工一般包括端部锥面加工和前端半球面加工(如图1a、b、c所示)，目前的锥面加工一般是在平面研磨机上完成，而对于前端的半球面加工则是利用熔融原理(局部瞬间加热)使其端部成形，但是此种以熔融成形的加工方法弊端很多，不仅操作难以控制，而且会使整个半球面的曲率半径不均匀；同时在加工时，半球面曲率半径不能得到有效控制，从而导致成品率较低，并且耦合效率不高，只能达到60％左右。

随着光纤技术的发展，对于光耦合效率的要求也大大提高，一般高端领域所需求的耦合效率都在75％以上，因此，转统的熔融加工方法已经很难适应现代光纤技术发展的要求，需要一种新的加工工艺来满足需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的锥形透镜光纤的制作方法，该制作方法采用磨削方式加工，使得锥形前端的半球面的曲率半径可控，从而有效解决了现有熔融成形加工方法成品率低、耦合效率不高的问题，满足了现代光纤技术的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种锥形透镜光纤的制作方法，是在完成端部锥面加工后，使光纤加工端与运动的研磨介质相接触，再使光纤加工端和研磨介质作相对的弧线往复摆动运动；同时光纤加工端还以光纤纤芯的中心线为转轴进行自转运动实现半球面的加工。

本发明中上述光纤加工端和研磨介质相对弧线往复摆动运动时，往复摆动的弧线同心，摆动的方向相反。

因此，本发明提供的锥形透镜光纤的制作方法，具体包括下述步骤：

(1)提供一根光纤，光纤端部剥除涂覆层15-30毫米，将端部涂覆层剥除后的光纤夹持固定在光纤夹具内，将夹持有光纤的光纤夹具夹持在平面研磨机上完成光纤端部的锥面加工后，取下光纤夹具，锥面加工后的光纤保持在光纤夹具内；

(2)将光纤夹具夹持在一个摆动臂上，光纤夹具的下端设置有一个旋转盘，旋转盘内放置有研磨介质；

(3)调整光纤夹具，使光纤夹具下端的光纤加工端与研磨介质相接触；并使旋转盘带动研磨介质进行水平旋转运动；

(4)以光纤加工端为摆动中心，以光纤夹具为摆轴，使摆动臂带动光纤夹具做弧线往复摆动运动；

(5)光纤夹具弧线往复摆动的同时，摆动臂带动光纤夹具以光纤纤芯的中心线为转轴进行自转运动。

当然，本发明提供的锥形透镜光纤的制作方法，也可以是包括下述步骤：

(1)提供一根光纤，光纤端部剥除涂覆层15-30毫米，将端部涂覆层剥除后的光纤夹持固定在光纤夹具内，将夹持有光纤的光纤夹具夹持在平面研磨机上完成光纤端部的锥面加工后，取下光纤夹具，锥面加工后的光纤保持在光纤夹具内；

(2)将光纤夹具夹持在一个摆动臂上，光纤夹具的下端设置有一个旋转盘，旋转盘上端面同时连接有一个摆动旋转轴，旋转盘内放置有研磨介质；

(3)调整光纤夹具，使光纤夹具下端的光纤加工端伸入到所述的研磨介质内；

(4)以摆动旋转轴的上端部为摆动中心，带动旋转盘做弧线往复运动，旋转盘做弧线往复运动的同时，摆动旋转轴同时带动旋转盘旋转而使研磨介质以其中心为转轴进行旋转运动；同时摆动臂还带动光纤夹具以光纤纤芯为转轴进行自转运动。

本发明中上述研磨介质的旋转运动是指研磨介质在与其中心轴线垂直方向的平面上进行自转旋转运动。

本发明中的研磨介质可为固态粉状介质，该粉状介质为微粉状研磨料(粒径为0.1-50微米之间)；该微粉状研磨料为金刚石微粉、碳化硅微粉、碳化硼微粉或类似的磨料微粉或它们的混合物。

本发明中的研磨介质可为流体介质，该流体介质为膏状研磨料或抛光液，该膏状研磨料为金刚石微粉、碳化硅微粉、碳化硼微粉或类似的磨料微粉或它们的混合物与去离子水、六偏磷酸钠配比而成的新的混合物；而抛光液为现有光纤跳线研磨用抛光液。

本发明中当研磨介质为固态粉状介质或流体介质时，光纤加工端可与研磨介质表面相接触，当然光纤加工端也可以伸入到所述的研磨介质内部。