[实用新型]光纤阵列V型槽超声波制作装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光纤阵列制造装置技术领域，尤其涉及一种光纤阵列V型槽超声波制作装置。

背景技术

光纤阵列中V型槽（V－Groove）的用途是放置光纤，并精确定位光纤，其加工精度直接影响光纤的对接精度，目前通用的加工精度为0.1微米，随着加工精度的提高，将有利于光分路器的性能提高。通用的V型槽加工方法有两种：一种是蚀刻工艺，二是接触式刀片切割工艺。但两种方法都有欠缺：

蚀刻工艺采用化学溶液对石英材料进行规则性的溶解、腐蚀，形成符合设计要求的凹凸效果。在制作V-Groove过程中，采用的腐蚀液一般为：40%的HF、KOH饱和溶液和19mol/L的NaOH溶液,三种溶液均易挥发，具有毒性，环境污染严重。溶液在蚀刻时，速度都很慢，要提高蚀刻效率，需要增加生产成本。而采用的石英材料进行蚀刻时，由于石英材料存在各向同性和异性问题，导致对刻蚀表面粗糙度有较大影响，加工精度受到制约，影响成品的光分路器插入损耗值。由于V型槽加工精度要求高，蚀刻过程是个渐进过程，批量生产时，难以控制所有蚀刻效果保持一致性，导致在保证加工精度的前提下，报废率高，或者要降低成本，必须放宽加工要求，产品质量必然下降。

刀片切割工艺具有较强的现实基础，容易实现，切割精度较高，加工速度快。但是，这种工艺受刀片质量影响非常大，如目前常用钨钢材料刀片或陶瓷刀片，在切割石英材料时，由于硬度高，刀片磨损严重，直接影响V型槽的加工精度。在实际生产过程中，还由于刀片在切割过程中发生损坏容易导致加工的V型槽出现裂纹或崩口，产品报废率较高。另外刀片式切割工艺在检验过程遇有难题，对成本控制和产品质量的提高都有影响。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决光纤阵列中V型槽采用蚀刻工艺，或现有的接触式刀片切割工艺造成的速度慢、污染环境、成本及报废率高的问题，提供一种结构设计合理，利用超声波切割机对玻璃基体进行高频率V型槽制作的光纤阵列V型槽超声波制作装置。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种光纤阵列V型槽超声波制作装置，其特征是包括超声波切割机，在所述的超声波切割机设有聚能刀片，聚能刀片具有V型刀头，与聚能刀片垂直部位设有具有粘性膜的模具。本装置中超声波切割机是动力主体，模具表面设有粘性膜，用来固定被加工的玻璃基材。聚能刀片体积可以制得很少，本身刀头和待加工V槽相配。聚能刀片在超声波的作用下，沿玻璃基材表面层按设计的光纤阵列方向做高频率、微振幅的振动，一边使加工物表面产生微小的破碎层，一边对其进行加工，大幅度地降低聚能刀片的加工负荷。超声波的振动，致使聚能刀片与加工物之间产生间隙，从而改善了磨粒的冷却效果，并且通过防止磨粒钝化及气孔堵塞等现象的发生，提高被加工物的加工速度和精度。

作为优选，所述的模具与超声波切割机具有固定的相对位置，待加工的玻璃基材置于模具上。本装置由超声波切割机的动作来完成V型槽的加工，玻璃基材在模具上的位置相对不变。

作为优选，所述的粘性膜的面积大于待加工的玻璃基材的面积。保证待加工的玻璃基材整个底面均被粘性膜固定，以提高玻璃基材的稳定性。

作为优选，所述的聚能刀片沿其固定刀杆轴向具有伸缩性结构。工作时，聚能刀片沿玻璃基材表层做间隔下压切割，以达到最佳表面粗糙度值。

作为优选，所述的聚能刀片沿其固定刀杆具有高频摆动机构。作业时，聚能刀片在超声波的作用下，沿刀杆半径方向上会产生瞬间的伸缩式振动，以粉碎被切屑的V型槽磨料颗粒。

作为优选，所述的超声波切割机产生的超声波频率为20000～28000赫兹。高频率振动使聚能刀片对加工体产生最佳切割效果。

本实用新型的有效效果是：避免了蚀刻工艺的速度慢、污染环境以及现有接触式刀片切割成本及报废率高的问题，聚能刀片的尺寸可以做得更小，结构简单、自动化程度高。

附图说明

图1是本实用新型的一种模具和被加工材料关系结构示意图。

图2是本实用新型的一种聚能刀片工作状态结构示意图。

图中：1. 模具，2. 聚能刀片，3. 粘性膜，4. 玻璃基材，5.磨料颗粒。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。