[发明专利]光纤端面精细处理方法

说明书

一种光纤端面精细处理方法，其特征在于，包括下列几个步骤：步骤一：将光纤切割操作区设置在一真空室(1)中，在真空室(1)内的顶部上安装有高分辨变焦CCD(2)，在真空室(1)的内壁上安装有聚焦高能离子枪(3)和监控器(9)，第一聚焦高能离子枪(3)与监控器(9)连接；在真空室(1)的另一侧内壁上安装有第二聚焦高能离子枪(4)，第二聚焦高能离子枪(4)与监控器(9)连接；在在真空室(1)的内壁上安装有聚焦高能离子枪(3)内壁上，在监控器(9)位置的的下方，安装一个精细运动台(8)，在精细运动台(8)的上面安装有一个精细光纤夹具(7)；精细运动台(8)与监控器(9)连接；高分辨变焦CCD(2)与监控器(9)连接。

技术领域

本发明是一种光纤端面精细处理方法，属于激光技术领域，尤其属于光纤激光技术中光纤处理方法。

技术背景

光纤激光器具有光束质量好，转换效率高，集成度高等优势在工业，军事领域有着广泛的应用。现代工业加工和军事战术武器需要光纤激光器的输出功率达到千瓦级以上乃至万瓦量级，也对光纤自身的物理性能和处理工艺提出了高要求，如耐高温，高损伤阈值，端面处理光滑无瑕疵，处理成任意角度等。尤其在端泵系统中，光纤端面既要作为泵浦光的输入端，又要作为谐振腔的输出端，需要承受泵浦光和振荡激光双向的压力，端面稍有划痕、瑕疵、污染物在千瓦级以上功率传输时会烧毁光纤。

随着光纤激光技术的进步，光纤家族的种类也在不断增加，新型光纤不断问世，如光子晶体光纤、微结构光纤、多芯光纤、三角芯光纤、塑料光纤、多包层光纤等，但是目前处理光纤端帽的方式还是局限于机械研磨和专用的切割刀切割。机械研磨时，需要多道研磨工艺，研磨纸颗粒由大到小逐步研磨，工艺相当复杂，且容易在端面留下细小的划痕。对于微结构光纤或光子晶体光纤，机械研磨时其上的空气带隙里会留下研磨颗粒，在光纤使用中，如有高功率连续光或峰值功率高的脉冲激光时，会造成光纤端面热聚焦，严重时会造成光纤端面损伤乃至光纤烧毁。机械研磨工艺在光纤端面容易留下的细小划痕，不利于光纤的使用。机械研磨会引入应力，容易造成光纤材料内部的晶格形成变形层。采用切割刀切割时对于不同的光纤需要设置不同的参数，如拉力大小、刀头步进次数、切割角度等，在切割多边形光纤时容易留下道口切痕，切割光子晶体光纤时容易造成其中间的空气带隙碎裂。在千瓦级或更高功率传输时，这些瑕疵会造成光纤端面产生热点，温差过大时会损坏端面，严重时会烧毁光纤。

为此，本发明公开一种光纤端面精细处理方法，利用材料表面处理的氩离子减薄方式处理光纤端面，同时克服机械研磨和切割刀切割存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了解决技术背景中存在的问题以及目前光纤端面处理工艺中存在的技术缺陷，提供一种光纤端面精细处理方法。

一种光纤端面精细处理方法，其特征在于，包括下列几个步骤：

步骤一：将光纤切割操作区设置在一真空室1中，在真空室1内的顶部上安装有高分辨变焦CCD2，在真空室1的内壁上安装有聚焦高能离子枪3和监控器9，第一聚焦高能离子枪3与监控器9连接；在真空室1的另一侧内壁上安装有第二聚焦高能离子枪4，第二聚焦高能离子枪4与监控器9连接；在在真空室1的内壁上安装有聚焦高能离子枪3内壁上，在监控器9位置的的下方，安装一个精细运动台8，在精细运动台8的上面安装有一个精细光纤夹具7；精细运动台8与监控器9连接；高分辨变焦CCD2与监控器9连接；

步骤二：将所需处理的光纤01端面的涂覆层剥去一段，放置在真空室1内的精细光纤夹具7上，剩余端的光纤放置在真空室1的底部，放置好关闭真空室1，并开启真空泵实现真空室1的真空环境；

步骤三：通过监控器9调节精细运动台8，该调节包括所需处理的光纤端面倾斜角度，光纤端面粗糙度大小不同而所需的减薄位置不一样，将所需处理的减薄位置通过升降来与聚焦高能离子枪3和聚焦低能离子枪4的枪口对齐；通过调整精细运动台8的倾斜来达到所需处理的角度，根据步进电机的行程得知精细运动台8所倾斜的角度，并且倾斜角度大小在监控器9中有显示；