[发明专利]光纤研磨机制备D形光纤

说明书

技术领域

本发明属于特种光纤制作领域，涉及利用光纤研磨机制备可用于光纤激光器和光纤传感器的D形光纤。

背景技术

D形光纤具有大的倏逝场，能够制作光纤激光器和光纤传感器中光物质相互作用的光纤光电器件，因此得到了广泛的应用。目前制备D形光纤的工艺方法主要有化学腐蚀法、预制棒制法、激光刻蚀法、侧边研磨法等。

化学腐蚀法是使用氢氟酸腐蚀光纤包层，制作过程简单、可靠、成本低，但由于实验环境和腐蚀条件的不稳定性难以控制形状和腐蚀深度；预制棒制法是制作出D型光纤预制棒，用拉丝塔拉制D型光纤，成本较高、工艺复杂，适用于大批量工业生产；激光刻蚀法是将光纤部分埋入石英槽，需刻蚀部分裸露在外，使用一定功率红宝石或者二氧化碳激光从侧面照射，由于石英红光带的高吸收性，所以埋入光纤受影响较小，而外露部分被激光刻蚀，此方法操作复杂、设备成本高、灵活性较差；侧边研磨法包括光纤侧边弧形槽基块抛磨、光纤侧边轮抛磨等方法。弧形槽基块抛磨法采用特定的弧形槽，用环氧胶来固定光纤，研磨后使用化学溶剂来溶解环氧胶，需要特制的研磨机床与夹具。这种方法成本较高、不环保、费时费力。光纤侧边轮抛磨法采用砂轮进行抛磨，可打磨光纤侧面形成D形光纤。这种方法不需用环氧胶固定，工艺简单，其缺点是损耗较大、定位困难而不易对成品进行技术加工。

此专利所述方法利用技术成熟和应用广泛的光纤研磨机，可实现批量生产和纯机械研磨，其最大的优点是：损耗小、易于对成品进行技术加工。由于采用多种型号的研磨纸，能有效的研磨、抛光，降低损耗。并且D形光纤被固定在石英槽上，有利于D形表面的技术加工，如刻蚀图形、沉积材料等。

发明内容

为了解决D形光纤易折易断、不易手工研磨和表面不易加工等问题，本发明提供了一种利用光纤研磨机制备D形光纤的方法。本发明是以石英V槽为主要的研磨夹具，利用常见的光纤研磨机制作D形光纤。研磨之后将石英V槽作为D形光纤的基底，能很大地提高了光电器件的成品率。

因为光纤是石英材料，所以采用石英V槽作为基底。目的是保证光纤和夹具材料的弹性模量一致，使两者的强度和刚度相似，研磨时光纤不会因为弹性形变产生的界面应力而发生断裂。本发明通过环氧树脂光纤固化胶将裸纤固定在石英v槽里，也可消除弹性形变产生的界面应力，保证研磨过程中光纤不断裂。基于此种方法，降低了加工难度，提高加工精度。

本发明内容如下：金属底座1四周向下凹陷形成凹槽，凹槽长21毫米，宽2.4毫米，深1.5毫米。石英V槽放置在凹槽中，并在外侧用固定板固定。金属底座凹槽左右两侧各有一个小的沟道作为过渡区3和4，用来导出尾纤，以保证光纤不会发生断裂。其宽1.5毫米，深1毫米。

通过更换不同粗糙程度的研磨纸，以及控制光纤研磨机的转速、研磨时间等参数，保证研磨的强度和精度。石英槽的V形结构既能保证有足够的空间固定光纤和填充光纤固化胶，而且易于加工制作。

光纤研磨深度的控制是首先通过粗磨将石英V槽表面凝固的光纤固化胶磨去，然后更换研磨纸继续研磨，适时取下夹具，在被研磨的光纤一端输入一束检测光，通过观察石英V槽中裸纤的透光情况，调整光纤研磨机转速和研磨时间等参数，将研磨面放在显微镜下观察其平整度和研磨光纤的宽度。最后，研磨面大致符合要求时，更换研磨纸，进行拋光。通过显微镜测出研磨光纤的宽度。研磨面与纤芯距离为。

其中，R为光纤半径。普通单模光纤半径R为62.5微米，纤芯半径约为4.5微米。

夹具本身是一个组装体，只需要松开两侧的螺丝，就可将固定板与底座分离，即可取下研磨好的D形光纤和石英V槽。这种可装卸的特点，大大的提高了夹具的灵活性。既能轻松的加工D形光纤，也方便了夹具的维护。

本发明解决了D形光纤制作过程繁琐，条件要求苛刻，成本高的缺点。用本发明制作D型光纤不再需要专用的高精度磨床，降低了成本，方便了D形光纤的制作，为光纤激光器和光纤传感器的发展提供了有力支持。其意义：

（1）在传统制作D形光纤的工艺中，由于制作过程复杂，条件要求高，一般的企事业单位很难实现。本发明使用常见的光纤研磨机制备D形光纤，降低了制作D形光纤的难度和要求。

（2）打破了国外的技术垄断。进口D形光纤磨具价格高昂，维护维修不方便。本发明耐用性高，维护维修方便。

（3）价格便宜，比传统的拉制D形光纤工艺及进口的磨具成本低廉。

（4）灵活性高。

附图说明

图1是夹具示意图；

图2是本发明中的固定板示意图；