[发明专利]一种光纤端帽熔接系统及熔接方法

权利要求书

1.一种光纤端帽熔接系统，其特征在于，包括：

激光发生器，用于产生激光；

扩束准直器，将激光发生器发出的激光进行扩束准直；

平面反射镜，将经扩束准直器扩束准直的光折返90°；

离轴抛物面反射镜，将平面反射镜反射过来的光束聚焦至光纤和石英端帽的熔接部位；

平移旋转台，所述平移旋转台可在动力源的驱动下旋转以及平移；

端帽夹持件，用于夹持所要进行熔接的石英端帽，使光纤端帽竖直设置，所述端帽夹持件设置于所述平移旋转台上；

光纤夹持件，用于夹持所要进行熔接的光纤，使光纤竖直设置，并位于石英端帽的上方；

激光光源，用于产生可见光束，所述激光光源设置于所述光纤的正上方，所述激光光源产生的可见光经过光纤后产生的光斑位于所述石英端帽上；

计算机，所述计算机内设有光束质量分析软件；

探测器，设置于所述端帽夹持件的正下方，与所述计算机连接，用于探测激光光源产生的可见光束经光纤传输的传输效率以及传输后的光束质量。

2.根据权利要求1所述的光纤端帽熔接系统，其特征在于，还包括图像采集系统，所述图像采集系统用于在熔接前采集所述光纤和所述石英端帽待熔接部位的图像，所述图像采集系统与所述计算机连接，所述计算机内设有图像分析软件，用于分析图像采集系统采集的图像，对所述光纤和所述石英端帽进行定位。

3.根据权利要求2所述的光纤端帽熔接系统，其特征在于，所述图像采集系统包括：

第一CCD相机，设置于所述光纤和所述石英端帽之间并位于所述光纤和所述石英的外侧，用于沿所述光纤的径向拍摄所述光纤与石英端帽的待熔接部位；

第二CCD相机，设置于所述石英端帽的外侧，用于沿所述光纤的轴向拍摄所述光纤与石英端帽的待熔接部位。

4.根据权利要求1所述的光纤端帽熔接系统，其特征在于，所述探测器为光束质量分析仪。

5.根据权利要求3所述的光纤端帽熔接系统，其特征在于，所述激光发生器为CO₂激光器。

6.采用如权利要求5所述的光纤端帽熔接系统的熔接方法，其特征在于，包括：

对所述光纤的待熔接端面进行切割和研磨；

将所述光纤放置于所述光纤夹持件中，对所述光纤与所述石英端帽进行定位；

所述CO₂激光器发出较弱的激光，调节平面反射镜的位置，使CO₂激光通过离轴抛物面反射镜聚焦在熔接面附近，并使所述光纤位于CO₂激光的焦点的前方；

将所述光纤向上方移动3～5mm，调节所述CO₂激光器的光阑孔径，对所述石英端帽的端面进行预热，预热完成后，将所述光纤与所述石英端帽接触，CO₂激光再次照射，从而对所述光纤与所述端帽进行熔接，同时在熔接过程中使平移旋转台旋转。

7.根据权利要求6所述的熔接方法，其特征在于，对所述石英端帽进行预热时，将所述石英端帽加热至1200℃～1400℃，对所述光纤与所述端帽进行熔接时，将所述光纤的端头加热至1800℃～2000℃，完成熔接过程。

8.根据权利要求6所述的熔接方法，其特征在于，其中对所述光纤与所述石英端帽进行定位，包括：

分析所述第一CCD相机的图像，获得所述光纤与所述石英端帽在竖直方向的距离D₁；

分析所述第二CCD相机的图像，获得所述光纤与所述石英端帽的轴向偏离距离D₂；

启动平移旋转台，调整所述石英端帽的位置，使D₁和D₂在允许范围内；

所述激光光源发出可见光束，并经过所述光纤传输后，光斑位于所述石英端帽上，移动所述平移旋转台，使得所述光斑位于所述石英端帽的端面中心，并且所述探测器探测到的光束质量和传输效率达到要求后，停止移动平移旋转台，完成定位。