[发明专利]一种大芯径光纤高能放电熔接装置和方法

说明书

发明公开了一种大芯径光纤高能放电熔接装置和方法，具体涉及光纤熔接技术领域。其解决了现有的熔接装置电极固定，对大芯径光纤进行熔接时，熔接效果无法保障甚至无法熔接的不足。该大芯径光纤高能放电熔接装置包括左、右对称设置的两支电极，两支电极之间形成一条光纤通道，每支电极上连接电极固定结构，电极固定结构上设有距离传感器参考面，距离传感器参考面的正前方设置距离传感器，距离传感器通过A/D转换电路连接CPU，CPU通过步进电机和千分头驱动电极固定结构，其中一电极通过高压线缆连接高压放电控制电路，高压放电控制电路的输出端连接高压包，高压包的输出端通过另一条高压线缆连接另一支电极，高压放电控制电路接收CPU发送的信号。

技术领域

本发明涉及光纤熔接技术领域，具体涉及一种大芯径光纤高能放电熔接装置和方法。

背景技术

随着光纤激光器技术的不断进步，利用大芯径光纤进行激光能量的传输，在激光武器、激光切割、激光焊接、激光医疗等各方面的用途原来越广泛。在光纤激光设备的研制与生产过程中，通常需要使用专用熔接机完成大芯径光纤的低损耗熔接，接续点熔接质量直接影响激光设备的可靠性。

放电电弧大小直接影响大芯径光纤的接续质量，光纤熔接时需要根据包层直径精确调整电极间距，同时需要根据不同芯径选择放电能量，否则会影响光纤的接续质量。

目前，普通光纤熔接机的电极是固定的，无法进行调节，熔接不同直径光纤时只能通过改变放电输出功率，由于电极针之间间距较小且放电输出功率可调范围有限，所以适用光纤包层直径范围窄，只能达到80μm～150μm。当对更大芯径光纤进行熔接时，熔接效果无法保障甚至无法熔接。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足，提出了一种能够精确地调整电极之间的距离，满足不同光纤包层直径范围的熔接的大芯径光纤高能放电熔接装置和方法。

本发明具体采用如下技术方案：

一种大芯径光纤高能放电熔接装置，包括左、右对称设置的两支电极，两支电极之间形成一条光纤通道，每支电极上连接电极固定结构，电极固定结构上设有距离传感器参考面，距离传感器参考面的正前方设置距离传感器，距离传感器通过A/D转换电路连接CPU，CPU通过步进电机和千分头驱动电极固定结构，其中一电极通过高压线缆连接高压放电控制电路，高压放电控制电路的输出端连接高压包，高压包的输出端通过另一条高压线缆连接另一支电极，高压放电控制电路接收CPU发送的信号。

优选地，所述步进电机的控制端接入CPU，步进电机通过齿轮带动千分头将旋转运动转化为直线运动，进而控制电极固定结构带动两支电极运动。

一种大芯径光纤高能放电熔接方法，采用如上所述的大芯径光纤高能放电熔接装置，当放入不同芯径的光纤时，精确调节电极针尖端的间距来配合电极针尖端的间距改变；

为实现熔接不同芯径光纤时调节电极针间距，先计算出不同芯径光纤对应的特征值，根据特征值控制电机进行电极间距调节，选取距离传感器参考面与距离传感器感应面的距离D_T作为特征值，D_T根据式(1)计算得出，

D_F为光纤轴线相对距离传感器上表面的距离，根据式(2)计算得到：

D_E为两电极尖端距离，D₀为电极尖端和参考面之间的距离；

然后根据光纤直径和特征值一一对应的关系做成按键选项存储在CPU处理器外围电路的存储器中，在使用时通过按键选择的方式进行不同直径光纤对应不同电极间距的调节；

当选择需要熔接的光纤的直径时，就确定了特征值D_T的值，再根据当前距离传感器参考面与距离传感器感应面的距离，判断出驱动电机的方向以及需要驱动的距离。