[发明专利]一种全参数监控的光纤侧抛工艺装置与方法

权利要求书

1.一种全参数监控的光纤侧抛工艺装置，其特征在于，包括：光纤抛磨轮(1)、位移测量模块(2)、垂直固定基板(3)、在光纤抛磨轮(1)两侧对称放置的两个定滑轮(4)、两个光纤夹持器(5)、两个轴向弹力连接座(6)和两个水平位移平台(11)，以及侧面显微相机(7)、垂直显微相机(8)、光源(9)、光功率计(10)和垂直位移平台(12)；

其中，光纤抛磨轮(1)与位移测量模块(2)的主体部分均固定在垂直固定基板(3)上，二者始终保持相对静止，光纤位于二者之间，并弯曲贴合在光纤抛磨轮(1)上；位移测量模块(2)具有亚微米级的测量精度，包括模块主体与测量端两部分，其中，模块主体与垂直固定基板(3)固定并与光纤抛磨轮(1)保持相对静止，测量端与光纤抛磨区域背侧通过微弹力效应保持始终贴合，微弹力贴合不影响光纤抛磨质量，同时可以实时获取光纤侧抛过程中的抛磨深度信息；垂直固定基板(3)固定在垂直位移平台(12)上，用于调控光纤贴合在光纤抛磨轮(1)上的长度从而调节侧抛长度；光纤经过定滑轮(4)从弯曲转成水平状态，两端通过光纤夹持器(5)进行固定，光纤夹持器(5)具有绕轴360度旋转的功能，用于控制绕轴方向的侧抛区域；两端的光纤夹持器(5)通过轴向弹力连接座(6)固定在水平位移平台(11)上，轴向弹力连接座(6)用于提供向两侧的可调节的张力，保持光纤在抛磨与移动过程中的张紧状态；侧面显微相机(7)和垂直显微相机(8)放置于一侧的定滑轮(4)与光纤夹持器(5)之间，用于检测侧抛光纤的抛磨深度、抛磨长度及表面质量；光纤两端分别连接光源(9)与光功率计(10)，用于测量侧抛光纤的损耗。

2.根据权利要求1所述的一种全参数监控的光纤侧抛工艺装置，其特征在于，所述位移测量模块(2)为位移干涉测量仪或者千分尺。

3.根据权利要求1所述的一种全参数监控的光纤侧抛工艺装置，其特征在于，轴向弹力连接座(6)、光纤夹持器(5)、水平位移平台(11)处于同一固定平面上；在水平移动中，两个水平位移平台(11)保持同步移动，在光纤抛磨过程中，两个水平位移平台(11)用于平移光纤侧抛区域至显微相机位置处进行抛磨性能的监控，同时监控后复位至光纤抛磨轮位置继续抛磨。

4.根据权利要求1所述的一种全参数监控的光纤侧抛工艺装置，其特征在于，光纤位于光纤抛磨轮(1)与位移测量模块(2)之间，并弯曲贴合在光纤抛磨轮(1)下。

5.根据权利要求1所述的一种全参数监控的光纤侧抛工艺装置，其特征在于，所述光纤抛磨轮(1)为表面磨砂的金属材料的一体化抛磨轮或者滚轮与研磨纸组合成的组合式抛磨轮。

6.根据权利要求1所述的一种全参数监控的光纤侧抛工艺装置，其特征在于，所述侧抛光纤为单模光纤、少模光纤、多模光纤或者特种光纤。

7.基于权利要求1至6任一项所述的一种全参数监控的光纤侧抛工艺装置的光纤侧抛方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在抛磨开始前，首先进行光纤抛磨轮(1)高度的预调节，以此来调节光纤与光纤抛磨轮(1)的接触长度，从而调节光纤的抛磨长度；其次，光纤通过光纤夹持器(5)进行绕轴的旋转，并固定在轴向弹力连接座(6)上，以获得使光纤张紧但不断裂的张力；

步骤2：在抛磨过程中，光纤抛磨轮(1)的轮轴与位移测量模块(2)的主体部分始终保持相对不动，位移测量模块(2)的测量端通过微弹力与光纤抛磨区域背侧始终保持贴合，进而实时监测光纤抛磨深度；同时，通过光源与光功率计，以实时监测侧抛光纤的损耗；之后，通过水平位移平台(11)将光纤抛磨区域平滑移动至侧面显微相机(7)与垂直显微相机(8)所在的观测区域，此时光纤处于水平张紧状态，完成光纤抛磨深度、抛磨长度、抛磨表面质量的可视化直观测量，直至抛磨深度、抛磨长度符合预设标准；

步骤3：先将光纤抛磨轮(1)替换为粗糙程度更低的抛光型抛磨轮，再通过水平位移平台(11)将光纤抛磨区域平滑移回抛磨区域，反复抛光研磨并多次观测光纤的表面质量，直至侧抛质量达到预设要求。