[发明专利]一种超细单晶光纤激光加工装夹调试系统及其调试方法

说明书

本发明涉及用于光纤的装夹调试系统及调试方法，具体涉及一种超细单晶光纤激光加工装夹调试系统及其调试方法，用于解决现有超细单晶光纤的激光加工过程无法精准保证单晶光纤高度协同，导致单晶光纤存在断裂风险的不足之处。该超细单晶光纤激光加工装夹调试系统包括第一调试机构、第二调试机构及检测机构，本发明通过第一调试机构、第二调试机构结合检测机构对待加工超细单晶光纤进行调试，以保证超细单晶光纤在加工过程中能够高度协同，避免超细单晶光纤发生断裂。同时，本发明公开一种超细单晶光纤激光加工装夹调试系统的调试方法。

技术领域

本发明涉及用于光纤的装夹调试系统及调试方法，具体涉及一种超细单晶光纤激光加工装夹调试系统及其调试方法。

背景技术

光纤是一种基于光的全反射机理进行光传导的介质纤维，包括石英玻璃及单晶光纤，其中石英光纤是目前应用最为广泛、制造技术最为成熟的一种，但是石英光纤在高温条件下应用于光传输存在不稳定性。

单晶光纤(SCF)被认为是块状晶体和常规纤维的组合，是一种新型的一维功能晶体材料，其中，采用导模法技术生长的高质量倍半氧化物体块晶体(Lu2O3,Sc2O3,Y2O3等及其混晶)，因其热导率高、声子能量低、掺杂浓度高、化学性能稳定、激光光谱学特性优良，是目前被公认的中红外激光器件最有效的增益材料，为单晶光纤生长提供了高质量的原料棒，将其采用微下拉和LHPG技术，可以研制高质量的倍半氧化物晶体光纤，与传统的玻璃光纤相比较，具有热导率高、红外透过性好、损伤阈值高、非线性效应低等优点。因此，单晶光纤优越的性能使其在高功率激光应用中具有重大应用前景，其次在军事、信息通讯、材料加工、医疗等领域也具有重大应用价值。

单晶光纤由纤芯和包层组成，其中包层主要功能是通过降低单晶光纤外部的折射率，实现单晶光纤内部光束的全反射，提高光波导效率和控制光斑模式。单晶光纤可以在单晶光纤外部制备与纤芯具有折射率差值的二氧化硅包层，但由于二氧化硅包层与纤芯折射率以及热学性质相差较大，单晶光纤内部会出现严重的热效应，会极大程度上降低单晶光纤的传输效率与使用寿命，因此需要发展一种单晶光纤包层制备的新方法。

目前采用超快激光是较为理想的手段之一，其原理是在单晶光纤表面通过减材加工形成阵列亚波长微结构，从而与单晶未加工区域产生折射率差值，达到光束传输的目的。随着器件的小型化与集成化发展，目前需要制备超细直径的单晶光纤(直径在40μm-200μm)，而采用超快激光在单晶光纤表面加工首要面临的问题就是如何装夹单晶光纤，其次是在激光加工过程中需要对其进行旋转以在整个柱状单晶光纤表面制备包层结构，因此如何装夹该超细直径光纤且能精准保证其在加工过程中高度协同以不会使得光纤产生断裂，成为采用超快激光在单晶光纤表面加工包层需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有超细单晶光纤的激光加工过程无法精准保证单晶光纤高度协同，导致单晶光纤存在断裂风险的不足之处，提供一种超细单晶光纤激光加工装夹调试系统及其调试方法。

为了解决上述现有技术所存在的不足之处，本发明提供了如下技术解决方案：

一种超细单晶光纤激光加工装夹调试系统，其特殊之处在于：

包括底板、设置在底板上的第一调试机构、第二调试机构和指示光源机构，以及设置在底板外的检测机构；

定义待加工光纤设置有预设加工位置，预设加工位置中待加工光纤两端之间的中点为原点，竖直向上方向为Z轴正向，待加工光纤沿X轴设置，Y轴方向符合右手空间直角坐标系；

所述第一调试机构包括设置在底板上的第一粗调单元，以及设置在第一粗调单元上的第一精调单元；所述第一粗调单元用于将第一精调单元沿平行X轴方向、平行Y轴方向移动，所述第一精调单元用于夹持待加工光纤，并调整待加工光纤相对预设加工位置的位置；