專利名稱：光纖定位切割方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高精度光纖定位切割方法及其裝置。
背景技術(shù)：
隨著光纖通信和光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，對(duì)光纖延遲線和微型光纖傳感器等光纖器 件制作過(guò)程中光纖切割精度的要求越來(lái)越高，因此光纖的高精度定位切割已成為光纖器件 制作過(guò)程中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種光纖定位切割方法。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種重復(fù)性高，端面清潔，能實(shí)現(xiàn) μ m-mm量級(jí)精度光纖的定點(diǎn)和定長(zhǎng)切割，能切割去除涂覆層的光纖，還能切割有涂覆層的 光纖的光纖定位切割裝置。為了解決上述第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的光纖定位切割方法，步驟如下(1)啟動(dòng)一激光設(shè)備，以高能短脈沖方式發(fā)出光束，并由聚焦系統(tǒng)聚焦，產(chǎn)生電離 光斑；(2)使激光電離斑清晰成像于二維視覺(jué)系統(tǒng)中，進(jìn)行位置標(biāo)定；(3)將待切割光纖安置在有預(yù)拉應(yīng)力裝置的精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)夾具上，調(diào)節(jié)預(yù)拉應(yīng)力 裝置，使光纖具有一定的預(yù)拉應(yīng)力；(4)根據(jù)二維視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的反饋信息，通過(guò)控制五維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)，使光 纖軸向與光束垂直，并將光纖欲切割位置的邊緣運(yùn)動(dòng)到激光能量作用范圍內(nèi)；(5)光纖切割位置的邊緣受到激光燒蝕作用產(chǎn)生破壞，在預(yù)拉應(yīng)力的作用下，光纖 在破壞點(diǎn)處斷開(kāi)。為了解決上述第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)光纖定位切割方法的裝置，包 括激光設(shè)備、二維視覺(jué)系統(tǒng)和高精度光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述的二維視覺(jué)系統(tǒng)由水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、豎直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及照明光源構(gòu)成，高精度光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括有預(yù)拉應(yīng)力 光纖固定夾具、五維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和平移臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，所述的預(yù)拉應(yīng)力光纖固定夾具 緊固在所述的五維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，所述的五維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與所述的平移臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系 統(tǒng)控制連接，所述的二維視覺(jué)系統(tǒng)與所述的預(yù)拉應(yīng)力光纖固定夾具上固定的光纖進(jìn)行對(duì)應(yīng) 定位安裝，所述的激光設(shè)備的激光束與所述的二維視覺(jué)系統(tǒng)中的其中一個(gè)同軸安裝作用于 所述的預(yù)拉應(yīng)力光纖固定夾具上固定的光纖。所述的激光設(shè)備由短脈沖激光器、反射鏡、二相色鏡、光衰減器和聚焦系統(tǒng)依次安 裝組成。所述的水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由第一 CXD連接有第一監(jiān)視器和設(shè)在所述的第一 CCD前的第一透鏡組成，所述的豎直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由第二 CCD連接有第二監(jiān)視器和設(shè) 在所述的第二 CXD前的第二透鏡組成。
所述的拉應(yīng)力光纖固定夾具的結(jié)構(gòu)是在夾具框架上設(shè)有導(dǎo)軌，所述的導(dǎo)軌上設(shè)有 自由滑塊和滑塊，所述的滑塊與所述的夾具框架設(shè)有調(diào)節(jié)螺桿，所述的自由滑塊與所述的 滑塊之間連接有彈簧，所述的自由滑塊上設(shè)有將所述的自由滑塊緊固于所述的導(dǎo)軌上的緊 固螺母，所述的夾具框架上設(shè)有刻度標(biāo)尺，所述的夾具框架上設(shè)有第一 V型槽、第四V型槽 和第一磁性吸附蓋板、所述的自由滑塊上設(shè)有第二 V型槽、第五V型槽和第二磁性吸附蓋 板，所述的滑塊上設(shè)有第三V型槽、第六V型槽和第三磁性吸附蓋板，所述的第一 V型槽、第 二 V型槽和第三V型槽的寬度均為80 μ m,所述的第四V型槽、第五V型槽和第六V型槽寬 度均為125 μ m。采用上述技術(shù)方案的光纖定位切割方法及其裝置，激光設(shè)備的短脈沖激光器發(fā)出 的高能短脈沖光束經(jīng)45°全反射鏡和二相色鏡轉(zhuǎn)折后經(jīng)過(guò)光衰減器衰減后由聚焦系統(tǒng)完 成聚焦。激光電離斑在二維視覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定過(guò)程中，水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用第一透鏡 的聚焦作用使電離斑清晰成像于第一 C⑶中，圖像在第一監(jiān)視器中顯示，并完成水平位置 標(biāo)定。豎直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用第二透鏡的聚焦作用使電離斑清晰成像于第二 CXD 中，圖像在第二監(jiān)視器中實(shí)時(shí)顯示，并完成豎直位置標(biāo)定。光纖向電離斑位置運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可 采用兩種方式，其一為高能短脈沖激光始終處于開(kāi)啟狀態(tài)，光纖待切割位置運(yùn)動(dòng)到激光能 量作用范圍內(nèi)后邊緣自動(dòng)被燒蝕破壞，在光纖應(yīng)力作用下，光纖沿破壞處斷開(kāi)。另一種方式 為高能短脈沖激光在電離位置標(biāo)定后被關(guān)閉，等到待切割光纖運(yùn)動(dòng)到激光能量作用范圍而 靜止后再啟動(dòng)激光，光纖待切割位置邊緣被激光燒蝕破壞，在光纖應(yīng)力作用下，光纖沿破壞 處斷開(kāi)。光纖為任意類型的光纖，包括通訊波段單模石英光纖、多模石英光纖、玻璃光纖、雙 包層光纖、摻雜激光介質(zhì)光纖、光子晶體光纖、保偏光纖和塑料光纖。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)利用本發(fā)明所提供的光纖定位切割方法和裝置進(jìn)行光纖切割時(shí)，具有以下優(yōu)點(diǎn)1、可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)精度光纖的定點(diǎn)和定長(zhǎng)切割，為精密通信和傳感器件的制造提供 一種精密加工方法。2、端面清潔，可靠性性高。利用激光去除方法在光纖邊緣產(chǎn)生缺陷，灰塵少，切割 端面不易被沾污。3、它不但可以切割去除涂覆層的光纖，還可以切割未去除涂覆層的光纖，克服傳 統(tǒng)切割刀只能切割去除涂覆層光纖的缺點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的拉應(yīng)力光纖固定夾具結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的拉應(yīng)力光纖固定夾具局部放大示意圖；圖4是去除涂覆層的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的切割端面測(cè)試圖；圖5是有涂覆層的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的切割端面測(cè)試圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，實(shí)現(xiàn)光纖定位切割方法的裝置，包括激光設(shè)備、二維視覺(jué)系統(tǒng)和高精度光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，二維視覺(jué)系統(tǒng)由水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)28、豎直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)29及照明光源7構(gòu)成，高精度光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括有預(yù)拉應(yīng)力光纖固定夾具14、五維精 密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)15和平移臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)16，預(yù)拉應(yīng)力光纖固定夾具14緊固在五維精密運(yùn)動(dòng) 平臺(tái)15上，五維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)15與平移臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)16控制連接，二維視覺(jué)系統(tǒng)與預(yù) 拉應(yīng)力光纖固定夾具14上固定的光纖進(jìn)行對(duì)應(yīng)定位安裝，激光設(shè)備的激光束與二維視覺(jué) 系統(tǒng)中的其中一個(gè)同軸安裝作用于預(yù)拉應(yīng)力光纖固定夾具14上固定的光纖。激光設(shè)備由 短脈沖激光器1、反射鏡2、二相色鏡3、光衰減器4和聚焦系統(tǒng)5依次安裝組成。水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)28由第一 CXD 9連接有第一監(jiān)視器10和設(shè)在第一 CXD 9 前的第一透鏡8組成，豎直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)29由第二 CXD 12連接有第二監(jiān)視器13和設(shè) 有第二 CXD 12前的第二透鏡11組成。拉應(yīng)力光纖固定夾具14的結(jié)構(gòu)是在夾具框架17上設(shè)有導(dǎo)軌23，導(dǎo)軌23上設(shè)有 自由滑塊21和滑塊22，滑塊22與夾具框架17之間設(shè)有調(diào)節(jié)螺桿24，自由滑塊21與滑塊 22之間連接有彈簧25，自由滑塊21上設(shè)有將自由滑塊21緊固于導(dǎo)軌23上的緊固螺母26， 夾具框架17上設(shè)有刻度標(biāo)尺27，夾具框架17上設(shè)有第一 V型槽181、第四V型槽191和第 一磁性吸附蓋板201，自由滑塊21上設(shè)有第二 V型槽182、第五V型槽192和第二磁性吸附 蓋板202，滑塊22上設(shè)有第三V型槽183、第六V型槽193和第三磁性吸附蓋板203，第一 V 型槽181、第二 V型槽182和第三V型槽183的寬度均為80m，第四V型槽191、第五V型槽 192和第六V型槽193寬度均為125m。參見(jiàn)圖1、圖2和圖3，激光設(shè)備的短脈沖激光器發(fā)出的高能短脈沖光束經(jīng)45°全 反射鏡和二相色鏡轉(zhuǎn)折后經(jīng)過(guò)光衰減器衰減后由聚焦系統(tǒng)完成聚焦。激光電離斑在二維視 覺(jué)系統(tǒng)標(biāo)定過(guò)程中，水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用第一透鏡8的聚焦作用使電離斑清晰成 像于第一 (XD9中，圖像在第一監(jiān)視器10中顯示，并完成水平位置標(biāo)定。豎直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)是利用第二透鏡11的聚焦作用使電離斑清晰成像于第二 (XD12中，圖像在第二監(jiān)視器 13中實(shí)時(shí)顯示，并完成豎直位置標(biāo)定。平移臺(tái)運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)過(guò)程中，水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用第一透鏡8的聚焦作用使 光纖6成像于第一 (XD9中，圖像在第一監(jiān)視器10中實(shí)時(shí)顯示。豎直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是 利用第二透鏡11的聚焦作用使光纖6成像于第二 (XD12中，圖像在第二監(jiān)視器13中實(shí)時(shí) 顯示。光源7對(duì)水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和豎直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的貢獻(xiàn)是使光纖6能夠清 晰成像于第一 CXD 9和第二 CXD 12中。將待切割的光纖6安置在精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的拉應(yīng)力光纖固定夾具14的過(guò)程中，首先 將光纖兩端分別置于夾具框架17上的第一 V型槽181、第二 V型槽182或第四V型槽191、 第五V型槽192內(nèi)，利用第一磁性吸附蓋板201、第二磁性吸附蓋板202將光纖固定。拉應(yīng)力光纖固定夾具14包括夾具框架17、導(dǎo)軌23、自由滑塊21、滑塊22、調(diào)節(jié)螺 桿24、緊固螺母26和彈簧25。自由滑塊21和滑塊22可在夾具框架17的導(dǎo)軌23上自由 滑動(dòng)，調(diào)節(jié)螺桿24與滑塊22裝配在一起，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿24控制滑塊22在導(dǎo)軌23上運(yùn)動(dòng)， 使光纖中存在預(yù)拉應(yīng)力，預(yù)拉應(yīng)力的大小可根據(jù)彈簧25的伸縮量確定，伸縮量大小可根據(jù) 夾具框架17上刻度標(biāo)尺27的示數(shù)確定。當(dāng)預(yù)拉應(yīng)力施加后可將緊固螺母26旋緊，固定自 由滑塊21，以防止光纖切割后彈簧反彈。光纖一端置第三V型槽183或第六V型槽193內(nèi)， 蓋上第三磁性吸附蓋板203，完成光纖施加預(yù)拉應(yīng)力的安裝。其中，第一 V型槽181、第四V
6型槽191刻制在夾具框架17上，第二 V型槽182、第五V型槽192刻制在自由滑塊21上，第 三V型槽183、第六V型槽193刻制在滑塊22上。第一 V型槽181、第二 V型槽182、第三V 型槽183其寬度為80m，第四V型槽191、第五V型槽192、第六V型槽193寬度為125m，可 根據(jù)不同直徑類型的光纖確定放入不同組的V型槽內(nèi)。實(shí)施例1 去除涂覆層的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的切割。光纖定位切割裝置如圖1、圖2和圖3所示，實(shí)驗(yàn)中使用的激光設(shè)備為newport 光譜物理公司的飛秒激光放大系統(tǒng)，脈沖峰值能量為2W，脈沖寬度為50fs，中心波長(zhǎng)為 800nm。光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)為newport公司的850G型運(yùn)動(dòng)平移臺(tái)，其運(yùn)動(dòng)分辨率為0. 05 μ m。具體實(shí)施步驟為1、啟動(dòng)短脈沖激光器1，短脈沖激光器1以高能短脈沖方式發(fā)出光束，并由聚焦系 統(tǒng)5聚焦；2、使激光電離斑清晰成像于二維視覺(jué)系統(tǒng)的豎直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)29和水平運(yùn) 動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)28中，進(jìn)行水平和豎直位置標(biāo)定；3、將去除涂覆層的待切割的光纖6兩端分別置于夾具框架17上的第一 V型槽 181、自由滑塊21上的第二 V型槽182內(nèi)，利用第一磁性吸附蓋板201、第二磁性吸附蓋板 202將光纖固定。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿24控制滑塊22在導(dǎo)軌23上運(yùn)動(dòng)，使光纖中存在IOOMPa預(yù) 拉應(yīng)力，預(yù)拉應(yīng)力的大小可根據(jù)彈簧25的伸縮量確定，伸縮量大小可根據(jù)夾具框架17上刻 度標(biāo)尺27的示數(shù)確定。當(dāng)預(yù)拉應(yīng)力施加后可將緊固螺母26旋緊，固定自由滑塊21，以防止 光纖切割后彈簧25反彈。光纖一端置于滑塊22上的第三V型槽183內(nèi)，蓋上第三磁性吸 附蓋板203，完成光纖施加預(yù)拉應(yīng)力的安裝。4、根據(jù)二維視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)28和豎直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 29反饋的光纖待切割位置信息，通過(guò)平移臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)16控制五維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)15的 移動(dòng)，使光纖軸向與光束垂直，并將光纖6的欲切割位置向激光能量作用范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)；5、光纖6的切割位置的邊緣進(jìn)入到激光能量作用范圍內(nèi)后，受到激光燒蝕作用產(chǎn) 生破壞，在預(yù)拉應(yīng)力的作用下，光纖6在破壞點(diǎn)處斷開(kāi)。利用本發(fā)明的方法和裝置切割的去除涂覆層的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的端面顯微鏡測(cè)試 圖如圖4所示，定位切割精度為μπι級(jí)。實(shí)施例2 有涂覆層的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的切割。光纖定位切割裝置如圖1、圖2和圖3所示，主要包括激光設(shè)備、二維視覺(jué)系統(tǒng)和 高精度光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)中使用的激光設(shè)備為newport光譜物理公司的飛秒激光放大系 統(tǒng)，脈沖峰值能量為2W，脈沖寬度為50fs，中心波長(zhǎng)為800nm。光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)為newport公 司的850G型運(yùn)動(dòng)平移臺(tái)，其運(yùn)動(dòng)分辨率為0. 05 μ m。具體實(shí)施步驟為1、啟動(dòng)短脈沖激光器1，短脈沖激光器1以高能短脈沖方式發(fā)出光束，并由聚焦系 統(tǒng)5聚焦；2、使激光電離斑清晰成像于二維視覺(jué)系統(tǒng)的水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)28和豎直運(yùn) 動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)29中，進(jìn)行水平和豎直位置標(biāo)定，使短脈沖激光器1的輸出關(guān)閉；3、將待切割的光纖6兩端分別置于夾具框架17上的第四V型槽191、自由滑塊21 上的第五V型槽192內(nèi)，利用第一磁性吸附蓋板201、第二磁性吸附蓋板202將光纖6固定。旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿24控制滑塊22在導(dǎo)軌23上運(yùn)動(dòng)，使光纖6中存在200MPa預(yù)拉應(yīng)力，預(yù)拉應(yīng) 力的大小可根據(jù)彈簧25的伸縮量確定，伸縮量大小可根據(jù)夾具框架17上刻度標(biāo)尺27的示 數(shù)確定。當(dāng)預(yù)拉應(yīng)力施加后可將緊固螺母26旋緊，固定自由滑塊21，以防止光纖6切割后 彈簧25反彈。光纖一端置于滑塊22上的第六V型槽193內(nèi)，蓋上第三磁性吸附蓋板203， 完成光纖6施加預(yù)拉應(yīng)力的安裝。4、根據(jù)二維視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)反饋的光纖待切割位置信息，通過(guò)平移臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) 16控制五維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)15的移動(dòng)，使光纖軸向與光束垂直，并將光纖欲切割位置運(yùn)動(dòng)到 激光能量作用范圍內(nèi)，然后靜止；5、啟動(dòng)激光設(shè)備的水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)28的激光輸出，光纖6切割位置的邊緣 受到激光燒蝕作用產(chǎn)生破壞，在預(yù)拉應(yīng)力的作用下，光纖6在破壞點(diǎn)處斷開(kāi)。利用本發(fā)明的方法和裝置切割的有涂覆層的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的端面顯微鏡測(cè)試圖 如附圖5所示，定位切割精度為μπι級(jí)。
權(quán)利要求
1.一種光纖定位切割方法，步驟如下(1)啟動(dòng)一激光設(shè)備，以高能短脈沖方式發(fā)出光束，并由聚焦系統(tǒng)聚焦，產(chǎn)生電離光斑；(2)使激光電離斑清晰成像于二維視覺(jué)系統(tǒng)中，進(jìn)行位置標(biāo)定；(3)將待切割光纖安置在有預(yù)拉應(yīng)力裝置的精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)夾具上，調(diào)節(jié)預(yù)拉應(yīng)力裝置， 使光纖具有一定的預(yù)拉應(yīng)力；(4)根據(jù)二維視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的反饋信息，通過(guò)控制五維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的移動(dòng)，使光纖軸 向與光束垂直，并將光纖欲切割位置的邊緣運(yùn)動(dòng)到激光能量作用范圍內(nèi)；(5)光纖切割位置的邊緣受到激光燒蝕作用產(chǎn)生破壞，在預(yù)拉應(yīng)力的作用下，光纖在破 壞點(diǎn)處斷開(kāi)。
2.實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的光纖定位切割方法的裝置，其特征在于包括激光設(shè)備、二維 視覺(jué)系統(tǒng)和高精度光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，所述的二維視覺(jué)系統(tǒng)由水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)08)、豎 直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)09)及照明光源(7)構(gòu)成，高精度光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括有預(yù)拉應(yīng)力光纖 固定夾具(14)、五維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(1 和平移臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(16)，所述的預(yù)拉應(yīng)力光纖 固定夾具(14)緊固在所述的五維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(1 上，所述的五維精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(15)與 所述的平移臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)(16)控制連接，所述的二維視覺(jué)系統(tǒng)與所述的預(yù)拉應(yīng)力光纖 固定夾具(14)上固定的光纖進(jìn)行對(duì)應(yīng)定位安裝，所述的激光設(shè)備的激光束與所述的二維 視覺(jué)系統(tǒng)中的其中一個(gè)同軸安裝并作用于所述的預(yù)拉應(yīng)力光纖固定夾具(14)上固定的光 纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的實(shí)現(xiàn)光纖定位切割方法的裝置，其特征在于所述的激光設(shè) 備由短脈沖激光器(1)、反射鏡O)、二相色鏡(3)、光衰減器(4)和聚焦系統(tǒng)( 依次安裝 組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的實(shí)現(xiàn)光纖定位切割方法的裝置，其特征在于所述的 水平運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)08)由第一 CCD(9)連接有第一監(jiān)視器(10)和設(shè)在所述的第一 CCD (9)前的第一透鏡(8)組成，所述的豎直運(yùn)動(dòng)視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)09)由第二 CCD (1 連接有 第二監(jiān)視器(1 和設(shè)在所述的第二 CCD(U)前的第二透鏡(11)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的實(shí)現(xiàn)光纖定位切割方法的裝置，其特征在于所述的拉 應(yīng)力光纖固定夾具(14)的結(jié)構(gòu)是在夾具框架(17)上設(shè)有導(dǎo)軌(23)，所述的導(dǎo)軌23上設(shè) 有自由滑塊和滑塊(22)，所述的滑塊0 與所述的夾具框架(17)之間設(shè)有調(diào)節(jié)螺 桿(M)，所述的自由滑塊與所述的滑塊0 之間連接有彈簧(25)，所述的自由滑塊 (21)上設(shè)有將所述的自由滑塊緊固于所述的導(dǎo)軌03)上的緊固螺母( )，所述的夾 具框架(17)上設(shè)有刻度標(biāo)尺(27)，所述的夾具框架(17)上設(shè)有第一 V型槽(181)和第一 磁性吸附蓋板001)、所述的自由滑塊上設(shè)有第二 V型槽(182)和第二磁性吸附蓋板 002)，所述的滑塊0 上設(shè)有第三V型槽(18 和第三磁性吸附蓋板003)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)光纖定位切割方法的裝置，其特征在于所述的第一V 型槽(181)、第二 V型槽(182)和第三V型槽(183)的寬度均為80 μ m。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的實(shí)現(xiàn)光纖定位切割方法的裝置，其特征在于所述的夾 具框架(17)上設(shè)有第四V型槽(191)、所述的自由滑塊上設(shè)有第五V型槽(192)，所 述的滑塊0 上設(shè)有第六V型槽(193)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的實(shí)現(xiàn)光纖定位切割方法的裝置，其特征在于所述的第四V 型槽(191)、第五V型槽(192)和第六V型槽(193)寬度均為125 μ m。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種光纖定位切割方法及其裝置，包括激光設(shè)備、二維視覺(jué)系統(tǒng)和高精度光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。高精度光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)包括光纖固定夾具、精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)和控制系統(tǒng)，夾具緊固在高精度光纖運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上。利用平移臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)精確控制平移臺(tái)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)光纖移動(dòng)，并通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)光纖切割點(diǎn)的精確定位，然后將激光聚焦于光纖邊緣，實(shí)現(xiàn)精確切割。該方法具有重復(fù)性高，端面清潔的優(yōu)點(diǎn)，并可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)精度光纖的定點(diǎn)和定長(zhǎng)切割，而且它不但可以切割去除涂覆層的光纖，還可以切割未去除涂覆層的光纖。
文檔編號(hào)B23K26/42GK102107331SQ20111000136
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者孫小燕, 段吉安, 胡友旺 申請(qǐng)人:中南大學(xué)