專(zhuān)利名稱(chēng)：電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法及裝置，利用兩電極間的放電電弧對(duì)研磨后光纖表面進(jìn)行拋光處理，以便去除光纖研磨過(guò)程中產(chǎn)生的微裂損傷，提高研磨光纖的質(zhì)量的新型光纖拋光設(shè)備。屬于光纖通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別屬于利用光纖包層場(chǎng)的變化來(lái)制作高精度光器件的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
許多高精度光纖器件制造過(guò)程中的一道關(guān)鍵工序就是光纖端面或光纖軸向的研磨，但是由于光纖屬于硬脆玻璃材料，在光纖研磨過(guò)程中，研磨砂將不可避免地會(huì)在其表面產(chǎn)生大量的的凹坑和微裂損傷，表面粗糙度較高，從而引起光信號(hào)的散射和吸收損耗較大，雖然采用顆粒尺寸很小的微粉對(duì)光纖的研磨表面進(jìn)行機(jī)械拋光，可在一定程度上降低表面的粗糙度，但機(jī)械微粉拋光法并不能消除研磨光纖表面那些不可見(jiàn)的微裂損耗，如果不進(jìn)行處理，當(dāng)空氣中的水汽進(jìn)入這些微裂紋時(shí)，將導(dǎo)致所制作的光纖器件的性能很快惡化，對(duì)提高器件的穩(wěn)定性極為不利的。而且由于光纖的直徑僅為125微米，為提高其研磨表面的光滑性，對(duì)機(jī)械微粉的材料、尺寸和純凈性要求極高，在實(shí)際加工中并不適用。
因此，為進(jìn)一步提高光纖研磨后表面的光滑性，避免微裂損傷造成的器件性能惡化，迫切需要一種價(jià)格便宜、使用方便、并且能對(duì)研磨光纖表面的微裂紋進(jìn)行消除的新型拋光設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有研磨后光纖截面拋光方法的不足，本發(fā)明提供一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法及裝置，利用兩電極間的放電電弧對(duì)研磨后光纖表面進(jìn)行高精度拋光的方法及裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法，其特征在于，利用在電壓控制下，兩電極放電電弧所產(chǎn)生的高溫效應(yīng)，將研磨光纖的表面進(jìn)行熔化，消除研磨光纖表面的微裂紋；通過(guò)定位傳感器，使放電電極沿著研磨后待拋光光纖的軸向移動(dòng)，調(diào)節(jié)光纖拋光的長(zhǎng)度；利用電機(jī)速度控制器控制電極的移動(dòng)速度。
其特征在于，利用在電壓控制下，兩電極放電電弧所產(chǎn)生的高溫效應(yīng)，將研磨光纖的表面進(jìn)行熔化，消除研磨光纖表面的微裂紋。
其特征在于，利用電壓控制PZT，調(diào)節(jié)放電電極與研磨后待拋光光纖間的距離，調(diào)節(jié)精度為0.01微米。
其特征在于，通過(guò)精密導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位傳感器控制拋光電極的移動(dòng)范圍，調(diào)節(jié)光纖拋光的長(zhǎng)度，長(zhǎng)度為0-140mm。
其特征在于，利用電機(jī)速度控制器對(duì)電極的移動(dòng)速度進(jìn)行控制。
利用電壓控制壓電陶瓷PZT，從而調(diào)節(jié)放電電極與研磨后待拋光光纖間的距離；并通過(guò)定位傳感器來(lái)控制拋光電極的移動(dòng)范圍，實(shí)現(xiàn)光纖拋光的長(zhǎng)度的調(diào)節(jié)。其發(fā)明的主要內(nèi)容如下一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光裝置，由PZT高度調(diào)節(jié)器，電機(jī)速度控制器、精密導(dǎo)向傳送帶，定位傳感器、V型刻槽光纖放置用微晶玻璃和電極組成。各結(jié)構(gòu)之間的連接和作用方式如下
研磨后的光纖放置于V型刻槽光纖放置用微晶玻璃上，該微晶玻璃固定在微晶玻璃支撐架上，且微晶玻璃支撐架的高度由PZT高度調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制電機(jī)連接PZT，提供PZT的控制電壓，電極專(zhuān)用滑軌與傳送帶相連接，控制電機(jī)連接傳送帶，定位傳感器固定在定位傳感器支撐架上，電極置于V型刻槽光纖放置用微晶玻璃正上方的滑軌上，滑軌固定在光纖放置用微晶玻璃正上方的電極支撐架上，通過(guò)傳送帶和定位傳感器，使放電電極沿著研磨后待拋光光纖的軸向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖拋光的長(zhǎng)度進(jìn)行任意調(diào)節(jié)，同時(shí)利用電機(jī)速度控制器對(duì)電極的移動(dòng)速度進(jìn)行控制。
簡(jiǎn)言之，控制電機(jī)提供PZT的控制電壓，以此調(diào)節(jié)V型刻槽光纖放置用微晶玻璃的上下位置。電極置于V型刻槽光纖放置用微晶玻璃正上方的滑軌上，通過(guò)控制電機(jī)調(diào)節(jié)傳送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從而帶動(dòng)電極以不同的速度一維平移，電極往返的移動(dòng)距離由定位傳感器確定，電極沿著研磨后的光纖軸向緩慢移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)研磨后光纖的拋光。
本發(fā)明的主要效果和創(chuàng)新之處為(1)采用火焰拋光的方法，通過(guò)PZT調(diào)節(jié)研磨拋光后的光纖與電極的相對(duì)位置，利用電極打火所產(chǎn)生的高溫將研磨光纖的表面進(jìn)行熔化，從而有效消除研磨光纖表面的粗糙度，抑制微裂紋或凹坑造成的較大損耗。(2)通過(guò)精密導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位傳感器，使放電電極沿著研磨后待拋光光纖的軸向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖拋光的長(zhǎng)度進(jìn)行任意調(diào)節(jié)；(3)利用電機(jī)速度控制器對(duì)電極的移動(dòng)速度進(jìn)行控制。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明圖1電弧放電光纖研磨截面高精度拋光裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法及裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
附圖中1為PZT高度調(diào)節(jié)器，2為傳送帶，由電機(jī)控制其傳送速度，3為繼電器控制的定位傳感器，4為定位傳感器接觸點(diǎn)，5為電弧放電電極，6為研磨后待拋光光纖，7為V型刻槽光纖放置用微晶玻璃，8為定位傳感器支撐架。
為實(shí)現(xiàn)對(duì)研磨后光纖的表面進(jìn)行拋光處理，以便去除研磨后光纖表面的微裂損傷，提高器件的性能，本發(fā)明利用電弧放電所產(chǎn)生的高溫效應(yīng)，將研磨光纖的表面進(jìn)行熔化，從而有效消除了研磨光纖表面的微裂紋。1為PZT高度調(diào)節(jié)器，利用PZT在電壓的控制下，其厚度調(diào)節(jié)精度可達(dá)0.01μm的特性，通過(guò)調(diào)節(jié)施加在PZT上的電壓，來(lái)控制放電電極與待拋光光纖間的間距，以便使放電電弧正好與待拋光光纖相接觸；2為精密導(dǎo)向傳送帶和電機(jī)速度調(diào)節(jié)器裝置，使放電電極沿著研磨后待拋光光纖的軸向移動(dòng)，并且利用電機(jī)速度控制器對(duì)電極的移動(dòng)速度進(jìn)行控制；由于實(shí)際中對(duì)光纖軸向的研磨長(zhǎng)度有不同的要求，為提高拋光裝置使用中的靈活性，采用繼電器控制的定位傳感器3控制研磨光纖的拋光長(zhǎng)度，當(dāng)定位傳感器接觸點(diǎn)4到達(dá)定位傳感器3時(shí)，電極反向移動(dòng)，通過(guò)調(diào)整兩個(gè)定位傳感器接觸點(diǎn)4間的長(zhǎng)度，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)待磨光纖拋光長(zhǎng)度的控制；詳細(xì)步驟如下步驟(1)首先將待拋光光纖放置在拋光機(jī)的墊塊上；步驟(2)控制施加在PZT上的電壓，調(diào)節(jié)放電電極與待拋光光纖的間距；步驟(3)接通電極上的控制電壓，使電極放電產(chǎn)生電?。徊襟E(4)通過(guò)傳送帶和定位傳感器，使放電電極沿著研磨后待拋光光纖的軸向移動(dòng)；步驟(5)利用電機(jī)速度控制器對(duì)電極的移動(dòng)速度進(jìn)行控制，從而使待拋光光纖的表面在電極產(chǎn)生的高溫電弧作用下熔化，去除微裂損傷。
權(quán)利要求
1.一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法，其特征在于，利用在電壓控制下，兩電極放電電弧所產(chǎn)生的高溫效應(yīng)，將研磨光纖的表面進(jìn)行熔化，消除研磨光纖表面的微裂紋；通過(guò)精密導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位傳感器，使放電電極沿著研磨后待拋光光纖的軸向移動(dòng)，調(diào)節(jié)光纖拋光的長(zhǎng)度；利用電機(jī)速度控制器控制電極的移動(dòng)速度。
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法，其特征在于，利用在電壓控制下，兩電極放電電弧所產(chǎn)生的高溫效應(yīng)，將研磨光纖的表面進(jìn)行熔化，消除研磨光纖表面的微裂紋。
3.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法，其特征在于，利用電壓控制PZT，調(diào)節(jié)放電電極與研磨后待拋光光纖間的距離，調(diào)節(jié)精度為0.01微米。
4.根據(jù)權(quán)利1要求所述一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法，其特征在于，通過(guò)精密導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和定位傳感器控制拋光電極的移動(dòng)范圍，調(diào)節(jié)光纖拋光的長(zhǎng)度，長(zhǎng)度為0-140mm。
5.根據(jù)權(quán)利1要求所述一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法，其特征在于，利用電機(jī)速度控制器對(duì)電極的移動(dòng)速度進(jìn)行控制。
6.一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光裝置，其特征在于研磨后的光纖放置于V型刻槽光纖放置用微晶玻璃上，該微晶玻璃固定在微晶玻璃支撐架上，且微晶玻璃支撐架的高度由PZT高度調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制電機(jī)連接PZT，提供PZT的控制電壓，電極專(zhuān)用滑軌與傳送帶相連接，控制電機(jī)連接傳送帶，定位傳感器固定在定位傳感器支撐架上，電極置于V型刻槽光纖放置用微晶玻璃正上方的滑軌上，滑軌固定在光纖放置用微晶玻璃正上方的電極支撐架上，通過(guò)傳送帶和定位傳感器，使放電電極沿著研磨后待拋光光纖的軸向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖拋光的長(zhǎng)度進(jìn)行任意調(diào)節(jié)，同時(shí)利用電機(jī)速度控制器對(duì)電極的移動(dòng)速度進(jìn)行控制。
全文摘要
一種電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法及裝置，主要由PZT高度調(diào)節(jié)器，電機(jī)速度控制器、精密導(dǎo)向傳送帶，定位傳感器、電極組成。其電弧放電拋光法是利用在電壓控制下，兩電極放電電弧所產(chǎn)生的高溫效應(yīng)，將研磨光纖的表面進(jìn)行熔化，從而有效消除了研磨光纖表面的微裂紋；并且通過(guò)傳送帶和定位傳感器，使放電電極沿著研磨后待拋光光纖的軸向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光纖拋光的長(zhǎng)度進(jìn)行任意調(diào)節(jié)，同時(shí)利用電機(jī)速度控制器對(duì)電極的移動(dòng)速度進(jìn)行控制。從顯微鏡下觀察可以看到拋光后的光纖非常透明，拋光后的光纖性能穩(wěn)定，基本上消除了光纖表面微裂紋的影響，該電弧放電光纖研磨截面高精度拋光方法和裝置在國(guó)際上屬于首創(chuàng)。
文檔編號(hào)B24B19/22GK1974125SQ20061016973
公開(kāi)日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者裴麗, 董小偉, 寧提綱, 馮素春, 張峰 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)