專利名稱：透鏡光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬光纖技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種透鏡光纖的制作方法。
背景技術(shù)：
光纖耦合技術(shù)是影響光纖系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，光纖透鏡則是光纖耦合的關(guān)鍵部件， 發(fā)光芯片與光纖的耦合實(shí)質(zhì)上是模場的匹配問題，發(fā)光芯片發(fā)出的光耦合進(jìn)入光纖的越多，光纖通信距離就越遠(yuǎn)，中繼距離也就越遠(yuǎn)；而提高模場匹配的基本途徑是在耦合系統(tǒng)中加入光學(xué)透鏡以提高光耦合的效率，目前解決的方法是在光纖的端部直接加工透鏡。楔形柱面透鏡光纖和球面透鏡光纖等含有曲面結(jié)構(gòu)的透鏡光纖是目前比較難加工的透鏡光纖，并且現(xiàn)有的研磨機(jī)無法實(shí)現(xiàn)此種含有曲面結(jié)構(gòu)的透鏡光纖的加工。目前，對于楔形柱面透鏡光纖的加工先是使光纖端部成一個楔形，然后再在該楔形的端部加工微透鏡柱(該透鏡柱是曲率半徑為4-8微米的半圓柱狀結(jié)構(gòu)，如圖la、b、c所示)，對于球面透鏡光纖的加工則是在光纖的加工端直接加工一個近似的半球面如圖h、b、c所示)，而對于透鏡柱和球面的加工則是在光纖加工端部利用熔融原理(局部瞬間加熱)使其端部成型， 但是此種以熔融成型的加工方法弊端很多，不僅操作難以控制，而且會使整個透鏡柱或球面的曲率半徑不均勻；同時在加工時，曲率半徑不能得到有效控制，從而導(dǎo)致成品率較低， 并且耦合效率不高，只能達(dá)到60%左右。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，對于光耦合效率的要求也大大提高，一般高端領(lǐng)域所需求的耦合效率都在75%以上，因此，傳統(tǒng)的加工方法已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代光纖技術(shù)發(fā)展的要求， 需要一種新的加工工藝來滿足需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新的透鏡光纖的制作方法，該制作方法采用磨削方式加工，使得光纖端部透鏡的曲率半徑可控，從而有效解決了現(xiàn)有熔融成型加工方法成品率低、耦合效率不高的問題，滿足了現(xiàn)代光纖技術(shù)的要求。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是—種透鏡光纖的制作方法，是使光纖加工端與研磨介質(zhì)相接觸后，再使光纖加工端和研磨介質(zhì)作相對的弧線往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)光纖透鏡的加工。光纖加工端和研磨介質(zhì)相對往復(fù)擺動時，擺動的弧線同心。一種透鏡光纖的制作方法，是以光纖加工端為擺動中心，以光纖為擺軸，使光纖加工端在研磨介質(zhì)內(nèi)作弧線往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)光纖透鏡的加工。一種透鏡光纖的制作方法，是將光纖加工端固定，使光纖加工端與研磨介質(zhì)相接觸后，再使研磨介質(zhì)作向上的弧線往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)光纖透鏡的加工。本發(fā)明中的研磨介質(zhì)可為固態(tài)粉狀介質(zhì)，粉狀介質(zhì)為固態(tài)研磨料，該研磨料為金剛石微粉、碳化硅微粉、碳化硼微粉或類似的磨料微粉或他們的混合物。本發(fā)明中的研磨介質(zhì)可為流體介質(zhì)，流體介質(zhì)為膏狀研磨料，該研磨料為金剛石微粉、碳化硅微粉、碳化硼微粉或類似的磨料微粉或他們的混合物與水配比而成的新的混合物。本發(fā)明中所述的研磨介質(zhì)可為研磨紙，該研磨紙為光纖跳線研磨通用研磨紙。在光纖加工端或研磨介質(zhì)弧線往復(fù)擺動的同時，研磨介質(zhì)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。在光纖加工端或研磨介質(zhì)弧線往復(fù)擺動的同時，光纖加工端以光纖纖芯的中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動。本發(fā)明提供的透鏡光纖的制作方法，包括下述步驟(1)提供一根光纖，光纖端部剝除涂覆層15-30毫米，將端部涂覆層剝除后的光纖夾持在光纖夾具內(nèi)，將夾持有光纖的光纖夾具夾持固定在平面研磨機(jī)上完成光纖端部的楔形加工后，取下光纖夾具，楔形加工后的光纖保持在夾具內(nèi)；(2)將光纖夾具夾持固定在一個擺動臂上，擺動臂的下端同時還設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)放置有研磨介質(zhì)；(3)調(diào)整光纖夾具，使光纖夾具下端的光纖加工端伸入到所述的研磨介質(zhì)內(nèi)，并使旋轉(zhuǎn)盤帶動研磨介質(zhì)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；(4)以光纖加工端為擺動中心，以光纖夾具為擺軸，使擺動臂帶動光纖夾具做弧線往復(fù)擺動。本發(fā)明的透鏡光纖的制作方法，包括下述步驟(1)提供一根光纖，光纖端部剝除涂覆層15-30毫米，將端部涂覆層剝除后的光纖夾持固定在光纖夾具內(nèi)，將夾持有光纖的光纖夾具夾持在平面研磨機(jī)上完成光纖端部的楔形加工后，取下光纖夾具，楔形加工后的光纖保持在光纖夾具內(nèi)；(2)將光纖夾具夾持固定在一個固定臂上，光纖夾具的下端設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤上端面同時連接有一個擺動旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)放置有研磨介質(zhì)；(3)調(diào)整光纖夾具，使光纖夾具下端的光纖加工端伸入到所述的研磨介質(zhì)內(nèi)；(4)以擺動旋轉(zhuǎn)軸的上端部為擺動中心，帶動旋轉(zhuǎn)盤做弧線往復(fù)擺動，旋轉(zhuǎn)盤做弧線往復(fù)擺動的同時，擺動旋轉(zhuǎn)軸同時帶動旋轉(zhuǎn)盤做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)而使研磨介質(zhì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。本發(fā)明提供的透鏡光纖的制作方法，包括下述步驟(1)提供一根光纖，光纖端部剝除涂覆層10-20毫米，將端部涂覆層剝除后的光纖夾持在光纖夾具內(nèi)，將剝除涂覆層后的光纖端面切平并保持剝除涂覆層后的光纖端部伸出光纖夾具3-5毫米；(2)將光纖夾具夾持固定在一個擺動旋轉(zhuǎn)臂上，光纖夾具的下端設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)放置有研磨介質(zhì)；(3)調(diào)整光纖夾具，使光纖夾具下端的光纖加工端伸入所述的研磨介質(zhì)內(nèi)，并使旋轉(zhuǎn)盤帶動研磨介質(zhì)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；(4)以光纖加工端為擺動中心，以光纖夾具為擺軸，使擺動旋轉(zhuǎn)臂帶動光纖夾具做弧線往復(fù)擺動；(5)光纖夾具弧線往復(fù)擺動的同時，光纖夾具同時帶動光纖以光纖纖芯的中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動。本發(fā)明中所述的光纖是指光纖裸纖，光纖裸纖由中心高折射率玻璃芯，中間低折射率硅玻璃包層，以及最外層加強(qiáng)用樹脂涂層構(gòu)成，樹脂涂層也就是本發(fā)明中所述的涂覆層；而光纖加工端指去除涂覆層后光纖裸纖的端部待加工的透鏡柱或半球面前的部位，光纖透鏡指加工后的弧形曲面或半球面。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果(1)本發(fā)明采用磨削加工方式，將所要加工的光纖固定在光纖夾具內(nèi)，然后以運(yùn)動的研磨介質(zhì)為磨削工具，使光纖加工端與研磨介質(zhì)相接觸后，使光纖夾具帶動光纖加工端在研磨介質(zhì)上或研磨介質(zhì)內(nèi)做往復(fù)弧線運(yùn)動以實(shí)現(xiàn)透鏡柱的加工，或者使光纖加工端固定不動，使研磨介質(zhì)做往復(fù)弧線擺動以實(shí)現(xiàn)透鏡柱的加工，由于透鏡柱的加工采用磨削加工， 曲率半徑可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，加工精度高，耦合效率也可達(dá)80%左右，并且加工時間短， 成品率高。(2)本發(fā)明在光纖或研磨介質(zhì)弧線往復(fù)運(yùn)動的同時，使光纖夾具帶動光纖以光纖纖芯的中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動，便可實(shí)現(xiàn)球面透鏡光纖的加工，因此，對于含有類似曲面結(jié)構(gòu)的透鏡光纖本發(fā)明均可實(shí)現(xiàn)加工。


圖1為楔形柱面透鏡光纖結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為球面透鏡光纖結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為實(shí)施例1加工原理圖。圖4為實(shí)施例2加工原理圖。圖5為實(shí)施例3加工原理圖。圖6為實(shí)施例4加工原理圖。圖7為實(shí)施例7加工原理圖。圖中，1-光纖，2-楔形，3-透鏡柱，4-曲率半徑，5-半球面，6-旋轉(zhuǎn)盤，7-研磨料， 8-研磨紙。
具體實(shí)施例方式參見圖la、b、c和圖h、b、c中，楔形柱面和球面等透鏡光纖前端的透鏡是透鏡柱 3(弧形曲面)或半球面5(球形曲面)，使用現(xiàn)有的平面研磨機(jī)無法實(shí)現(xiàn)加工。本發(fā)明透鏡光纖的加工方法是使光纖加工端與研磨介質(zhì)相接觸后，再使光纖加工端和研磨介質(zhì)作相對的弧線往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)光纖透鏡的加工，相對擺動的過程中，在加工過程中，研磨介質(zhì)同時做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，光纖加工端和研磨介質(zhì)往復(fù)擺動的弧線方向一致(即弧線的弧心同心)，但相對擺動的方向相反。本發(fā)明采用的磨削加工方式，是使光纖加工端與研磨介質(zhì)相接觸或伸入研磨介質(zhì)內(nèi)，以運(yùn)動的研磨介質(zhì)(研磨介質(zhì)的運(yùn)動為自身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動)為磨削工具，將所要加工的光纖1夾持固定在一個光纖夾具內(nèi)，使光纖夾具帶動光纖加工端在運(yùn)動的研磨介質(zhì)中，以光纖加工端為擺動中心，以光纖夾具為擺軸帶動光纖加工端做往復(fù)弧線擺動以實(shí)現(xiàn)加工；或者將光纖1夾持固定在一個光纖夾具內(nèi)，使研磨介質(zhì)做往復(fù)弧線擺動以實(shí)現(xiàn)加工，此種加工方法，可實(shí)現(xiàn)光纖1前端透鏡柱3 (弧形曲面)的加工；同時，在上述加工方法的基礎(chǔ)上， 使光纖夾具帶動光纖加工端以光纖纖芯的中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動，則本發(fā)明加工方法便可實(shí)現(xiàn)光纖加工端部半球面5 (球形曲面)的加工，因此，本發(fā)明對于含有此類曲面結(jié)構(gòu)的透鏡光纖均可實(shí)現(xiàn)加工。光纖夾具固定光纖1時，采用現(xiàn)有的軸向夾持方式，光纖夾具為芯筒狀結(jié)構(gòu)，將光纖貫穿整個光纖夾具后將光纖夾持，光纖的加工端伸出光纖夾具，如自動鉛筆固定鉛芯的方式。本發(fā)明在加工弧形曲面時，所述的光纖加工端的弧線往復(fù)擺動具體是以光纖加工端為擺動中心，以光纖1為擺軸，使光纖夾具帶動光纖加工端在運(yùn)動的研磨介質(zhì)中進(jìn)行弧線往復(fù)運(yùn)動；或者將光纖固定，使研磨介質(zhì)以其旋轉(zhuǎn)中心線為擺軸進(jìn)行弧線往復(fù)運(yùn)動，或者使光纖與研磨介質(zhì)同時相對做弧線往復(fù)運(yùn)動以實(shí)現(xiàn)加工；在加工球形曲面時，在上述弧線往復(fù)擺動運(yùn)動的同時，使光纖夾具帶動光纖加工端以光纖纖芯中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動即可，在上述的整個加工過程中，旋轉(zhuǎn)盤始終帶動研磨介質(zhì)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；同時利用本發(fā)明加工方法加工時，剝除涂覆層后的光纖加工端與研磨介質(zhì)上表面接觸或伸入到研磨介質(zhì)內(nèi)部。因此，本發(fā)明中的研磨介質(zhì)可為固態(tài)粉狀介質(zhì)，粉狀介質(zhì)為固態(tài)研磨料，該研磨料為金剛石微粉、碳化硅微粉、碳化硼微粉或類似的磨料微粉或他們的混合物。本發(fā)明中的研磨介質(zhì)可為流體介質(zhì)，流體介質(zhì)為流體研磨料，該研磨料為金剛石微粉、碳化硅微粉、碳化硼微粉或類似的磨料微粉或他們的混合物與去離子水、六偏磷酸鈉配比而成的新的混合物，新的混合物使用前，在超聲波震蕩儀內(nèi)預(yù)先震蕩不少于15分鐘， 使混合物完全混合均勻。本發(fā)明中所述的研磨介質(zhì)可為研磨紙8，該研磨紙8為光纖跳線研磨通用研磨紙。為了達(dá)到更好的效果，可在磨削加工完成后，將研磨介質(zhì)更換為拋光液或拋光紙對光纖加工端進(jìn)行拋光處理。利用本發(fā)明加工方法進(jìn)行加工時，如下述實(shí)施例所述楔形柱面透鏡光纖制作實(shí)施例1 參見圖3，楔形柱面透鏡光纖是在完成楔形2的加工后，將楔形加工后的光纖端部再懸置于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的研磨介質(zhì)內(nèi)，然后以該光纖加工端的端部為擺動中心，以光纖1為擺軸進(jìn)行弧線往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)光纖加工端部透鏡柱的加工，為實(shí)現(xiàn)上述弧線往復(fù)擺動，本發(fā)明將端部涂覆層剝除后的光纖夾持固定在一個光纖夾具內(nèi)，由一個擺動臂帶動光纖夾具擺動，由于透鏡柱3是近似的半圓柱狀(弧形曲面)結(jié)構(gòu)，因此透鏡柱3的加工實(shí)際上來說是以所要加工的光纖加工端為中心，以光纖為擺軸進(jìn)行的弧線往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)弧形面的加工，而楔形2的加工可以在平面研磨機(jī)上提前完成，因此本實(shí)施例的加工方法具體包括如下步驟1、提供一根光纖1，光纖1端部剝除涂覆層15-30毫米，將端部涂覆層剝除后的光纖1夾持在光纖夾具內(nèi)，保證剝除涂覆層后的光纖端部外露3-5毫米即可；將光纖夾具夾持固定在平面研磨機(jī)上完成光纖端部的楔形2加工后，取下光纖夾具，楔形加工后的光纖保持在夾具內(nèi)，也就是說在楔形2加工完成后，該光纖仍保持在楔形2研磨所用的夾具中，并在下步驟中同光纖夾具一起使用；2、將光纖夾具夾持到一個擺動臂上，該擺動臂與光纖夾具垂直方向上平行，光纖的加工端位于光纖夾具下端；光纖加工端的下端同時還設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)盤。同時，光纖加工端位于旋轉(zhuǎn)盤的非旋轉(zhuǎn)中心線上；旋轉(zhuǎn)盤6的上表面設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)添加有已經(jīng)調(diào)配好的膏狀研磨料7 (研磨料是金剛石微粉、六偏磷酸鈉與去離子水按重量比1 1 1.5配比的混合物，調(diào)配后在超聲波震蕩儀器中震蕩不少于15分鐘)；3、調(diào)整光纖夾具在擺動臂垂直方向上的位置，使光纖加工端伸入到研磨料內(nèi)(光纖端部與旋轉(zhuǎn)盤底面垂直方向上保持1-2毫米的距離，同時，使光纖加工端所要加工的透鏡柱柱面的弧度方向與光纖夾具擺動的方向一致)；4、同時使擺動臂做弧線往復(fù)擺動、旋轉(zhuǎn)盤6旋轉(zhuǎn)運(yùn)動4-5分鐘后(擺動速率30次 /分，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分)，取下光纖夾具，用去離子水清洗光纖加工端，使其表面干凈；5、檢測光纖加工端透鏡柱的曲率半徑4是否合格(檢測曲率半徑具體指測量透鏡柱弧面的曲率半徑的尺寸是否符合要求)，合格，進(jìn)行下一步驟；不合格，則將光纖夾具夾持到擺動臂上繼續(xù)進(jìn)行透鏡柱的磨削加工；6、更換研磨料7為拋光液，再次裝夾光纖夾具，將所加工的透鏡柱3繼續(xù)拋光2-3 分鐘(拋光時，擺動速率為20次/分，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分)；7、取下光纖夾具，從光纖夾具內(nèi)取出光纖，用去離子水沖洗光纖加工端，并將其表面擦拭干凈。實(shí)施例2 參見圖2，與實(shí)施例1不同的是，實(shí)施例2中的光纖1固定不動，使研磨介質(zhì)做弧線往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)加工，也就是將光纖1加持固定在光纖夾具內(nèi)，使研磨介質(zhì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時做向上的弧線往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)光纖端部弧形面的加工，具體包括如下步驟1、提供一根光纖1，光纖端部剝除涂覆層15-30毫米，將端部涂覆層剝除后的光纖夾持在光纖夾具內(nèi)，保證剝除涂覆層后的光纖端部外露3-5毫米即可；將光纖夾具夾持固定在平面研磨機(jī)上完成光纖端部的楔形2加工后，取下光纖夾具，楔形2加工后的光纖保持在夾具內(nèi)，也就是說在楔形2加工完成后，該光纖1仍保持在楔形研磨所用的夾具中，并在下一步驟中同光纖夾具一起使用，2、將光纖夾具夾持固定到一個擺動臂上，該擺動臂與光纖夾具垂直方向上平行， 光纖的加工端位于光纖夾具的下端；光纖加工端的下端同時還設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)盤6，旋轉(zhuǎn)盤6的上表面設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)添加有已經(jīng)調(diào)配好的粉狀研磨料7 (研磨料是碳化硅微粉、金剛石微粉的混合物)；3、旋轉(zhuǎn)盤6上端連接有一個擺動軸，擺動軸以其上端部為擺動中心，帶動下端部的旋轉(zhuǎn)盤做弧線往復(fù)擺動，同時，擺動軸帶動旋轉(zhuǎn)盤以擺動軸的中心線為旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；4、調(diào)整旋轉(zhuǎn)盤6水平方向上的位置，使光纖加工端位于旋轉(zhuǎn)盤6內(nèi)研磨料7的非旋轉(zhuǎn)中心位置，調(diào)整光纖夾具使光纖加工端所要加工的弧形面與旋轉(zhuǎn)盤的弧線擺動方向一致，調(diào)整光纖夾具在擺動臂垂直方向上的位置，使光纖加工端伸入到研磨料7內(nèi)(光纖加工端與旋轉(zhuǎn)盤6的底面在垂直方向上保持1-2毫米的距離，使光纖加工端所要加工的透鏡柱 3柱面的弧度方向與旋轉(zhuǎn)盤6的擺動方向一致)；5、使擺動軸帶動旋轉(zhuǎn)盤6同時做弧線往復(fù)擺動和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動4-5分鐘后，取下光纖夾具(擺動速率20次/分，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分)，用去離子水清洗光纖加工端，使其表面干凈；6、檢測光纖加工端透鏡柱的曲率半徑4是否合格，合格，則進(jìn)行下一步驟；不合格，則將光纖夾具夾持到擺動臂上繼續(xù)進(jìn)行透鏡柱3的磨削加工；7、更換研磨料7為拋光液，再次裝夾光纖夾具，將所加工的透鏡柱繼續(xù)拋光2-3分鐘(拋光時，擺動速率為30次/分，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/分)；8、取下光纖夾具，從光纖夾具內(nèi)取出光纖，用去離子水沖洗光纖加工端，并將其表面擦拭干凈。實(shí)施例3與實(shí)施例1和3不同的是，實(shí)施例4在加工時，擺動臂和旋轉(zhuǎn)盤6同時相對進(jìn)行弧線往復(fù)擺動，弧線往復(fù)擺動的弧線方向一致，即兩者相互擺動時，擺動的弧線的弧心同心； 弧線往復(fù)擺動的同時，旋轉(zhuǎn)盤6帶動研磨料7進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，并且擺動臂和旋轉(zhuǎn)盤7弧線運(yùn)動時，兩者的運(yùn)動方向相反。在上述實(shí)施例中，光纖1夾持時，使所要加工的透鏡柱4的弧形曲面與夾具或旋轉(zhuǎn)盤6的運(yùn)動方向保持一致。球面透鏡光纖的制作實(shí)施例4 參見圖5，球面透鏡光纖是將剝除涂覆層的光纖端部切平后，將光纖1夾持固定在光纖夾具內(nèi)，光纖夾具帶動光纖加工端做弧線往復(fù)擺動的同時，光纖夾具同時帶動光纖加工端以光纖1纖芯的中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動，即以光纖加工端為擺動中心，以光纖1為擺軸，使光纖加工端在運(yùn)動的研磨介質(zhì)內(nèi)進(jìn)行弧線往復(fù)擺動，同時光纖加工端以光纖纖芯的中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動完成加工，具體步驟如下所述1、提供一根光纖1，光纖端部剝除涂覆層10-20毫米，將端部涂覆層剝除后的光纖夾持在光纖夾具內(nèi)，將剝除涂覆層后的光纖端面切平并保持剝除涂覆層后的光纖端部伸出光纖夾具3-5毫米；2、將光纖夾具夾持固定到一個擺動臂上，該擺動臂與光纖夾具垂直方向上平行， 光纖1的加工端位于光纖夾具下端，光纖加工端的下端同時還設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)盤6，旋轉(zhuǎn)盤 6的上表面設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)添加有已經(jīng)調(diào)配好的膏狀研磨料7 (研磨料是金剛石微粉、 碳化硅微粉與去離子水按重量比1.5 1 2配比的混合物，調(diào)配后在超聲波震蕩儀器中震蕩不少于25分鐘)；3、調(diào)整擺動臂水平方向上的位置，使光纖加工端位于研磨料7的非旋轉(zhuǎn)中心上； 調(diào)整光纖夾具在擺動臂垂直方向上的位置，使光纖加工端伸入到所述的研磨料7內(nèi)(光纖加工端與旋轉(zhuǎn)盤底面在垂直方向上保持1-2毫米的距離)；4、使擺動臂做弧線往復(fù)擺動、旋轉(zhuǎn)盤6做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，擺動臂的夾持端同時帶動光纖夾具以光纖纖芯的中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動10-15分鐘后(擺動臂速率25次/分，旋轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分，光纖夾具自傳轉(zhuǎn)速150轉(zhuǎn)/分)取下光纖夾具，用去離子水清洗光纖加工端，使其表面干凈；5、檢測光纖加工端半球面的曲率半徑是否合格(檢測曲率半徑具體指測量半球面的曲率半徑的尺寸是否符合要求)，合格，則進(jìn)行下一步驟；不合格，則將光纖夾具夾持到擺動臂上繼續(xù)進(jìn)行半球面磨削加工；6、更換研磨料7為拋光液，再次裝夾光纖夾具，將所加工的半球面拋光5分鐘；7、取下光纖夾具，從光纖夾具內(nèi)取出光纖1，用去離子水沖洗光纖加工端，并將其表面擦拭干凈。實(shí)施例5參見圖6，與實(shí)施例4不同的是，實(shí)施例5加工時，光纖加工端不作弧線往復(fù)擺動， 光纖加工端只需以光纖纖芯的中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動，再使旋轉(zhuǎn)盤6帶動研磨料7同時做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和弧線往復(fù)擺動，如實(shí)施例2中所述。實(shí)施例6本實(shí)施例是在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，在擺動臂和旋轉(zhuǎn)盤6同時相對進(jìn)行弧線往復(fù)擺動的同時，使擺動臂帶動光纖夾具以光纖1纖芯的中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動。實(shí)施例7參見圖7中，本實(shí)施例中，是將研磨料7更換為研磨紙8，研磨紙8為光纖跳線研磨通用研磨紙，研磨紙8是平鋪在旋轉(zhuǎn)盤6上，此時，旋轉(zhuǎn)盤6的上表面為平面即可，光纖加工端與研磨盤6的運(yùn)動方式與上述實(shí)施例中相同。本發(fā)明的上述實(shí)施例中的具體步驟僅僅是為了方便說明本發(fā)明制作方法的舉例而已，并不是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，對于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員而言，凡是在不脫離本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況和范圍內(nèi)所做出的種種方式的改變，均屬于本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種透鏡光纖的制作方法，是使光纖加工端與研磨介質(zhì)相接觸后，再使光纖加工端和研磨介質(zhì)作相對的弧線往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)光纖透鏡的加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡光纖的制作方法，其特征在于是以光纖加工端為擺動中心，以光纖為擺軸，使光纖加工端在研磨介質(zhì)內(nèi)作弧線往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)光纖透鏡的加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡光纖的制作方法，其特征在于是將光纖加工端固定，使光纖加工端與研磨介質(zhì)相接觸后，再使研磨介質(zhì)作向上的弧線往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)光纖透鏡的加工。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的透鏡光纖的制作方法，其特征在于所述的光纖加工端還以光纖纖芯的中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透鏡光纖的制作方法，其特征在于所述的研磨介質(zhì)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的透鏡光纖的制作方法，其特征在于所述的研磨介質(zhì)為流體介質(zhì)、固態(tài)粉狀介質(zhì)或研磨紙。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的透鏡光纖的制作方法，其特征在于所述的流體介質(zhì)為膏狀研磨料；固態(tài)粉狀介質(zhì)為研磨微粉。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透鏡光纖的制作方法，其特征在于包括下述步驟(1)提供一根光纖，光纖端部剝除涂覆層15-30毫米，將端部剝除涂覆層后的光纖夾持在光纖夾具內(nèi)，將夾持有光纖的光纖夾具夾持固定在平面研磨機(jī)上完成光纖端部的楔形加工后，取下光纖夾具，楔形加工后的光纖保持在夾具內(nèi)；(2)將光纖夾具夾持固定在一個擺動臂上，擺動臂的下端同時還設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)放置有研磨介質(zhì)；(3)調(diào)整光纖夾具，使光纖夾具下端的光纖加工端伸入到所述的研磨介質(zhì)內(nèi)，并使旋轉(zhuǎn)盤帶動研磨介質(zhì)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；(4)以光纖加工端為擺動中心，以光纖夾具為擺軸，使擺動臂帶動光纖夾具做弧線往復(fù)擺動。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透鏡光纖的制作方法，其特征在于包括下述步驟(1)提供一根光纖，光纖端部剝除涂覆層15-30毫米，將端部剝除涂覆層后的光纖夾持固定在光纖夾具內(nèi)，將夾持有光纖的光纖夾具夾持在平面研磨機(jī)上完成光纖端部的楔形加工后，取下光纖夾具，楔形加工后的光纖保持在光纖夾具內(nèi)；(2)將光纖夾具夾持在一個固定臂上，光纖夾具的下端設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤上端面同時連接有一個擺動旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)放置有研磨介質(zhì)；(3)調(diào)整光纖夾具，使光纖夾具下端的光纖加工端伸入到所述的研磨介質(zhì)內(nèi)；(4)以擺動旋轉(zhuǎn)軸的上端部為擺動中心，帶動旋轉(zhuǎn)盤做弧線往復(fù)擺動，旋轉(zhuǎn)盤弧線往復(fù)擺動的同時，擺動旋轉(zhuǎn)軸同時帶動旋轉(zhuǎn)盤做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，進(jìn)而使研磨介質(zhì)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透鏡光纖的制作方法，其特征在于包括下述步驟(1)提供一根光纖，光纖端部剝除涂覆層10-20毫米，將端部剝除涂覆層后的光纖夾持在光纖夾具內(nèi)，將剝除涂覆層后的光纖端面切平并保持剝除涂覆層后的光纖端部伸出光纖夾具3-5 毫米；(2)將光纖夾具夾持固定在一個擺動旋轉(zhuǎn)臂上，光纖夾具的下端設(shè)置有一個旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)放置有研磨介質(zhì)；(3)調(diào)整光纖夾具，使光纖夾具下端的光纖加工端伸入到所述的研磨介質(zhì)內(nèi)，并使旋轉(zhuǎn)盤帶動研磨介質(zhì)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動；(4)以光纖加工端為擺動中心，以光纖夾具為擺軸，使擺動旋轉(zhuǎn)臂帶動光纖夾具做弧線往復(fù)擺動；(5)光纖夾具做弧線往復(fù)擺動的同時，光纖夾具帶動光纖以光纖纖芯的中心線為轉(zhuǎn)軸進(jìn)行自轉(zhuǎn)運(yùn)動。
全文摘要
本發(fā)明屬光纖技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種透鏡光纖的制作方法?，F(xiàn)有透鏡光纖的透鏡柱加工是在磨削后的楔形端部利用熔融原理(瞬間局部加熱)使其端部成型，此種加工方法加工的透鏡柱曲率半徑不能控制，從而導(dǎo)致成品率較低，耦合效率只有60％左右。本發(fā)明提供的一種透鏡光纖的加工方法，是使光纖加工端與研磨介質(zhì)相接觸后，再使光纖加工端和研磨介質(zhì)作相對的弧線方向一致的往復(fù)擺動以實(shí)現(xiàn)光纖透鏡的加工。本發(fā)明采用的此種制作方法，不僅時間短，效率高，并且采用磨削加工，使得透鏡柱的曲率半徑可控，加工精度高，有效提高了成品率，耦合效率也可達(dá)75％以上。
文檔編號G02B6/25GK102183819SQ20111007899
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者王彬, 田露 申請人:西安盛佳光電有限公司