CN103885124B - 一种光纤准直器的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光纤准直器的加工工艺，将光纤的一端除去外被使部分纤芯裸露，再依次穿过设置在所述隔热装置上的通孔和设置在所述下模仁上的通孔，并超出所述下模仁一定的高度，再利用模压模具加热至所述透镜玻璃液化再加压、冷却制得所述光纤准直器，本发明的加工工艺操作简单，控制方便，耦合效率可高达95%以上，并且加工时间短，成品率高，可实现光纤准直器的批量生产。

Description

一种光纤准直器的加工工艺

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，尤其涉及一种光纤准直器的加工工艺。

背景技术

光纤耦合技术是影响光纤系统的关键技术，光纤透镜则是光纤耦合的关键部件，发光芯片与光纤的耦合实质上是模场的匹配问题，发光芯片发出的光耦合进入光纤的越多，光纤通信距离就越远，中继距离也就越远；而提高模场匹配的基本途径是在耦合系统中加入光学透镜以提高光耦合的效率，目前解决的方法是在光纤的端部直接加工透镜，尤其是制作光纤准直器，用透镜衔接光纤，完成光纤中光线的传递。

目前，光纤准直器的加工方法弊端很多，不仅操作难以控制，而且成品率较低，并且耦合效率不高，只能达到60％左右；随着光纤技术的发展，对于光耦合效率的要求也大大提高，一般高端领域所需求的耦合效率都在75％以上，因此，传统的加工方法已经很难适应现代光纤技术发展的要求，需要一种新的加工工艺来满足需求。

发明内容

为解决上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种光纤准直器的加工工艺。

本发明采用如下技术方案实现：一种光纤准直器的加工工艺，包括以下步骤：

(1)选取一块透镜玻璃作为模压硝材，并放入模压模具中，所述模压模具包括上模仁、下模仁、与上模仁和下模仁配合的同心导向套、定高导向套及隔热装置，所述隔热装置和下模仁上对应设置有阵列的通孔，且所述通孔的直径大于光纤的直径；所述透镜玻璃位于所述上模仁与下模仁之间，距离所述下模仁L1的高度；

(2)将光纤的一端除去外被使部分纤芯裸露，再依次穿过设置在所述隔热装置上的通孔和设置在所述下模仁上的通孔，并超出所述下模仁L2的高度，且L2＜L1；

(3)加热所述模压模具使所述透镜玻璃升温至所述透镜玻璃液化，并流至所述下模仁之上与所述纤芯融合，再降温至玻璃的屈服点温度t1，同时利用所述模压模具施加压力P1使所述上模仁挤压液化状态的所述透镜玻璃形成自由曲面部分，保持m1分钟；再降低压力至P2，降温至玻璃的转化点温度t2，保持m2分钟；再升高压力至P3，保持m3分钟；再降低压力至P4，并快速冷却所述透镜玻璃m4分钟；

(4)当温度降低至t3时，从所述模压模具中取出得到的产品，再在所述自由曲面部分上镀一层反射膜，在所述光纤与所述透镜玻璃的交界处周围涂有一层光学保护胶，即得到光纤准直器。

优选地，所述加工工艺进一步包括对步骤(4)中得到的产品进行退火的步骤。

优选地，步骤(3)中加热所述模压模具使所述透镜玻璃升温至所述透镜玻璃液化的同时充入惰性气体防止所述模压模具氧化。

优选地，步骤(3)中并快速冷却所述透镜玻璃m4分钟的同时充入惰性气体加速冷却。

优选地，m1≥2，m2≥2，m3≥2，m4≥2。

优选地，P1＞P3＞P4＞P2。

优选地，t3＜300℃。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明所述一种光纤准直器的加工工艺操作简单，控制方便，耦合效率可高达95％以上，并且加工时间短，成品率高，可实现光纤准直器的批量生产。

附图说明

图1是本发明实施例的加工工艺的模压示意图；

图2是图1中A处的局部放大图；

其中：1、透镜玻璃，2、光纤，21、纤芯，3、上模仁，4、下模仁，41、通孔，5、同心导向套，6、定高导向套，7、隔热装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明一种光纤准直器的加工工艺作进一步的详细说明。

参见图1和图2所示，本发明提出一种光纤准直器的加工工艺，包括以下步骤：

(1)选取一块透镜玻璃1作为模压硝材，并放入模压模具中，所述模压模具包括上模仁3、下模仁4、与上模仁3和下模仁4配合的同心导向套5、定高导向套6及隔热装置7，所述隔热装置7和下模仁4上对应设置有阵列的通孔41，且所述通孔41的直径大于光纤2的直径；所述透镜玻璃1位于所述上模仁3与下模仁4之间，距离所述下模仁4L1的高度；

(2)将光纤2的一端除去外被使部分纤芯21裸露，再依次穿过设置在所述隔热装置7上的通孔41和设置在所述下模仁4上的通孔41，并超出所述下模仁4L2的高度，且L2＜L1；

(3)加热所述模压模具使所述透镜玻璃1升温至所述透镜玻璃1液化，并流至所述下模仁4之上与所述纤芯21融合，同时充入氮气防止所述模压模具氧化，再降温至玻璃的屈服点温度t1，同时利用所述模压模具施加压力P1使所述上模仁3挤压液化状态的所述透镜玻璃1形成自由曲面部分，保持2～4分钟；再降低压力至P2，降温至玻璃的转化点温度t2，保持2～4分钟；再升高压力至P3，P3略小于P1，以消除由于材料的收缩而产生的变形，保持2～4分钟；再降低压力至P4，P4略大于P2，并充入氮气快速冷却所述透镜玻璃4～5分钟；

(4)当温度降低至300℃以下时，从所述模压模具中取出得到的产品，进行退火处理，以提高折射率的均匀性和消除内应力，再在所述自由曲面部分上镀一层反射膜，在所述光纤2与所述透镜玻璃1的交界处周围涂有一层光学保护胶，即得到光纤准直器。

光纤准直器可以整体使用，也可以切割成单个的光纤准直器使用，可以适应各种不同的使用需求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围的内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种光纤准直器的加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选取一块透镜玻璃作为模压硝材，并放入模压模具中，所述模压模具包括上模仁、下模仁、与上模仁和下模仁配合的同心导向套、定高导向套及隔热装置，所述隔热装置和下模仁上对应设置有阵列的通孔，且所述通孔的直径大于光纤的直径；所述透镜玻璃位于所述上模仁与下模仁之间，距离所述下模仁L1的高度；

(2)将光纤的一端除去外被使部分纤芯裸露，再依次穿过设置在所述隔热装置上的通孔和设置在所述下模仁上的通孔，并超出所述下模仁L2的高度，且L2＜L1；

(3)加热所述模压模具使所述透镜玻璃升温至所述透镜玻璃液化，并流至所述下模仁之上与所述纤芯融合，再降温至玻璃的屈服点温度t1，同时利用所述模压模具施加压力P1使所述上模仁挤压液化状态的所述透镜玻璃形成自由曲面部分，保持m1分钟；再降低压力至P2，降温至玻璃的转化点温度t2，保持m2分钟；再升高压力至P3，保持m3分钟；再降低压力至P4，并快速冷却所述透镜玻璃m4分钟；

(4)当温度降低至t3时，从所述模压模具中取出得到的产品，再在所述自由曲面部分上镀一层反射膜，在所述光纤与所述透镜玻璃的交界处周围涂有一层光学保护胶，即得到光纤准直器。

2.根据权利要求1所述的光纤准直器的加工工艺，其特征在于，进一步包括对步骤(4)中得到的产品进行退火的步骤。

3.根据权利要求1所述的光纤准直器的加工工艺，其特征在于，步骤(3)中加热所述模压模具使所述透镜玻璃升温至所述透镜玻璃液化的同时充入惰性气体防止所述模压模具氧化。

4.根据权利要求1所述的光纤准直器的加工工艺，其特征在于，步骤(3)中并快速冷却所述透镜玻璃m4分钟的同时充入惰性气体加速冷却。

5.根据权利要求1至4任一所述的光纤准直器的加工工艺，其特征在于，m1≥2，m2≥2，m3≥2，m4≥2。

6.根据权利要求1至4任一所述的光纤准直器的加工工艺，其特征在于，P1＞P3＞P4＞P2。

7.根据权利要求1至4任一所述的光纤准直器的加工工艺，其特征在于，t3＜300℃。