光纤圆弧面镀膜夹具及使用方法与流程

本发明属于半导体激光器技术领域，尤其涉及一种光纤圆弧面镀膜夹具及使用方法。

背景技术：

半导体激光器在固体激光器泵浦、激光加工、激光医疗、激光显示以及军事应用等领域得到了越来越广泛的应用，特别是在固体激光器泵浦应用中，以其体积小，重量轻，效率和可靠性高等优点倍受青睐。

由于半导体激光器特殊的波导结构，其在快轴方向的发散角为30-60°和慢轴方向的发散角5-15°。较大的快轴发散角限制了半导体激光器的直接应用。在实际应用时需要对激光器快轴的光束进行压缩。最常使用光纤或者石英丝等微柱面镜实现半导体激光器快轴方向光束的准直。光纤或者石英丝价格低廉，并且准直过程中调试方便，可以满足多种使用要求。

由于光线在光学元件的界面会发生菲涅尔反射，光线透过光纤时会有8%左右的能量损失，影响了准直效果。一部分界面的反射光会反馈回激光器中，造成半导体激光器的光谱出现多峰等现象，而且容易造成激光器损伤，影响激光器的可靠性和寿命。光纤圆弧面镀增透膜可降低光纤对光束的反射，解决以上问题，具有实用价值。

由于光纤或石英丝比较柔软，在镀膜过程中光纤的弯曲或扭转，会使光纤存在内部应力，去掉夹具之后，光纤应力的施放使膜层偏离设计值，影响最终的准直效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种一种光纤圆弧面镀膜夹具及使用方法，可以快速、可靠地对光纤圆弧面进行镀膜，并且装卡快速、镀膜质量不受光纤内部应力的影响，解决半导体激光器准直用光纤装卡困难、光纤膜层受内力影响、准直效率低等问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种光纤圆弧面镀膜夹具，包括旋转机构和光纤固定机构，旋转机构包括动力盘、固定齿盘和多个自转齿轮，动力盘位于固定齿盘的上方，动力盘与固定齿盘的中心线重合，动力盘的上端与镀膜机的旋转部件连接能在旋转部件的作用下旋转，固定齿盘的下端固定于镀膜室，多个自转齿轮位于动力盘和固定齿盘之间，并与固定齿盘啮合，自转齿轮转动安装在其中心轴上，中心轴的一端与动力盘固定，另一端固定光纤固定机构。

进一步的技术方案，所述光纤固定机构包括光纤固定框架和光纤压块，光纤压块通过两端的紧固件将光纤压紧在光纤固定框架上。

进一步的技术方案，所述光纤压块上向光纤固定框架的一侧设有耐高温橡胶。

进一步的技术方案，光纤压块为3个，分别位于光纤固定框架的中间和两端。

进一步的技术方案，所述光纤固定框架上设置有多个凹槽，每个凹槽放置一条光纤。

进一步的技术方案，所述动力盘的下表面上设有一圈与自转齿轮啮合的齿圈。

进一步的技术方案，所述的自转齿轮在固定齿盘的齿圈上均布。

进一步的技术方案，所述的光纤固定框架为正方形或长方形结构。

进一步的技术方案，在每个光纤固定框架的四角设有用于把两个光纤固定框架连接在一起的连接件。

本发明还提供一种光纤圆弧面镀膜夹具的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：将光纤表面涂覆层去掉；

步骤2：把两个光纤固定框架通过背靠背方式、或是N个光纤固定框架通过首尾相接的方式借助于连接件组合为一个整体，N≥2；

步骤3：将光纤缠绕在光纤固定框架上，并使光纤镶嵌在凹槽中；

步骤4：在每个光纤固定框架上通过紧固件固定光纤压块，使光纤压块压紧光纤；

步骤5：将光纤从光纤固定框架结合部剪断；

步骤6：将光纤固定框架组合拆解，并将单个的光纤固定框架固定于自转齿轮2上；

步骤7：将光纤圆弧面镀膜夹具与镀膜机相连；

步骤8：根据镀膜要求，设置镀膜机，在光纤的圆弧面蒸镀膜层。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明所述的夹具在镀膜过程中具有自转和公转结合的运动方式，可以在光纤圆弧面上蒸镀均匀的增透膜，减小光纤对此波段激光的反射；固定光纤过程中，具有应力释放过程，减小了应力对镀膜质量的影响，此夹具还可用于其它柱状体的侧面镀膜。

本发明可以快速、可靠地对光纤圆弧面进行镀膜，并且装卡快速、镀膜质量不受光纤内部应力的影响，能够保证光纤在镀膜时没有内部应力，并保证光纤圆弧面镀膜均匀。

本发明光纤缠绕在光纤固定框架上，可以大批量的完成光纤圆弧面的镀膜，降低了生产成本、提高效率；可在光纤相对的两侧弧面的较大区域内均匀的镀制光学膜层，提高了光纤对半导体激光器的光束整形效率。

附图说明

图1是本发明实施例1的立体结构图；

图2是图1中光纤固定框架的结构图；

图3是光纤固定框架实施例2；

图4是光纤固定框架实施例3；

图中：1、动力盘；2、自转齿轮；3、固定齿盘；4、光纤固定框架；5、光纤压块；6、光纤；7、连接件。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种如图1所示的光纤圆弧面镀膜夹具，包括旋转机构和光纤固定机构，旋转机构包括动力盘1、固定齿盘3和多个自转齿轮2，动力盘1位于固定齿盘3的上方，动力盘1与固定齿盘3的中心线重合，动力盘1的上端与镀膜机的旋转部件连接能在旋转部件的作用下旋转，固定齿盘3的下端固定于镀膜室，多个自转齿轮2位于动力盘1和固定齿盘3之间，并与固定齿盘3啮合，自转齿轮2转动安装在其中心轴上，中心轴的一端与动力盘1固定，另一端固定光纤固定机构。光纤固定机构用于固定光纤，光纤固定机构随自转齿轮2的中心轴自转，并在镀膜机的旋转部件的作用下绕动力盘1的中心线公转，使固定在其上的光纤随之公转和自转，实现在光纤的圆弧面上均匀镀膜。

本发明提供的光纤固定机构的具体实施例如图2所示，包括光纤固定框架4和光纤压块5，光纤压块5通过两端的紧固件将光纤压紧在光纤固定框架4上，光纤可并排放置在光纤固定框架4上，通过光纤压块5，可一次性压紧多根光纤。其中，光纤压块5为长条形，其两端设有螺孔，通过螺栓可与光纤固定框架4上相应的螺孔连接。

在本发明提及的光纤压块5上向光纤固定框架4的一侧设有耐高温橡胶，通过耐高温橡胶，能够压紧光纤，不会损坏光纤。

其中，为了保证压紧的可靠性，光纤压块5为3个，分别位于光纤固定框架4的中间和两端，从三个部位对光纤压紧。

光纤固定框架4上设置有多个凹槽，每个凹槽放置一条光纤。凹槽的槽口和深度的设计，凹槽的深度要小于光纤的直径，需要使光纤放入后，光纤的一部分露出凹槽外，对于不同直径的光纤，其露出的部分多少不同，这样能够避免光纤放入后全面没入凹槽内，以至于光纤压块5起不到压紧的作用。

作为一种优选的技术方案，动力盘1的下表面上设有一圈与自转齿轮2啮合的齿圈,自转齿轮2同时与动力盘1和固定齿盘3啮合，不仅运行稳定，也增加了支撑的可靠性。

其中，自转齿轮2在固定齿盘3的齿圈上均布。

光纤固定框架4为日字形结构，三个横向的连接杆上设有多排凹槽，每一排凹槽内放置一条光纤，这样可同时放置多根光纤。

由于在镀膜时，首先要把光纤固定在光纤固定框架4上，如图1中所示，一次性的对六个光纤固定框架4上的光纤镀膜，这样，可以先用光纤缠绕一个光纤固定框架4，剪断，再布置另一个光纤固定框架4，其效率比较低；因此本发明使用的夹具是在每个光纤固定框架4的四角设有用于把两个光纤固定框架4连接在一起的连接件7，连接件7上有孔，通过螺栓副把两个光纤固定框架4连接在一起，其中连接的方式可以是背靠背连接，如图3所示为实施例3的连接方式的示意图，这种连接方式，光纤可一次性缠绕两个光纤固定框架4，缠绕固定好后，再剪断，再把光纤固定框架4拆解开，大大提高了缠绕的效率；另外，也可以首尾顺次连接，这样的连接可连接多个光纤固定框架4，缠绕时可一次性的缠绕多个光纤固定框架4；另外，还可以连接为如图4所示的实施例3三角形结构的示意图。

其中，本发明夹具材料为不锈钢。

本发明还提供一种光纤圆弧面镀膜夹具的使用方法，包括以下步骤：

步骤1：将光纤表面涂覆层去掉；

步骤2：把两个光纤固定框架通过背靠背方式、或是N个光纤固定框架通过首尾相接的方式借助于连接件7组合为一个整体，N≥2；

步骤3：将光纤缠绕在光纤固定框架上，并使光纤镶嵌在凹槽中；

步骤4：在每个光纤固定框架上通过紧固件固定光纤压块，使光纤压块压紧光纤；

步骤5：将光纤从光纤固定框架结合部剪断；

步骤6：将光纤固定框架组合拆解，并将单个的光纤固定框架固定于自转齿轮上；

步骤7：将光纤圆弧面镀膜夹具与镀膜机相连；

步骤8：根据镀膜要求，设置镀膜机，在光纤的圆弧面蒸镀膜层。

本发明中采用缠绕方式固定于光纤固定框架内，可以大批量的完成光纤侧面的镀膜处理，降低了生产成本；可在光纤相对的两侧较大区域内均匀的镀制光学膜层，提高了光纤对半导体激光器的光束整形效率。

以上对本发明提供的技术方案进行了详细介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可对本发明进行若干改进，这些改进也落入本发明权利要求的保护范围内。