本实用新型涉及一种用于泵浦增益一体化光纤预制棒径向定位夹具，属于高功率光纤传输技术领域。
背景技术：
泵浦增益一体化光纤用于高功率光纤激光器中，由一根或多根泵浦纤和一根信号纤构成，泵浦纤是无源光纤，为圆形结构；信号纤为有源光纤，可以是圆形结构或者非圆形结构，一般采用八边形结构。通过旋转拉丝的特殊工艺使得泵浦纤和信号纤绞合形成物理贴合效果，因此泵浦增益一体化光纤预制棒中有源棒和无源棒的间距及二者相对旋转中心的定位就显得尤为重要。泵浦增益一体化光纤与传统双包层光纤相比，泵浦增益一体化光纤中泵浦光和信号光有各自独立通道，具有结构紧凑、泵源分流、散热效果好等优势，在光纤激光、工业加工等方面具有广泛应用。
泵浦增益一体化光纤是一种基于倏逝场耦合的光纤，将泵浦光从有源光纤侧面的无源光纤注入，泵浦光在传播过程中逐渐耦合到有源光纤中去。与常规双包层泵浦光纤不同的是，有源光纤的内包层有一根与之保持光学接触的无芯多模无源光纤。泵浦光首先是被注入到无源光纤中，随着光纤长度增加，泵浦光逐渐被耦合到有源光纤中去，并最终被有源光纤的纤芯所吸收。
光纤预制棒在拉丝前，为便于夹持，通常会在预制棒尾端接续一根石英把手棒；而对于泵浦增益一体化光纤，把手棒的接续不仅起到方便夹持的作用，还起到了实现泵浦增益一体化光纤的有源棒和无源棒的同步拉丝及光学接触。因此，设计合适的夹具实现上述有源棒与无源棒之间的间距及二者相对旋转中心的精确定位就显得尤为重要。泵浦增益一体化光纤预制棒中圆柱形无源预制棒和八边形有源预制棒之间的间距直接影响到光纤拉丝后无源光纤和有源光纤的贴合度，如泵浦增益一体化光纤预制棒中圆柱形无源预制棒和八边形有源预制棒间距过大，拉丝时泵浦增益一体化光纤尺寸会偏大，导致光纤会卡在拉丝模具上，无法正常进行工序生产；如泵浦增益一体化光纤预制棒中圆柱形无源预制棒和八边形有源预制棒间距过小，拉丝后无源光纤和有源光纤贴合太紧密，甚至光纤石英包层相互熔融粘合，会导致泵浦增益一体化光纤在使用过程中无源光纤和有源光纤无法分离，影响泵浦增益一体化光纤正常使用。另泵浦增益一体化光纤预制棒中圆柱形无源预制棒和八边形有源预制棒定位是否中心则会影响整根泵浦增益一体化光纤芯层和包层的同心度，同心度的好坏会直接影响光纤的物理机械性能，同心度偏差过大，光纤内应力也会随之增大，导致光纤易断无法使用。因此泵浦增益一体化光纤预制棒旋转夹具所提供的有源棒与无源棒的间距及二者相对旋转中心的精确定位就显得非常必要。
目前实现泵浦增益一体化光纤预制棒径向定位的方法主要是：人工手动控制泵浦增益一体化光纤预制棒制作，该方法优点是对设备要求低，简单易学；缺点是操作过程中人为因素影响较大，无法确保每次泵浦增益一体化光纤预制棒制作工艺的稳定性和工艺过程中对有源棒与无源棒的间距及二者相对旋转中心的定位，以至于产品的成品率低。
本实用新型涉及的泵浦增益一体化光纤预制棒径向定位夹具，用于泵浦增益一体化光纤预制棒接棒工序，通过采用泵浦增益一体化光纤预制棒径向定位夹具，对泵浦增益一体化光纤预制棒的无源棒和有源棒进行事先固定，确保有源棒与无源棒的间距及二者相对旋转中心的定位，减少人为因素的影响，达到稳定提高产品性能及成品率的效果。
技术实现要素：
基于人工手动控制泵浦增益一体化光纤预制棒制作中，由于人工手动控制所产生的有源棒与无源棒的间距及二者相对旋转中心的定位的不准确及不稳定性，导致后续泵浦增益一体化光纤预制棒拉丝工序无法正常进行或光纤尺寸、物理机械性能不达标等问题，本实用新型的目的在于解决现有技术中存在的上述问题，提供一种可控的泵浦增益一体化光纤预制棒径向定位夹具。
本实用新型通过模具结构及预制棒固定装置设计，及模具开槽角度设计，实现泵浦增益一体化光纤预制棒的精确定位，其中有源棒与无源棒之间间距波动范围为0～0.2mm，有源棒和无源棒相对旋转中心偏心距差值波动范围为0～0.2mm。
本实用新型提供了一种用于泵浦增益一体化光纤预制棒径向定位夹具，该夹具包括：包括双芯V槽夹具和紧固装置，所述双芯V槽夹具包括夹持段、圆柱形光纤预制棒V槽(简称“圆柱棒V槽”)和八边形光纤预制棒V槽(简称“八边形棒V槽”)，所述圆柱棒V槽和八边形棒V槽分别与所述紧固装置配合夹持光纤预制棒，并使所夹持光纤预制棒轴心相对于夹持段轴心对称。
进一步的，所述泵浦增益一体化光纤预制棒径向定位夹具中的双芯V槽夹具包含一个与八边形有源棒棱角尺寸匹配的V形槽以及另一个用于装夹圆柱棒的V形槽，八边形棒V槽两边夹角为135°，所述圆柱棒V槽(8)和八边形棒V槽(9)尺寸根据被夹持光纤预制棒间距要求进行匹配，满足：d+r/sin(θ/2)＝D/2+r；
式中，d:圆柱V槽根部距旋转中心的距离；
r：圆柱棒半径；
θ:圆柱棒V槽开口角度；
D：光纤预制棒间距。
优选的，所述圆柱棒V槽(8)和八边形棒V槽(9)所夹持的光纤预制棒间距范围为0～3mm。
进一步的，所述的紧固装置包括两个固定槽、两个V形压块及压紧螺钉，所述两个V形压块分别放置在两个固定槽中，两个固定槽安装在双芯V槽夹具两侧，压紧螺钉贯穿安装于固定槽上，通过所述压紧螺钉推动两个V形压块配合所述双芯V槽夹具压紧被夹持的光纤预制棒。
所述泵浦增益一体化光纤预制棒径向定位夹具采用泵浦增益一体化光纤预制棒制作前提前定位固定的方式，可与玻璃灯工车床配合使用，双芯V槽夹具的结构将有源棒和无源棒定位，固定槽和压紧螺钉带动V形压块将有源棒和无源棒固定位置，通过玻璃灯工车床完成泵浦增益一体化光纤预制棒制作工序。
本实用新型获得的有益效果为：
本实用新型所述的泵浦增益一体化光纤预制棒径向定位夹具可实现有源棒与无源棒的间距稳定及二者相对旋转中心的准确定位，减少人为因素的影响，达到稳定提高产品性能及成品率的效果。经试验验证，采用本实用新型所述泵浦增益一体化光纤预制棒径向定位夹具后，有源棒与无源棒之间间距波动范围为0～0.2mm，有源棒和无源棒相对旋转中心偏心距差值波动范围为0～0.2mm，两个波动范围较使用该夹具前降低了50％，且泵浦增益一体化光纤的双芯剥离度及物理机械性能均匀可控，与未采用该夹具时的泵浦增益一体化光纤相比，采用该装置后的泵浦增益一体化光纤的一次成品率提高了30％以上，原工序制作时间为3小时，使用该夹具后工序制作时间为1～1.5小时，工作效率提高了50％以上。
附图说明
图1是本实用新型的整体示意图。
图2是本实用新型的侧向装配完成示意图。
图3是本实用新型的双芯V槽夹具结构图。
图4是本实用新型的设计原理图。
图5是本实用新型的设计原理图。
图6是本实用新型的设计原理图。
其中：1为双芯V槽夹具，2为固定槽，3为V形压块，4为压紧螺钉，5为被夹持件圆柱棒，6为被夹持件八边形棒，7为夹持段，8为圆柱棒V槽，9为八边形棒V槽。
具体实施方式
本实用新型提供的用于泵浦增益一体化光纤预制棒径向定位夹具，其整体装配如图1所示，包括：双芯V槽夹具1、固定槽2、V形压块3、压紧螺钉4以及被夹持件圆柱棒5和八边形棒6。双芯V槽夹具1的结构如图3所示，包含3个主要特征：圆柱夹持段7，圆柱棒V槽8和八边形棒V槽9。圆柱夹持段7用于在制作过程中该夹具和机床主轴的夹持定位，根据八边形棒侧面间夹角为135°，将八边形棒V槽9的V形开口角度设计为135°，因此八边形棒V槽9可用于八边形棒6的定位。如图4所示，根据工艺需要，可以使八边形棒V槽9根部相对圆柱夹持段7的轴线偏移距离e。同时，为保证圆柱棒轴心和八边形棒轴心相对圆柱夹持段7轴心的对称性，设计计算圆柱棒V槽8的根部位置以及V槽开口角度，使圆柱棒在安装后其最内侧也相对圆柱夹持段7轴线偏移距离e，此时圆柱棒V槽8可用于圆柱棒5的定位。因为所采用的八边形棒6其横截面外接圆大小与圆柱棒5横截面圆大小相同，该定位设计可以使圆柱棒中心和八边形棒中心相对圆柱夹持段7轴心的距离相同，如图5、6所示。
在装配过程中，先将V形压块3放入两个固定槽2中，再将两个固定槽2安装在双芯V槽夹具1上。圆柱棒5以及八边形棒6置于固定槽2和双芯V槽夹具之间，通过压紧螺钉4推动两个固定槽2将V形压块3压紧贴合于圆柱棒5和八边形棒6上，完成夹具装配。装配侧向完成图如图2所示。
在制作过程中，玻璃灯工车床主轴夹持着圆柱夹持段7带动整个夹具旋转，该定位设计可以保证在制作过程中圆柱棒5的轴心和八边形棒6的轴心相对旋转轴心的对称性。
本实用新型不仅局限于上述具体实施方式，本领域一般技术人员根据本实用新型公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本实用新型，因本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定。