專利名稱：一種大功率光纖傳輸跳線及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖傳輸跳線，尤其涉及一種大功率光纖跳線及其制作方法。
背景技術(shù)：
大功率光纖跳線是用來(lái)做從激光設(shè)備到各種大功率激光運(yùn)用層面的跳接線，有較完善的機(jī)械保護(hù)層，一般用在大功率激光設(shè)備和大功率激光 加工場(chǎng)景之間的連接。此光纖跳線是光纖安全、可靠、簡(jiǎn)捷、活動(dòng)的連接手段，是大功率激光傳輸和運(yùn)用的重要工具之一。而在光纖跳線的實(shí)際應(yīng)用中，大功率激光的引出一直是我國(guó)激光運(yùn)用的瓶頸問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)和工藝條件下，很難通過(guò)簡(jiǎn)單工藝低成本、高效率地解決激光引出的問(wèn)題。國(guó)外通常是采用纖芯鐿摻雜的光子晶體光纖，通過(guò)鐿原子的泵浦能級(jí)躍遷，以及光纖端面鍍LR(低反)膜的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)大功率激光的引出。這種方法的缺點(diǎn)在于而摻鐿光子晶體光纖的生產(chǎn)和原材料成本都較高；而摻鐿光子晶體光纖的生產(chǎn)加工工藝復(fù)雜，國(guó)內(nèi)由于光纖的生產(chǎn)工藝達(dá)不到技術(shù)要求，現(xiàn)階段還不能生產(chǎn)出適用的摻鐿光子晶體光纖，如果采用這種方式實(shí)現(xiàn)大功率激光的引出的話，需要依賴進(jìn)口。同時(shí)由于大功率半導(dǎo)體激光器的生產(chǎn)成本較高，技術(shù)含量很高，運(yùn)用環(huán)境要求苛刻，也限制了摻鐿光子晶體光纖的大規(guī)模運(yùn)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要使用摻雜鐿的纖芯就能實(shí)現(xiàn)大功率激光引出的激光跳線以及這種激光跳線的制作方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種大功率光纖跳線，包括線體和接頭，所述接頭安裝在線體的兩端，所述跳線包括由纖芯和包層構(gòu)成的芯包結(jié)構(gòu)層以及外層起保護(hù)作用的金屬軟管，其特征在于(a)所述的纖芯由純度不小于99. 999%的二氧化硅材料制成；(b)所述的包層由折射率不大于O. 40的塑料基底材料制成；(C)所述纖芯的端面為一斜面且表面鍍膜，所述鍍膜材料為折射率和熱膨脹系數(shù)與纖芯的折射率和熱膨脹系數(shù)一致的光學(xué)晶體；(d)所述纖芯的直徑在200-400 μ m之間，所述光纖緊包直徑不大于1mm。所述纖芯的端面與豎直面的夾角為斜8°角。所述鍍膜材料為二氧化硅、三氧化二鋁、BLC晶體中的任意一種。所述接頭由過(guò)盈配合的藍(lán)寶石環(huán)和銅套管組成，所述藍(lán)寶石環(huán)安裝在所述銅套管的內(nèi)部，所述光纖纖芯的端頭安裝在所述藍(lán)寶石環(huán)內(nèi)且與所述藍(lán)寶石環(huán)過(guò)盈配合。一種加工權(quán)利要求1所述大功率光纖跳線的加工方法，其特征是所述的加工方法包含如下步驟I)剝離-將光纖纖芯從外保護(hù)層中剝離出合適的長(zhǎng)度；2)研磨-將纖芯端面研磨成與豎直面的夾角為斜8°角且表面起伏不大于3μπι的斜面；5)檢測(cè)-采用干涉儀進(jìn)行檢測(cè)纖芯端面起伏度；6)鍍膜-鍍膜環(huán)境溫度200 300°C，充氧10 30sCCm，背景真空不大于O. 05Pa ;在上述鍍膜環(huán)境下采用物理汽相沉積方式沉積1. 5 4分鐘；7)檢測(cè)-采用連續(xù)光不小于100W共20秒及脈沖光不小于10W/0. 5秒，在無(wú)塵環(huán)境下對(duì)光纖的大光功率通過(guò)性進(jìn)行實(shí)檢，檢測(cè)完成后在200倍以上顯微鏡中觀察光纖端面的完整性，不合格產(chǎn)品返回重新研磨，合格的產(chǎn)品密封保存；8)組裝-將合格的產(chǎn)品與權(quán)利要求1中所述的接頭進(jìn)行組裝。為達(dá)到最好的鍍膜效果，所述的鍍膜環(huán)境可以設(shè)定為溫度250°C，充氧20sCCm，背景真空O. 002Pa。 同樣地，為達(dá)到最優(yōu)的檢測(cè)效果，所述的檢測(cè)步驟采用連續(xù)光100W共20秒及脈沖光10W/0. 5秒進(jìn)行檢測(cè)。所述的步驟2包括如下步驟21)粗磨-采用研磨顆粒直徑為50 μ m的研磨紙進(jìn)行粗磨；22)細(xì)磨-采用研磨顆粒的直徑介于50 μ m與I μ m之間的研磨紙進(jìn)行細(xì)磨；23)精磨-采用研磨顆粒的直徑為I μ m的研磨紙進(jìn)行精磨，并且將纖芯端面研磨成與豎直面夾角為斜8°角且表面起伏不大于3μπι的斜面。本發(fā)明的有益之處在于1.制作簡(jiǎn)單，不需要采用特定的進(jìn)口的纖芯鐿摻雜的光子晶體光纖，成本低廉；2.工藝簡(jiǎn)單，本發(fā)明所述的加工方法在國(guó)內(nèi)就可以實(shí)現(xiàn)；3.能夠顯著提高在能量密度不超過(guò)200W/MM2的大功率激光運(yùn)用條件下傳輸光纖的使用壽命。
圖1為本發(fā)明所述的光纖跳線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的局部剖視圖；圖3為圖2的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。如圖1至圖3所示的大功率光纖跳線，包括線體I和接頭2，接頭2安裝在線體I的兩端，線體I包括由纖芯和包層構(gòu)成的纖芯11以及外層起保護(hù)作用的金屬軟管。其中纖芯由純度不小于99. 999%的二氧化硅材料制成；包層由折射率不大于O. 40的塑料基底材料制成，以保證光纖數(shù)值孔徑不小于O. 37 ;纖芯11的端面12為與豎直面的夾角為斜8°角(即與纖芯軸線所在的水平面的夾角a為92° )的斜面且表面鍍膜，鍍膜材料為折射率和熱膨脹系數(shù)與纖芯的折射率和熱膨脹系數(shù)一致的光學(xué)晶體材料；纖芯的直徑為200或400 μ m,光纖緊包直徑為1. 0mm。接頭2由過(guò)盈配合的藍(lán)寶石環(huán)21和銅套管22組成，藍(lán)寶石環(huán)21安裝在銅套管22的內(nèi)部，光纖纖芯22的端頭安裝在藍(lán)寶石環(huán)21內(nèi)且與藍(lán)寶石環(huán)21過(guò)盈配合。上述大功率光纖跳線可以的加工方法包含如下步驟I)剝離-將光纖纖芯從外保護(hù)層中剝離出合適的長(zhǎng)度；
2)研磨21)粗磨-采用研磨顆粒直徑為50 μ m的研磨紙進(jìn)行粗磨；22)細(xì)磨-采用研磨顆粒的直徑介于50 μ m與I μ m之間的研磨紙進(jìn)行細(xì)磨；23)精磨-采用研磨顆粒的直徑為I μ m的研磨紙進(jìn)行精磨，并且將纖芯端面研磨成與豎直面的夾角為斜8°角且表面起伏不大于3μπι的斜面。5)檢測(cè)-采用干涉儀進(jìn)行檢測(cè)纖芯端面起伏度；6)鍍膜-鍍膜環(huán)境溫度250°C，充氧20sCCm，背景真空O. 002Pa ;在上述鍍膜環(huán)境下采用物理汽相沉積方式沉積1. 5 4分鐘；7)檢測(cè)-采用連續(xù)光100W共20秒及脈沖光10W/0. 5秒，在無(wú)塵環(huán)境下對(duì)光纖的大光功率通過(guò)性進(jìn)行實(shí)檢，檢測(cè)完成后在200倍以上顯微鏡中觀察光纖端面的完整性，不合格產(chǎn)品返回重新研磨，合格的產(chǎn)品密封保存；8)組裝-將合格的產(chǎn)品與權(quán)利要求1中的接頭進(jìn)行組裝。以上實(shí)施例是供理解本發(fā)明之用，并非是對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在權(quán)利要求所述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可 以做出多種變化或變型，例如本發(fā)明的鍍膜材料可以為二氧化硅、三氧化二鋁、BLC晶體或其他具有符合要求的光學(xué)晶體中的任意一種，這些變化或變型應(yīng)當(dāng)理解為仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種大功率光纖跳線，包括線體和接頭，所述接頭安裝在線體的兩端，所述線體包括由纖芯和包層構(gòu)成的芯包結(jié)構(gòu)層以及外層起保護(hù)作用的金屬軟管，其特征在于 (a)所述的纖芯由純度不小于99.999%的二氧化硅材料制成； (b)所述的包層由折射率不大于O.40的塑料基底材料制成； (c)所述纖芯的端面為一斜面且表面鍍膜，所述鍍膜材料為折射率和熱膨脹系數(shù)與纖芯的折射率和熱膨脹系數(shù)一致的光學(xué)晶體； (d)所述纖芯的直徑在200-400μ m之間，所述光纖緊包直徑不大于1_。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率光纖跳線，其特征是所述纖芯的端面與豎直面的夾角為斜8°角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率光纖跳線，其特征是所述鍍膜材料為二氧化硅、三氧化二鋁、BLC晶體中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的大功率光纖跳線，其特征是所述接頭由過(guò)盈配合的藍(lán)寶石環(huán)和銅套管組成，所述藍(lán)寶石環(huán)安裝在所述銅套管的內(nèi)部，所述光纖纖芯的端頭安裝在所述藍(lán)寶石環(huán)內(nèi)且與所述藍(lán)寶石環(huán)過(guò)盈配合。
5.—種加工權(quán)利要求1所述大功率光纖跳線的加工方法，其特征是所述的加工方法包含如下步驟 1)剝離-將光纖纖芯從外保護(hù)層中剝離出合適的長(zhǎng)度； 2)研磨-將纖芯端面研磨成與豎直面的夾角為斜8°角且表面起伏不大于3μπι的斜面； 3)檢測(cè)-采用干涉儀進(jìn)行檢測(cè)纖芯端面起伏度； 4)鍍膜-鍍膜環(huán)境溫度200 300°C，充氧10 30SCCm，背景真空不大于O.05Pa ;在上述鍍膜環(huán)境下采用物理汽相沉積方式沉積1. 5 4分鐘； 5)檢測(cè)-采用連續(xù)光不小于100W共20秒及脈沖光不小于10W/0.5秒，在無(wú)塵環(huán)境下對(duì)光纖的大光功率通過(guò)性進(jìn)行實(shí)檢，檢測(cè)完成后在200倍以上顯微鏡中觀察光纖端面的完整性，不合格產(chǎn)品返回重新研磨，合格的產(chǎn)品密封保存； 6)組裝-將合格的產(chǎn)品與權(quán)利要求1中所述的接頭進(jìn)行組裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率光纖跳線的加工方法，其特征是所述的鍍膜環(huán)境為溫度250°C，充氧20SCCm，背景真空O. 002Pa ;在上述鍍膜環(huán)境下采用物理汽相沉積方式沉積1. 5 4分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的大功率光纖跳線的加工方法，其特征是所述的檢測(cè)步驟采用連續(xù)光100W共20秒及脈沖光10W/0. 5秒進(jìn)行檢測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7任意一項(xiàng)所述的大功率光纖跳線的加工方法，其特征是所述的步驟2包括如下步驟 21)粗磨-采用研磨顆粒直徑為50μ m的研磨紙進(jìn)行粗磨； 22)細(xì)磨-采用研磨顆粒的直徑介于50μ m與I μ m之間的研磨紙進(jìn)行細(xì)磨； 23)精磨-采用研磨顆粒的直徑為Iμ m的研磨紙進(jìn)行精磨，并且將纖芯端面研磨成與豎直面的夾角為斜8°角且表面起伏不大于3μπι的斜面。
全文摘要
一種大功率光纖跳線，包括線體和接頭，所述接頭安裝在線體的兩端，所述線體包括由纖芯和包層構(gòu)成的芯包結(jié)構(gòu)層，以及外層起保護(hù)作用的金屬軟管。所述光纖纖芯外包裹著包層，纖芯的端面為一斜面且表面鍍膜，所述鍍膜材料的折射率和熱膨脹系數(shù)與纖芯的折射率和熱膨脹系數(shù)一致；制作這種光纖跳線的工藝過(guò)程包括1)剝離、2)研磨、3)檢測(cè)、4)鍍膜、5)檢測(cè)和6)組裝。這種光纖跳線能夠顯著提高在能量密度不超過(guò)200W/MM2的大功率激光運(yùn)用條件下傳輸光纖的使用壽命，并且工藝簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，適宜大規(guī)模推廣。
文檔編號(hào)G02B6/38GK102998752SQ20111027644
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者羅煒 申請(qǐng)人:羅煒