一種光纖熔接的方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種光纖熔接的方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的光纖熔接技術(shù)是利用電極放電產(chǎn)生的高溫將兩根光纖斷面融化，然后進(jìn)行熔接。此種方式的缺點(diǎn)是放電電弧的寬度和溫度很難精準(zhǔn)控制，又很容易受到外界干擾，容易發(fā)生熔接質(zhì)量不穩(wěn)定的情況。由于是高壓放電，放電電路產(chǎn)生的強(qiáng)干擾很難完全屏蔽，會(huì)影響其他電路正常工作，經(jīng)常會(huì)遇到設(shè)備失靈的情況。目前，高稀土摻雜的特種光纖應(yīng)用得到很大發(fā)展。但高稀土摻雜的光纖在模場(chǎng)、熔融溫度和光學(xué)特性上與普通光纖相比有很多不同。如何將不同模場(chǎng)，不同熔融溫度和不同光學(xué)特性的光纖熔接在一起是一個(gè)難題。要實(shí)現(xiàn)這種熔接需要將兩種光纖的斷面同時(shí)置于不同溫度場(chǎng)強(qiáng)度的環(huán)境中。然而，要同時(shí)對(duì)加熱區(qū)進(jìn)行兩種溫度的控制，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同熔融溫度，不同模場(chǎng)直徑光纖的熔接具有相當(dāng)大的難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種光纖熔接的方法及其裝置。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種光纖熔接的方法，其特征在于步驟如下:
[0005]步驟一、將待熔接的兩段光纖固定，兩段光纖分別是光纖一和光纖二；
[0006]步驟二、使用分光鏡將激光發(fā)射器發(fā)射出的激光束分成兩束，光束一和光束二；
[0007]步驟三、在光束一的路徑上設(shè)置第一全反射鏡，在光束二的路徑上設(shè)置第二全反射鏡，調(diào)整第一全反射鏡和第二全反射鏡的位置，使光束一最終落在光纖一的斷面上，使光束二最終落在光纖二的斷面上；
[0008]步驟四、在分光鏡和第一全反射鏡之間設(shè)置第一準(zhǔn)直透鏡和第一擴(kuò)束透鏡，在第一全反射鏡與帶狀光纖之間設(shè)置第一場(chǎng)鏡，使光束一最終聚成一點(diǎn)；在分光鏡和第二全反射鏡之間設(shè)置第二準(zhǔn)直透鏡和第二擴(kuò)束透鏡，在第二全反射鏡與帶狀光纖之間設(shè)置第二場(chǎng)鏡，使光束二最終聚焦于一點(diǎn)；
[0009]步驟五、再次調(diào)整第一全反射鏡和第二全反射鏡的位置，并同時(shí)調(diào)整第一場(chǎng)鏡和第二場(chǎng)鏡的位置，使經(jīng)過聚焦后的光束一的光斑落在光纖一的斷面，使光束二的光斑落在光纖二的斷面上；
[0010]步驟七、熔接時(shí)，當(dāng)光纖一和光纖二材質(zhì)相同且直徑大小一致時(shí)，將光纖一和光纖二的斷面對(duì)齊并接觸，開啟激光發(fā)射器并調(diào)整第一全反射鏡和第二全反射鏡的位置使光束一和光束二最終聚焦于光纖一和光纖二的接觸點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)熔接操作。
[0011]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟七為:熔接時(shí)，當(dāng)光纖一和光纖二由不同的材質(zhì)的材料制作時(shí)或光纖一和光纖二的直徑大小不相同時(shí)，移動(dòng)光纖一和光纖二使兩個(gè)斷面不接觸，開啟激光發(fā)射器并緩慢移動(dòng)光纖一和光纖二，使二者最終接觸，實(shí)現(xiàn)熔接，同時(shí)同步調(diào)整第一全反射鏡、第二全反射鏡第一場(chǎng)鏡和第二場(chǎng)鏡的位置，保持光束一和光束二始終聚焦在光纖一和光纖二的斷面上。
[0012]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟五和步驟七之間還有步驟六，步驟六為:調(diào)整第一場(chǎng)鏡與光纖一斷面之間的距離，使光纖一的斷面處于光束的聚焦前光斑能量區(qū)、聚焦光斑能量區(qū)或聚焦后光斑能量區(qū)中；調(diào)整第二場(chǎng)鏡與光纖二斷面之間的距離，使光纖二的斷面處于光束的聚焦前光斑能量區(qū)、聚焦光斑能量區(qū)或聚焦后光斑能量區(qū)中。
[0013]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟七中，在打開激光發(fā)射器后，調(diào)節(jié)第一場(chǎng)鏡和第二場(chǎng)鏡使光纖一和光纖二均處于聚焦光斑能量區(qū)中，待光纖一與光纖二接觸后，調(diào)節(jié)第一場(chǎng)鏡和第二場(chǎng)鏡使光纖一和光纖二處于聚焦前光斑能量區(qū)或聚焦后光斑能量區(qū)中。
[0014]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟四中，在第一全反射鏡與第一場(chǎng)鏡之間還設(shè)置有第一二次全反射鏡，在第二全反射鏡與第二場(chǎng)鏡之間還設(shè)置有第二二次全反射鏡，通過第一全反射鏡、第一二次全反射鏡、第二全反射鏡和第二二次全反射鏡的反射，光束一與光束二最終相互平行且方向相反。
[0015]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，激光發(fā)射器為二氧化氮激光發(fā)射器或二氧化碳激光發(fā)射器。
[0016]本發(fā)明還提供一種光纖熔接裝置，包括光纖固定裝置和激光發(fā)射器，其特征在于:還包括分光鏡、第一全反射鏡和第二全反射鏡，第一全反射鏡和第二全反射鏡分別設(shè)置在由分光鏡射出兩束激光的光路路徑上，在分光鏡和第一全反射鏡之間設(shè)置有第一準(zhǔn)直透鏡和第一擴(kuò)束透鏡，第一準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在分光鏡和第一擴(kuò)束透鏡之間，在第一全反射鏡與待熔接光纖之間設(shè)置有第一場(chǎng)鏡，在分光鏡和第二全反射鏡之間設(shè)置有第二準(zhǔn)直透鏡和第二擴(kuò)束透鏡，第二準(zhǔn)直透鏡設(shè)置在分光鏡和第二擴(kuò)束透鏡之間，在第二全反射鏡與待熔接光纖之間設(shè)置有第二場(chǎng)鏡，在第一全反射鏡與第一場(chǎng)鏡之間還設(shè)置有第一二次全反射鏡，在第二全反射鏡與第二場(chǎng)鏡之間還設(shè)置有第二二次全反射鏡，通過第一全反射鏡、第一二次全反射鏡、第二全反射鏡和第二二次全反射鏡的反射，由分光鏡分出的兩束激光最終相互平行且方向相反。
[0017]作為對(duì)上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括圖像采集裝置，所述圖像采集裝置包括第一圖像采集探頭、第二圖像采集探頭、第一 LED光源和第二 LED光源，所述第一圖像采集探頭與第一 LED光源對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述第二圖像采集探頭和第二 LED光源對(duì)應(yīng)設(shè)置，第一圖像采集探頭和第二圖像采集探頭分別指向待焊接的兩個(gè)光纖的端部，第一圖像采集探頭的鏡頭方向與第二圖像采集探頭的鏡頭方向互成90°夾角。
[0018]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明通過將一束激光分成兩束后分別對(duì)兩個(gè)光纖的斷面進(jìn)行加熱，解決了不同材質(zhì)和不同直徑的光纖的熔接問題，同時(shí)兩束激光又可匯聚于同一區(qū)域，使得熔融區(qū)的熱場(chǎng)溫度均勻、穩(wěn)定，通過本發(fā)明可以大大提高光纖熔接的穩(wěn)定性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了不同熱力學(xué)特性與不同模場(chǎng)直徑光纖的高效熔接。
【附圖說明】
[0019]圖1是光纖熔接裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是光纖熔接裝置的正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖3是實(shí)施例1的熔接示意圖。
[0022]圖4是實(shí)施例2的熔接示意圖。
[0023]圖5是激光束能量分布示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0025]實(shí)施例1
[0026]—種光纖熔接的方法，其特征在于步驟如下:
[0027]步驟一、將待熔接的兩段光纖固定，兩段光纖分別是光纖一81和光纖二 82;
[0028]步驟二、使用分光鏡2將激光發(fā)射器I發(fā)射出的激光束分成兩束，光束一11和光束二 12;
[0029]步驟三、在光束一11的路徑上設(shè)置第一全反射鏡51，在光束二 12的路徑上設(shè)置第二全反射鏡52，調(diào)整第一全反射鏡51和第二全反射鏡52的位置，使光束一11最終落在光纖一81的斷面上，使光束二 12最終落在光纖二 82的斷面上；
[0030]步驟四、在分光鏡2和第一全反射鏡51之間設(shè)置第一準(zhǔn)直透鏡31和第一擴(kuò)束透鏡41，在第一全反射鏡51與帶狀光纖之間設(shè)置第一場(chǎng)鏡71，使光束一 11最終聚成一點(diǎn);在分光鏡2和第二全反射鏡52之間設(shè)置第二準(zhǔn)直透鏡32和第二擴(kuò)束透鏡42，在第二全反射鏡52與帶狀光纖之間設(shè)置第二場(chǎng)鏡72，使光束二 12最終聚焦于一點(diǎn)；在第一全反射鏡51與第一場(chǎng)鏡71之間還設(shè)置有第一二次全反射鏡61，在第二全反射鏡52與第二場(chǎng)鏡72之間還設(shè)置有第二二次全反射鏡62，通過第一全反射鏡51、第一二次全反射鏡61、第二全反射鏡52和第二二次全反射鏡62的反射，光束一11與光束二12最終相互平行且方向相反。
[0031]步驟五、再次調(diào)整第一全反射鏡51和第二全反射鏡52的位置，并同時(shí)調(diào)整第一場(chǎng)鏡71和第二場(chǎng)鏡72的位置，使經(jīng)過聚焦后的光束一 11的光斑落在光纖一81的斷面，使光束二12的光斑落在光纖二 82的斷面上；
[0032]步驟六、調(diào)整第一場(chǎng)鏡71與光纖一 81斷面之間的距離，使光纖一 81的斷面處于光束的聚焦前光斑能量區(qū)102、聚焦光斑能量區(qū)101或聚焦后光斑能量區(qū)103中；調(diào)整第二場(chǎng)鏡72與光纖二 82斷面之間的距離，使光纖二 82的斷面處于光束的聚焦前光斑能量區(qū)102、聚焦光斑能量區(qū)101或聚焦后光斑能量區(qū)103中。根據(jù)附圖所示，激光的聚焦光斑能量區(qū)101能量最集中，溫度最高，聚焦前光斑能量區(qū)102和聚焦后光斑能量區(qū)103的能量較為分散，溫度也較低，通過調(diào)節(jié)第一場(chǎng)鏡71與光纖一 81斷面之間的距離或第二場(chǎng)鏡72與光纖二 82斷面之間的距離，能夠使兩束光纖處于不同的溫度中，實(shí)現(xiàn)在不同的溫區(qū)之間切換
[0033]步驟七、熔接時(shí)，當(dāng)光纖一 81和光纖二 82材質(zhì)相同且直徑大小一致時(shí)，將光纖一 81和光纖二 82的斷面對(duì)齊并接觸，開啟激光發(fā)射器I并調(diào)整第一全反射鏡51和第二全反射鏡52的位置使光束一 11和光束二 12最終聚焦于光纖一81和光纖