本發明是一種光纖表面加工裝置，涉及光纖激光器件制造技術領域，特別是涉及一種用于制造包層功率濾除器的光纖表面加工裝置。

背景技術：

包層功率濾除裝置是光纖激光器中的重要組成部分，通過在光纖激光器輸出端和光纖激光放大系統輸入端之前將光纖包層中的泵浦光和激光濾除，提高光纖激光器的運轉安全性，包層功率濾除裝置是保證激光器安全穩定運行和激光輸出質量的重要器件。

現有的技術和方法是通過涂敷光學膠，或者腐蝕光纖表面，使包層中的泵浦光或者激光因為折射率變化或者全反射條件的破壞而泄露，但是由于光學膠對于泵浦光和激光的吸收，以及光學膠本身熱傳導系數低，造成了光學膠層中的光熱能聚集，易造成光學膠的老化和不穩定；腐蝕光纖表面無法精確控制處理過程，同時會對光纖自身強度造成影響，影響器件安全性及系統穩定性，同時對于包層功率濾除器的制造還沒有專用設備，因此引入離子束刻蝕技術，利用經過加速、集束后的離子束，通過微觀的機械撞擊能量來加工光纖，加工后的光纖整體呈錐體，外表面布滿符合使用要求的微型的導光槽，可以根據實際情況，做到定點定量定型加工，此裝置加工加工精度高，污染少，加工應力、熱變形等極小，最大程度保留材料自身的均勻性、完整性。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種光纖表面加工裝置，用于制造包層功率濾除器，以克服現有制備技術的不足。

一種光纖表面加工裝置，包括工作臺10，其特征在于，在工作臺10上設有顯微成像裝置1、離子刻蝕裝置3、石墨熔融裝置5、第一光纖固定夾71具和第二光纖固定夾具72，其中，在工作臺10上縱向設有離子刻蝕裝置的軌道4和石墨熔融裝置的軌道6，離子刻蝕裝置的軌道4和石墨熔融裝置的軌道6是平行的；在離子刻蝕裝置的軌道4的兩端分別安裝第一光纖固定夾71具和第二光纖固定 夾具72，在離子刻蝕裝置的軌道4上有離子刻蝕移動裝置41，離子刻蝕移動裝置41上固定安裝有離子刻蝕裝置3；在石墨熔融裝置的軌道6上有石墨熔融移動裝置61，在石墨熔融移動裝置61上固定安裝有石墨熔融裝置5；在工作臺10上、在離子刻蝕裝置的軌道4和石墨熔融裝置的軌道6的一側固定安裝有顯微成像運動裝置2，顯微成像運動裝置2呈倒“l”形，包括柱形部分和橫梁部分，在顯微成像運動裝置2的柱形部分內側和橫梁部分下表上面有軌道21，顯微成像裝置1在顯微成像運動裝置2的柱形部分內側和橫梁部分下表的軌道21上移動；第一光纖固定夾71具和第二光纖固定夾具72用于固定待加工的雙包層光纖8。

其中第一光纖固定夾71具和第二光纖固定夾具72能使光纖在垂直方向上的位置進行微調，第一光纖固定夾71具和第二光纖固定夾具72能使雙包層光纖8轉動。

其中石墨熔融裝置的軌道6在離子刻蝕裝置的軌道4兩條軌道內側。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：通過離子刻蝕技術對光纖進行整體形狀的加工及對光纖表面進行定點定型定量的刻蝕加工，使光纖整體形狀改變同時光纖外表面布滿特定形狀的微型導光槽，加工出的包層功率濾除部分可以避免因加工應力、機械損傷，加工污染帶來的隱患，同時保留了材料整體的均勻性和完整性，利用材料自身的物化性質，提高包層功率濾除器在高功率、高溫情況下的穩定性和安全性。

附圖說明

圖1、為本發明左等軸示意圖；

圖2、為本發明右等軸示意圖；

圖3、為本發明俯視圖；

圖4、為本發明正視圖。

附圖中的標記為：顯微成像裝置1，顯微成像裝置運動裝置2，顯微成像裝置軌道21，離子刻蝕裝置3，離子刻蝕移動裝置41，離子刻蝕裝置軌道4，石墨熔融裝置5，石墨熔融移動裝置61，石墨熔融裝置軌道6，第一光纖固定夾具 71，第二光纖固定夾具72，雙包層光纖8，去除外包層和涂敷層的光纖9，工作臺10。

具體實施方式

一種光纖表面加工裝置，包括工作臺10，其特征在于，在工作臺10上設有顯微成像裝置1、離子刻蝕裝置3、石墨熔融裝置5、第一光纖固定夾71具和第二光纖固定夾具72，其中，在工作臺10上縱向設有離子刻蝕裝置的軌道4和石墨熔融裝置的軌道6，離子刻蝕裝置的軌道4和石墨熔融裝置的軌道6是平行的；在離子刻蝕裝置的軌道4的兩端分別安裝第一光纖固定夾71具和第二光纖固定夾具72，在離子刻蝕裝置的軌道4上有離子刻蝕移動裝置41，離子刻蝕移動裝置41上固定安裝有離子刻蝕裝置3；在石墨熔融裝置的軌道6上有石墨熔融移動裝置61，在石墨熔融移動裝置61上固定安裝有石墨熔融裝置5；在工作臺10上、在離子刻蝕裝置的軌道4和石墨熔融裝置的軌道6的一側固定安裝有顯微成像運動裝置2，顯微成像運動裝置2呈倒“l”形，包括柱形部分和橫梁部分，在顯微成像運動裝置2的柱形部分內側和橫梁部分下表上面有軌道21，顯微成像裝置1在顯微成像運動裝置2的柱形部分內側和橫梁部分下表的軌道21上移動；第一光纖固定夾71具和第二光纖固定夾具72用于固定待加工的雙包層光纖8。

其中第一光纖固定夾71具和第二光纖固定夾具72能使光纖在垂直方向上的位置進行微調，第一光纖固定夾71具和第二光纖固定夾具72能使雙包層光纖8轉動。

其中石墨熔融裝置的軌道6在離子刻蝕裝置的軌道4兩條軌道內側。

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1為，如圖所示，本發明可以通過離子束刻蝕方法和石墨熔融方法相結合，對光纖進行整體形狀加工及在光纖外表面加工出微型導光槽，從而破壞光在光纖中的全反射角度條件，從而泄露，達到濾除效果。

①選定需要濾除包層功率的位置，雙包層光纖8的外包層和涂覆層剝除一段裸露出內包層，形成去除外包層和涂覆層的光纖9；

④將去除外包層和涂覆層的光纖9放于第一光纖夾具71和第一光纖夾具72 中。

⑤在確定加工方案后，通過離子束刻蝕裝置3對去除外包層和涂覆層的光纖9進行整體形狀加工，加工后，去除外包層和涂覆層的光纖9呈現錐體。

⑤通過石墨熔融裝置5對加工成錐體的去除外包層和涂覆層的光纖9進行低溫步進式加熱，達到清潔及提高光纖外表面的作用。

⑤通過離子刻蝕裝置3加工成錐體的去除外包層和涂覆層的光纖9進行外表面加工，根據實際情況，確定加工形狀、深度、數量、分布等情況。

⑤將加工后的去除外包層和涂覆層的光纖9置于帶有水道的金屬外殼中，封裝。

⑤當包層功率濾除器工作時，包層光因為全反射條件的破壞而從光纖表面泄露，包層光透射至金屬外殼而轉化為熱量，被其中的冷卻水帶走，當高功率工作時，光纖表面會有較高的溫升，通過材料自身物化性質，可以耐受800℃的高溫，因而可以穩定安全工作。

一種光纖表面加工系統，其特征在于：包括顯微成像裝置1用于觀察光纖外表面各部分顯微狀態，顯微成像運動裝置2和顯微成像動裝置軌道21用于顯微攝像系統在水平方向和豎直方向的移動控制，離子刻蝕裝置3用于對光纖進行離子刻蝕加工，離子刻蝕移動裝置41和離子刻蝕移動裝置軌道(4)用于離子刻蝕系統水平方向移動控制，石墨熔融裝置5用于對光纖及其他組分進行熔融加工，石墨熔融移動裝置61用于石墨熔融系統在水平和豎直方向的移動控制，光纖固定夾具71和72用于固定光纖并根據實際需要進行光纖在豎直方向上的轉動。

其特征在于：集成了離子刻蝕裝置3和石墨熔融裝置5。

離子刻蝕移動裝置41統及軌道4僅用于離子刻蝕裝置在水平方向的移動控制，最小移動單位0.01mm。

石墨熔融移動裝置61及軌道6用于石墨熔融裝置5水平方向和豎直方向移動控制，水平方向和豎直方向移動控制精度0.05mm。

光纖固定夾具71和72用于固定光纖，保證光纖在加工過程中的穩定性，同時光纖固定家具71和72可以在豎直方向轉動。

離子刻蝕移動裝置41統及軌道4和石墨熔融移動裝置61及軌道6為相對 獨立系統，可以單獨進行運動，也可以根據實際需要，兩者保持同步運動。

通過集成離子束刻蝕技術和石墨熔融加熱方法，在真空條件下對光纖進行加工，根據實驗設計及使用情況，對光纖進行整體形狀加工及外表面定點定型定量加工，使光纖外表面布滿滿足使用要求的微型導光槽，使傳輸的泵浦光和激光因全反射角度條件的破壞而發散出去，同時此裝置減少了污染和加工應力、熱變形，最大程度保留材料自身的均勻性、完整性，提高了制造包層功率濾除裝置的效率及其濾除效果。

本發明所涉及的技術解決原理：

通過離子刻蝕系統所產生的離子束的微觀機械碰撞和石墨熔融系統中電極所產生的熱量對光纖進行整體形狀加工及外表面加工，結合離子刻蝕移動裝置及軌道和石墨熔融移動裝置及軌道對各自系統的移動控制，實現對光纖的單一系統加工或集成加工，同時顯微成像系統可以對直接觀察光纖，對加工效果進行評價及改進，這種方法提高了加工精度，降低了加工過程中的污染尤其是加工過程中的二次污染，有效提高光纖表面加工效率及潔凈度，提高了加工后光纖的材料均勻性和完整性。

所述光纖表面加工系統集成了離子刻蝕裝置3和石墨熔融裝置5。

所述的離子刻蝕移動裝置41統及軌道4僅用于離子刻蝕系統在水平方向的移動控制，最小移動單位0.01mm。

所述的石墨熔融移動裝置61及軌道6用于石墨熔融裝置5水平方向和豎直方向移動控制，水平方向和豎直方向移動控制精度0.05mm。

所述的光纖固定夾具71和72用于固定光纖，保證光纖在加工過程中的穩定性，同時光纖固定家具71和72可以在豎直方向轉動。

所述的離子刻蝕移動裝置41及離子刻蝕裝置的軌道4和石墨熔融移動裝置61及軌道6為相對獨立系統，可以單獨進行運動，也可以根據實際需要，兩者保持同步運動。

發明公開了一種光纖表面加工系統，用于制造包層功率濾除器，屬于光纖激光器件制造技術領域，包括顯微成像系統1，顯微成像系統運動裝置及軌道2，離子刻蝕系統3，離子刻蝕移動裝置41及軌道4，石墨熔融系統5，石墨熔融移動裝置61及軌道6，光纖固定夾具71和72。與傳統設備相比，本發明能夠提供一種集成離子刻蝕或石墨熔融加工方法，實現對光纖及其他相近材料精細加 工，通過離子刻蝕裝置3所產生的離子束的微觀機械碰撞和石墨熔融裝置5中電極所產生的熱量對光纖外表面進行加工，結合離子刻蝕移動裝置41及軌道4和石墨熔融移動裝置61及軌道6對各自系統的移動控制，可以達到對光纖的單一系統加工或集成加工，這種方法提高了加工精度，降低了加工過程中的污染尤其是加工過程中的二次污染，有效提高光纖表面加工效率及潔凈度，提高了加工后光纖的材料均勻性和完整性。

一種光纖表面加工系統，其特征在于：包括包括顯微成像系統(1)用于觀察光纖外表面各部分顯微狀態，顯微成像運動裝置1及軌道21用于顯微攝像裝置在水平方向和豎直方向的移動控制，離子刻蝕裝置3用于對光纖進行離子刻蝕加工，離子刻蝕移動裝置41及軌道4用于離子刻蝕裝置水平方向移動控制，石墨熔融裝置5用于對光纖及其他組分進行熔融加工，石墨熔融移動裝置61及軌道62用于石墨熔融系統在水平和豎直方向的移動控制，光纖固定夾具71和72用于固定光纖并根據實際需要進行光纖在豎直方向上的轉動。