一种布拉格光纤光栅相位掩模板固定装置的制作方法

本实用新型涉及光纤光栅技术领域，尤其涉及一种布拉格光纤光栅相位掩模板固定装置。

背景技术：

光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。由于光栅光纤具有体积小、熔接损耗小、全兼容于光纤、能埋入智能材料等优点，并且其谐振波长对温度、应变、折射率、浓度等外界环境的变化比较敏感，因此在光纤通信和传感领域得到了广泛的应用。

目前，绝大多数采用相位掩模法制备光纤光栅，将用全息干涉法制作好的玻璃相位掩模板置于光纤前，然后以248nm的紫外光通过相位掩模板，依靠相位掩膜板具有的压制零级，增强一级衍射的功能。使得紫外光经过相位掩模板后后衍射到光纤上形成干涉条纹，写入周期为掩膜板周期一半的Bragg光栅。这种成栅方法不依赖于入射光波长，只与相位光栅的周期有关，因此，对光源的相干性要求不高，简化了光纤光栅的制造系统。

在通过相位掩模法制备光纤光栅的过程中，往往为了在同一段光纤上刻写不同周期的光栅时，需在固定装置上更换不同类型的相位掩模板，现有技术中的固定装置存在以下缺点：不能便捷地装夹相位掩模板，在需要连续更换多个掩模板时，其拆卸安装所需时间较长，光纤刻写周期较长。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了解决背景技术中提出的问题，而提出一种布拉格光纤光栅相位掩模板固定装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种布拉格光纤光栅相位掩模板固定装置，包括平行设置且形状相同的固定台与底座，所述固定台的底端通过四个呈矩形设置的竖杆与底座的上端固定连接，所述固定台的上端面开设有矩形的装夹口与电机安装槽，所述装夹口的两侧内壁使用轴承转动连接有转轴，所述转轴的其中一端贯穿装夹口的内壁延伸至电机安装槽内并连接有步进电机，所述步进电机安装在电机安装槽内，位于装夹口内的所述转轴上同轴固定套接有装夹圆盘，所述装夹圆盘的外周壁均匀分布有多个装夹机构。

优选的，每个所述装夹机构均包括关于装夹圆盘轴线对称设置的两个支板与两个夹板，且两个夹板位于两个支板之间，两个夹板之间设有相位掩模板，两个所述夹板相互远离的一侧侧壁均固定连接有两个伸缩杆，所述伸缩杆远离夹板的一端贯穿支板设置，所述支板上开设有与伸缩杆滑动配合的滑槽，位于支板与夹板之间的所述伸缩杆上套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与支板和夹板相抵，两个所述夹板相互靠近的一侧侧壁均开设有装夹槽，所述装夹槽的内壁上胶合有弹性垫，所述装夹槽通过弹性垫与相位掩模板相抵。

优选的，所述装夹圆盘的厚度小于装夹口的宽度。

优选的，所述伸缩杆远离夹板的一端外壁对称固定连接有两个限位块。

优选的，所述装夹口长度的一半大于装夹圆盘圆心至支板最远端之间的距离。

优选的，所述弹性垫采用天然橡胶制成。

与现有的技术相比，本布拉格光纤光栅相位掩模板固定装置的优点在于：

1、向外侧拉动限位块后将相位掩模板正对装夹槽的位置放入，利用弹簧的弹性力使得两个夹板相对靠近，两个夹板中的装夹槽通过弹性垫与相位掩模板相抵，增大了相位掩模板与装夹槽之间的摩擦力，提高了装夹稳定性，并且避免两者硬性接触导致其表面发生刮痕的可能性，装夹快捷方便；

2、在需要更换光纤刻写光栅时，利用步进电机驱动转轴，转轴带动与其同轴设置的装夹圆盘同步转动，直至所需要的相位掩模板到达指定的刻写位置为止，连续更换较为方便；

3、伸缩杆可限定弹簧的伸缩方向，避免随意歪曲而发生的不稳定，另外限位块与夹板可限制伸缩杆的活动范围，避免伸缩杆通过滑槽滑出而带来不必要的麻烦。

综上所述，本实用新型利用弹簧的弹力对相位掩模板进行装夹，装夹方便快捷，通过步进电机改变不同周期相位掩模板的移动位置，刻写方便，无需频繁装夹相位掩模板，缩短刻写周期，提高刻写效率。

附图说明

图1为本实用新型一种布拉格光纤光栅相位掩模板固定装置正面的结构透视图；

图2为本实用新型图1中A部分放大的结构示意图；

图3为本实用新型一种布拉格光纤光栅相位掩模板固定装置俯视的结构示意图；

图4为本实用新型图3中部分放大的结构示意图；

图5为本实用新型一种布拉格光纤光栅相位掩模板固定装置夹板的立体结构示意图。

图中：1固定台、2底座、3竖杆、4装夹口、5转轴、6装夹圆盘、7步进电机、8电机安装槽、9支板、10夹板、11伸缩杆、12限位块、13滑槽、14弹簧、15相位掩模板、16装夹槽、17弹性垫。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-5，一种布拉格光纤光栅相位掩模板固定装置，包括平行设置且形状相同的固定台1与底座2，固定台1的底端通过四个呈矩形设置的竖杆3与底座2的上端固定连接，固定台1的上端面开设有矩形的装夹口4与电机安装槽8，固定台1与底座2之间形成足够大的活动空间，装夹口4的两侧内壁使用轴承转动连接有转轴5，转轴5的其中一端贯穿装夹口4的内壁延伸至电机安装槽8内并连接有步进电机7，步进电机77安装在电机安装槽8内，位于装夹口4内的转轴5上同轴固定套接有装夹圆盘6。

在需要更换光纤刻写光栅时，利用步进电机7驱动转轴5，转轴5带动与其同轴设置的装夹圆盘6同步转动，直至需要的相位掩模板15到达指定的刻写位置为止，连续更换较为方便，解决了现有技术中在需要连续更换多个相位掩模板15时，其拆卸安装需时间较长，光纤刻写周期较长的问题。

装夹圆盘6的外周壁均匀分布有多个装夹机构；每个所述装夹机构均包括关于装夹圆盘6轴线对称设置的两个支板9与两个夹板10，且两个夹板10位于两个支板9之间，两个夹板10之间设有相位掩模板15，两个夹板10相互远离的一侧侧壁均固定连接有两个伸缩杆11，伸缩杆11远离夹板10的一端贯穿支板9设置，伸缩杆11远离夹板10的一端外壁对称固定连接有两个限位块12，支板9上开设有与伸缩杆11滑动配合的滑槽13，位于支板9与夹板10之间的伸缩杆11上套设有弹簧14，弹簧14的两端分别与支板9和夹板10相抵，伸缩杆11可限定弹簧14的伸缩方向，避免随意歪曲而发生的不稳定，另外限位块12与夹板10可限制伸缩杆11的活动范围，避免伸缩杆11通过滑槽13滑出而带来不必要的麻烦，两个夹板10相互靠近的一侧侧壁均开设有装夹槽16，装夹槽16的内壁上胶合有弹性垫17，弹性垫17采用天然橡胶制成，弹性性能较好，装夹槽16通过弹性垫17与相位掩模板15相抵。

向外侧拉动限位块12后将相位掩模板15正对装夹槽16的位置放入，利用弹簧14的弹性力使得两个夹板10相对靠近，两个夹板10中的装夹槽16通过弹性垫17与相位掩模板15相抵，增大了相位掩模板15与装夹槽16之间的摩擦力，提高了装夹稳定性，并且避免两者硬性接触导致其表面发生刮痕的可能性，装夹快捷方便。

装夹圆盘6的厚度小于装夹口4的宽度，装夹口4长度的一半大于装夹圆盘6圆心至支板9最远端之间的距离，装夹口4的形状大小完全不会对装夹机构的圆周转动造成阻碍。

进一步说明，上述固定连接，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。

本实用新型中，首先将不同周期的相位掩模板15按照其周期规律顺时针或逆时针进行装夹，其具体装夹步骤如下，相背拉动限位块12，使弹簧14产生一定的压缩量且两个夹板10之间的间距变大，将相位掩模板15正对装夹槽16的位置放置并放松限位块12，利用弹簧14的弹性力使得两个夹板10相对靠近，两个夹板10中的装夹槽16通过弹性垫17与相位掩模板15相抵，极大地增大了相位掩模板15与装夹槽16之间的摩擦力，提高了装夹稳定性，并且避免两者硬性接触导致其表面发生刮痕的可能性，另外限位块12与夹板10可限制伸缩杆11的活动范围，避免伸缩杆11通过滑槽13滑出而带来不必要的麻烦，使用步进驱动器驱动步进电机7使其转动相应角度后停止，重复上述操作即可重复装夹直至装夹机构全部装夹有相位掩模板15。

在进行光纤光栅刻写时，其中一个装夹机构中的相位掩模板15伸出装夹口4并位于固定台1的上端，此为刻写位置，可参照图1，当需要更换不同周期的相位掩模板15时，利用步进电机7驱动转轴5，转轴5带动与其同轴设置的装夹圆盘6同步转动，可通过步进驱动器设定步进电机7的转动次数，步进电机7每转动一次，其相邻的装夹机构便会转动固定的步进角度并使其装夹的相位掩模板15再次伸出装夹口4并位于固定台1的上端，直至需要的相位掩模板15到达刻写位置为止，更换不同周期的相位掩模板15较为方便。

值得说明的是：步进电机7采用86BYGH1.2°三相步进电机，步进电机7受与之匹配的步进驱动器控制，工作人员可根据装夹机构的数目来设定步进电机7的每一次转动的步进角度，步进角度＝360°/装夹机构的数目，还可以设定其转速等参数，此为步进电机7技术领域成熟的现有技术，因此不作赘述；装夹机构可根据相位掩模板15的大小来改变其组件大小，最大限度地利用装夹圆盘6的外周壁。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。