一种便于熔接用的石英端帽夹持装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种石英端帽夹持装置，尤其涉及一种便于熔接用的石英端帽夹持装置。


背景技术：

2.光纤激光器具有高光质、高稳定性、易于集成等诸多优点，近年来发展迅速。随着光纤激光器输出功率的不断提升，对传输光纤的要求也越来越高，因此诸如光子晶体光纤、棒状光纤等新型光纤被用于功率放大，虽然这些光纤掺杂浓度高、模场面积大、可以大幅提高激光功率，但是当高功率激光耦合进光纤或者从光纤端面输出时因端面自聚焦效应的存在会导致光纤端面损坏，进而影响输出激光功率及光斑质量，严重时甚至会烧坏整根光纤。
3.解决这一问题的常用方法是在光纤端面处熔接大尺寸石英端帽，石英端帽是无纤芯的无源器件，当激光入射进石英端帽或从石英端帽出射时，光脉冲可以在石英端帽中均匀的分散开，可以有效降低单位面积光功率密度，避免光纤端面受损，以获得高功率、高光质光纤激光输出。
4.熔接时需要格外注意石英端帽夹持装置的选择，合适的夹持装置可以实现石英端帽与光纤快速精确对准，提升熔接质量。若选择不合适则在对准时会出现错位或者偏移等问题，导致熔接质量下降或熔接失败，造成光纤与石英端帽的浪费。
5.常见的石英端帽夹持装置有挠性夹具式，使用时石英端帽放置在的夹具中，通过调节夹具上的螺丝夹紧石英端帽，这种夹具虽然可以稳定夹持端帽但是拧螺丝时需要注意扭力的大小，扭力过大容易造成石英端帽的损坏，操作复杂，容错率低。


技术实现要素：

6.本实用新型提供了一种结构简单，操作简便的石英端帽夹持装置，可解决上述方法中操作复杂，容错率低的问题，可大大降低端帽损坏的风险，提高熔接成功率与熔接质量。
7.本实用新型提出了一种便于熔接用的石英端帽夹持装置，包括：微型真空泵、高压气管、端帽架、压力传感器和石英端帽；
8.所述微型真空泵用于产生负压环境；
9.所述端帽架用于放置所述石英端帽；
10.所述高压气管为三向管，分别连接所述微型真空泵、端帽架和压力传感器，所述高压气管用于将所述微型真空泵产生的负压环境传递到所述端帽架和压力传感器；
11.所述压力传感器用于监测所述负压环境的压力值，并将所述压力值实时反馈到所述微型真空泵，所述微型真空泵通过该反馈的压力值调节泵送强度，实现负压环境的压力值保持稳定。
12.进一步地，所述石英端帽为由大圆柱体和小圆柱体组成的阶梯式圆柱体形结构，所述大圆柱体连接所述端帽架的端面镀有增透膜。
13.进一步地，所述端帽架包括毛细钢管、锥体区和柱体区；所述毛细钢管为细长形状，用于直接放入二氧化碳熔接机的v形槽中代替光纤夹，所述锥体区连接所述毛细钢管和柱体区，避免所述石英端帽的表面镀膜接触到所述毛细钢管的内壁。
14.进一步地，所述柱体区的内径与所述石英端帽的大圆柱的直径相同，所述柱体区的长度比所述石英端帽的大圆柱体的长度短。
15.进一步地，所述高压气管为硅胶软管，所述高压气管的内径与所述端帽架的毛细钢管的外径相同。
16.进一步地，所述微型真空泵，高压气管，端帽架和压力传感器相互之间紧密连接，连接接口处均设置有密封装置。
17.本实用新型具有如下技术效果：
18.1、整个石英端帽夹持装置使用方法简单，不需要复杂的调节过程，对石英端帽的夹持比较牢固，夹持成功率高且不会对石英端帽造成额外损伤。
19.2、可靠性高，端帽架可直接放入二氧化碳熔接机v形槽中，不需要额外的光纤夹具对端帽架进行夹持。
20.3、通过改变端帽架柱体区的直径可以满足对不同尺寸石英端帽的精准夹持，适用性好。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.附图1为本实用新型的石英端帽夹持装置的结构示意图
23.附图2为本实用新型的石英端帽的结构示意图；
24.附图3为本实用新型的端帽架示意图。
具体实施方式
25.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.如图1所示为本实用新型的石英端帽夹持装置的结构示意图，包括微型真空泵1、高压气管2、端帽架3、压力传感器4和石英端帽5。其中，微型真空泵1 用于产生负压环境；高压气管2为三向管，分别连接微型真空泵1、端帽架3和压力传感器4，高压气管2用于将微型真空泵1产生的负压环境传递到端帽架3 和压力传感器4；端帽架3用于放置石英端帽5。压力传感器4用于监测负压环境的压力值，并将压力值实时反馈到微型真空泵1，微型真空泵1通过该反馈的压力值调节泵送强度，实现负压环境的压力值保持稳定。
27.石英端帽5为大尺寸石英端帽，在优选实施例中采用如图2所示的阶梯式圆柱体形的结构。石英端帽5由大圆柱体501和小圆柱体502组成，大圆柱体501 连接端帽架3的端面
镀有增透膜，可以增加激光耦合进光纤的效率，减小端面反射对石英端帽造成的损伤。大圆柱体501直径为a，长度为c。圆柱体502长度为d，直径为b，直径为b的一侧端面需要与大模场面积光子晶体光纤直径兼容，便于石英端帽与光纤低损耗地熔接在一起，减小额外的传输损耗。
28.如图3所示为端帽架结构示意图，端帽架包括毛细钢管301、锥体区302和柱体区303，图3的a、b和c分别为端帽架的主视图、剖面视图和结构图。
29.端帽架3尾部的毛细钢管301比较长可以直接放入二氧化碳熔接机的v形槽中代替光纤夹，解决了没有合适的光纤夹具夹持端帽架的问题。端帽架的锥体区302除了起到连接毛细钢管301和柱体区303的作用外，还可以避免石英端帽5的表面镀膜接触到毛细钢管301的内壁，可有效保护表面镀膜不受损伤。端帽架3的柱体区303的内径与石英端帽5的大圆柱501的直径a相同，这样石英端帽5可以与端帽架3的柱体区303紧密的贴合在一起，实现良好的气密性。柱体区303的长度比石英端帽5的大圆柱体501的长度短，这样可以方便使用镊子夹持石英端帽的大圆柱体，并将石英端帽放入端帽架中。
30.高压气管2为硅胶软管，有利于端帽架3连同石英端帽5一同放进熔接机或从熔接机中取出时移动位置。高压气管2的内径与端帽架3尾部的毛细钢管301 的外径相同，这样高压气管就可以套在端帽架尾部的毛细钢管上，保证了连接处具有良好的气密性。
31.该石英端帽5夹持装置工作时，微型真空泵1，高压气管2，端帽架3，压力传感器4相互之间紧密连接，各部件接口处做密封处理，以防止漏气。
32.使用时，先用镊子夹住石英端帽的大圆柱体，并轻轻的放进端帽架的柱体区中；设定合适的压力值，优选为-90kpa，打开微型真空泵，由微型真空泵产生负压，经过高压气管将负压环境传递给端帽架，石英端帽就可以被紧紧的吸附在端帽架中。通过压力传感器的反馈，微型真空泵实时调节，形成稳定的负压环境。避免了熔接过程中因压力值不稳，石英端帽夹持松动，导致熔接质量差或熔接失败的情况。
33.因为高压气管比较软，所以在熔接前后可以方便的转移石英端帽。待熔接完成后，将端帽架从熔接机中拿出，再关闭微型真空泵，使负压环境消失，就可以轻松的取出石英端帽。
34.本实用新型的石英端帽夹持装置，利用微型真空泵实现负压环境，将大尺寸石英端帽紧紧吸附在端帽架中，实现了石英端帽的精准固定，可提高石英端帽与光纤熔接的质量与成功率。端帽架柱体区的长度比石英端帽大圆柱体的长度短，方便使用镊子夹持石英端帽。具有反馈调节系统，实时反馈调节真空泵工作状态，实现稳定的负压环境。
35.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。