一种光纤合束器的组束装置的制作方法

1.本实用新型涉及光纤技术领域，尤其涉及一种光纤合束器的组束装置。


背景技术：

2.光纤合束器是实现高功率光纤激光的核心元器件，其性能参数直接影响光纤激光器的输出功率及光束质量。攻克光纤合束器的关键技术，实现高效率高功率光纤合束器研制，为获得大功率光纤激光奠定强有力的技术支撑，已成为当今光纤激光领域亟需解决的关键问题。
3.光纤合束器主要有侧面耦合和端面耦合两种方式，侧面合束器多通过将泵浦光纤拉锥后径向贴合熔接于输出双包层光纤内包层侧壁制作，端面合束器可通过将多根光纤组束拉锥后，于锥腰位置处截断，并端面熔接输出光纤的方法制作，熔融光纤束的组束拉锥是比较关键的一步，目前熔锥光纤束的制作方法主要包括扭转法和套管法。
4.扭转法是指在完成输入光纤组束之后，通过扭转的方法使光纤与光纤之间紧贴在一起，再对光纤进行加热拉锥，从而得到熔锥光纤束；套管法是指在输入光纤组束的过程中，将输入光纤的裸纤区域或者附带部分涂覆层的区域一起插入内径略大于光纤束等效直径的玻璃管里，然后将玻璃管和其内的光纤束一起拉锥得到熔锥光纤束，再对熔锥光纤束进行切割与输出光纤熔接。
5.目前，对于高功率光纤激光器，套管法制作的端面合束器已成为主流，对于n*1型合束器或(n+1)*1型合束器，紧凑对称的多根光纤组束是制作光纤合束器的基础。在套管法中，如何让输入光纤紧密排列且无扭转受力，是制作光纤合束器的关键步骤，特别对于(n+1)*1型合束器，要求n根泵浦光纤必须对称排列在信号光纤周围，信号光纤处于端面中心位置。所以，能提高组束成功率和效率的简单高效组束方法在合束器生产制备中非常重要。
6.目前已知的组束方法基本分两种，一种是将输入光纤穿入蜂窝夹具中，将光纤悬空后，人工将输入光纤合并在一起后穿入套管；一种是将输入光纤穿入蜂窝夹具中，穿入套管后，一起放置在超声波中酒精振荡，前一种方法尤其考验穿纤技术员的熟练程度，组束的准确率与技术员的经验成正相关，后一种方法依托于酒精震荡，对于(n+1)*1型合束器会出现信号纤不在光纤束中间的偏芯现象，造成时间成本增加，而另外的方法比如在信号纤前端熔接粗光纤后在酒精中振荡，增加组束成功率；将组束光纤的涂覆层利用热缩套管或高折胶先固定的方式增加组束成功率；将蜂窝夹具进行特殊设计成开槽状排布等等实际操作更复杂，也增加了时间成本以及干扰到光纤的清洁，为此，我们需要提供一种光纤合束器的组束装置来解决此问题。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种光纤合束器的组束装置来解决此问题。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
9.设计一种光纤合束器的组束装置，包括工装座，所述工装座的一侧安装有斜齿板，所述工装座的外侧安装有固定卡具，所述工装座的外侧安装有移动卡具，所述固定卡具的内部设置有上夹具，所述移动卡具的内部设置有下夹具，所述工装座的外侧安装有平卡具，所述上夹具和下夹具的上端均等距设置有n组第一孔槽，所述上夹具和下夹具的上端中心均设置有第二孔槽，所述第一孔槽和所述第二孔槽的内腔均用于穿插相同尺寸的光纤。
10.进一步，所述固定卡具包括有第一卡块、第一固定板、第一螺栓、第一安装板、第一固定座、第二螺栓和第一卡接机构，所述第一卡块位于工装座的外侧，所述第一卡块的两侧安装第一固定板，所述第一固定板均通过第一螺栓与工装座相螺接，所述第一卡块的一侧通过第二螺栓螺接有第一安装板，所述第一安装板的外侧安装第一卡接机构。
11.进一步，所述第一卡接机构包括有第一固定块、第一活动块、第一半圆槽、第一弧形磁块、第一铁条和第一磁条，所述第一固定块安装在第一安装板的外侧，所述第一固定块通过销轴活动连接第一活动块所述第一活动块与第一固定块相对应的一侧均设置第一半圆槽，所述第一半圆槽的内腔均安装第一弧形磁块，所述第一固定块的一侧对称安装第一铁条，所述第一活动块的一侧对称安装有与之相匹配的第一磁条，所述上夹具位于两个第一弧形磁块之间。
12.进一步，所述移动卡具包括有第二卡块、第二安装板、第三螺栓、第二固定座、第二固定块、第二活动块、第二半圆槽、第二弧形磁块、第二铁条和第二磁条，所述第二卡块位于工装座的外侧，所述第二卡块的外侧通过第三螺栓螺接第二安装板，所述第二安装板的一侧安装第二固定座，所述第二固定座的外侧安装第二固定块，所述第二固定块通过销轴活动连接第二活动块，所述第二活动块与第二固定块相对应的一侧均设置第二半圆槽，所述第二半圆槽的内腔均安装第二弧形磁块，所述下夹具位于两个第二弧形磁块之间，所述第二固定块的外侧对称安装第二铁条，所述第二活动块的外侧对称安装有与之相匹配的第二磁条。
13.进一步，所述第二卡块的一侧设置有活动槽，所述活动槽的内腔活动设置有斜齿齿轮，所述斜齿齿轮的一端通过连接轴贯穿第二卡块且延伸至外侧安装有手柄，所述斜齿齿轮与斜齿板相啮合。
14.进一步，所述第二卡块的一侧安装有第一楔形限位块，所述第二卡块的一侧安装有第二楔形限位块，所述第一楔形限位块与第二楔形限位块以及第二卡块呈一体化设计，所述工装座的外侧设置有与第一楔形限位块、第二楔形限位块位置相匹配的楔形卡槽，所述工装座的外侧设置有l型槽，所述l型槽呈楔形卡槽为一体化设计。
15.进一步，所述第二楔形限位块的外侧设置有槽口，所述槽口的内腔设置有压板，所述压板的外侧通过轴承套接有紧固栓，所述紧固栓的一端贯穿第二楔形限位块且延伸至外侧套接有手杆，所述紧固栓的外侧螺接有螺母，所述螺母与手杆的一侧相抵触。
16.进一步，所述平卡具包括有第三卡块、第四固定块、第四螺栓、第三安装板、第五螺栓、第三固定座和第二卡接机构，所述第三卡块位于工装座的外侧，所述第三卡块的两侧均安装有第四固定块，所述第四固定块均通过第四螺栓与工装座相螺接，所述第三卡块的外侧通过第五螺栓螺接第三安装板，所述第三安装板的外侧安装第三固定座，所述第三固定座的外侧安装第二卡接机构。
17.进一步，所述第二卡接机构包括有第三固定块、第三活动块、凹槽、第三铁条和第
三磁条，所述第三固定块安装在第三固定座的外侧，所述第三固定块的外侧通过销轴活动连接第三活动块，所述第三活动块与第三固定块相对应的一侧均设置有凹槽，所述第三固定块的外侧对称安装第三铁条，所述第三活动块的外侧对称安装第三磁条。
18.进一步,所述上夹具与下夹具相对应的一侧均设置有安装槽，所述安装槽的内腔均安装有磁环。
19.本实用新型提出的一种光纤合束器的组束装置，有益效果在于：
20.1、通过平卡具对光纤进行夹持，将多根泵浦光纤同时穿入上夹具与下夹具的第一孔槽中，将一根信号光纤同时穿入上夹具与下夹具的第二孔槽中，方便快速的进行光纤穿束，便于使用，再通过固定卡具对上夹具进行磁吸固定，且固定夹具螺接固定在工装座上，对其进行固定，再通过移动卡具对下夹具进行磁吸固定，通过移动卡具移动下夹具，方便输入光纤处于自然下垂状态，不同根光纤之间存在些许缝隙，用胶头滴管蘸取酒精后滴入裸光纤部分，不同根光纤靠张力吸附，等移动卡具带动下夹具完全下滑出去，多根光纤自然无弯曲扭转的合并在一起形成光纤束，穿入第二孔槽中的光纤一直保持在中间，而再将尺寸匹配的套管从光纤束末端向上穿入，方便光纤与套管的胶水固定，完成组束，便于可以让光纤在套管中紧密分布排列并无扭转受力现象，避免人工操作容易在中间部分扭着，导致成品不合格，避免引入脏污微尘附着在光纤上，操作便捷，成品率高，节约时间和材料成本，适合商用产品化；
21.2、通过胶带缠绕粘好清洁后的七根光纤，再通过平卡具的两个凹槽对光纤进行夹持，避免七根光纤移动，且通过第三活动块外侧的第三磁条与第三固定块外侧的第三铁条磁吸相吸，便于对其光纤束进行固定，方便进行组束工作，再通过固定卡具的第一弧形磁块3对上夹具进行磁吸固定，且固定夹具螺接固定在工装座上，对其进行固定，再通过移动卡具的第二弧形磁块对下夹具进行磁吸固定，且通过转动手柄，而手柄通过连接轴带动斜齿齿轮转动，而斜齿齿轮与斜齿板相啮合，进而斜齿齿轮在斜齿板的外侧上下移动，进而带动第二卡块向下移动，方便移动卡具带动下夹具下滑移动，方便光纤自然无弯曲扭转合并到一起，便于套管从光纤束末端向上穿入，方便操作，完成组束，节约时间；
22.3、通过将上夹具下端的磁环与下夹具上端的磁环相吸，便于将多根泵浦光纤同时穿入上夹具与下夹具的第一孔槽中，且通过一根信号光纤同时穿入上夹具与下夹具的第二孔槽中，方便快速的进行光纤穿束，便于使用，用于制备(6+1)*1或7*1型合束器，但不限于上述两种合束器类型，对于任意的n*1型合束器或(n+1)*1型合束器，只需要重新设计孔槽的数量以及排布即可，尤其对于(n+1)*1型合束器，可以使信号纤时刻处在光纤束中心位置，避免偏芯现象。
附图说明
23.图1为本实用新型提出的整体立体结构示意图；
24.图2为本实用新型提出的部分工装座立体结构示意图；
25.图3为本实用新型提出的固定卡具立体结构示意图；
26.图4为本实用新型提出的第一卡接机构立体结构示意图；
27.图5为本实用新型提出的移动卡具立体结构示意图；
28.图6为本实用新型提出的部分移动卡具立体拆分结构示意图；
29.图7为本实用新型提出的图6中a部分装置放大结构示意图；
30.图8为本实用新型提出的平卡具立体结构示意图；
31.图9为本实用新型提出的第二卡接机构立体结构示意图；
32.图10为本实用新型提出的上夹具及下夹具立体拆分结构示意图；
33.图11为本实用新型提出的光纤组束进行中结构示意图；
34.图12为本实用新型提出的光纤组束完成时结构示意图。
35.图中：工装座1、斜齿板2、固定卡具3、第一卡块31、第一固定板32、第一螺栓33、第一安装板34、第一固定座35、第二螺栓36、第一卡接机构37、第一固定块371、第一活动块372、第一半圆槽373、第一弧形磁块374、第一铁条375、第一磁条376、移动卡具4、第二卡块41、第二安装板42、第三螺栓43、第二固定座44、第二固定块45、第二活动块46、第二半圆槽47、第二弧形磁块48、第二铁条49、第二磁条410、活动槽411、斜齿齿轮412、连接轴413、手柄414、第一楔形限位块415、第二楔形限位块416、槽口417、压板418、紧固栓419、手杆420、螺母421、上夹具5、下夹具6、平卡具7、第三卡块71、第四固定块72、第四螺栓73、第三安装板74、第五螺栓75、第三固定座76、第二卡接机构77、第三固定块771、第三活动块772、凹槽773、第三铁条774、第三磁条775、楔形卡槽8、l型槽9、第一孔槽10、第二孔槽11、安装槽12、磁环13。
具体实施方式
36.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。
37.参照图1-7及图10-12所示，一种光纤合束器的组束装置，包括工装座1，工装座1的一侧安装有斜齿板2，工装座1的外侧安装有固定卡具3，工装座1的外侧安装有移动卡具4，固定卡具3的内部设置有上夹具5，移动卡具4的内部设置有下夹具6，上夹具5和下夹具6的上端均等距设置有n组第一孔槽10，上夹具5和下夹具6的上端中心均设置有第二孔槽11，第一孔槽10和第二孔槽11的内腔均穿插有相同尺寸的光纤，上夹具5与下夹具6相对应的一侧均设置有安装槽12，安装槽12的内腔均安装有磁环13，固定卡具3包括有第一卡块31、第一固定板32、第一螺栓33、第一安装板34、第一固定座35、第二螺栓36和第一卡接机构37，第一卡块31位于工装座1的外侧，第一卡块31的两侧安装第一固定板32，第一固定板32均通过第一螺栓33与工装座1相螺接，第一卡块31的一侧通过第二螺栓36螺接有第一安装板34，第一安装板34的外侧安装第一卡接机构37，第一卡接机构37包括有第一固定块371、第一活动块372、第一半圆槽373、第一弧形磁块374、第一铁条375和第一磁条376，第一固定块371安装在第一安装板34的外侧，第一固定块371通过销轴活动连接第一活动块372第一活动块372与第一固定块371相对应的一侧均设置第一半圆槽373，第一半圆槽373的内腔均安装第一弧形磁块374，第一固定块371的一侧对称安装第一铁条375，第一活动块372的一侧对称安装有与之相匹配的第一磁条376，上夹具5位于两个第一弧形磁块374之间，移动卡具4包括有第二卡块41、第二安装板42、第三螺栓43、第二固定座44、第二固定块45、第二活动块46、第二半圆槽47、第二弧形磁块48、第二铁条49和第二磁条410，第二卡块41位于工装座1的外侧，第二卡块41的外侧通过第三螺栓43螺接第二安装板42，第二安装板42的一侧安装第二
固定座44，第二固定座44的外侧安装第二固定块45，第二固定块45通过销轴活动连接第二活动块46，第二活动块46与第二固定块45相对应的一侧均设置第二半圆槽47，第二半圆槽47的内腔均安装第二弧形磁块48，下夹具6位于两个第二弧形磁块48之间，第二固定块45的外侧对称安装第二铁条49，第二活动块46的外侧对称安装有与之相匹配的第二磁条410，第二卡块41的一侧设置有活动槽411，活动槽411的内腔活动设置有斜齿齿轮412，斜齿齿轮412的一端通过连接轴413贯穿第二卡块41且延伸至外侧安装有手柄414，斜齿齿轮412与斜齿板2相啮合，第二卡块41的一侧安装有第一楔形限位块415，第二卡块41的一侧安装有第二楔形限位块416，第一楔形限位块415与第二楔形限位块416以及第二卡块41呈一体化设计，工装座1的外侧设置有与第一楔形限位块415、第二楔形限位块416位置相匹配的楔形卡槽8，工装座1的外侧设置有l型槽9，l型槽9呈楔形卡槽8为一体化设计，第二楔形限位块416的外侧设置有槽口417，槽口417的内腔设置有压板418，压板418的外侧通过轴承套接有紧固栓419，紧固栓419的一端贯穿第二楔形限位块416且延伸至外侧套接有手杆420，紧固栓419的外侧螺接有螺母421，螺母421与手杆420的一侧相抵触，通过将上夹具5下端的磁环13与下夹具6上端的磁环13相吸，便于将多根光纤同时穿入上夹具5与下夹具6的第一孔槽10中和第二孔槽11中，方便快速的进行光纤穿束，便于使用，用于制备(6+1)*1或7*1型合束器，但不限于上述两种合束器类型，对于任意的n*1型合束器或(n+1)*1型合束器，只需要重新设计孔槽的数量以及排布即可，而将此时的穿好的光纤束清洁后用平卡具7固定，而通过第一螺栓33将安装第一固定板32螺接在工装座1上，便于对第一卡块31进行固定，且通过打开第一活动块372，将上夹具5放入两个第一弧形磁块374之间，通过第一弧形磁块374与磁环13之间的磁性相吸原理对上夹具5进行磁吸固定，且通过再次转动关闭第一活动块372，而第一活动块372外侧的第一磁条376与第一固定块371外侧的第一铁条375之间磁吸相吸，进行固定，便于进一步的对上夹具5进行固定处理，而第二卡块41通过第一楔形限位块415、第二楔形限位块416与工装座1上的楔形卡槽8相套接，便于对第二卡块41起到稳定限位作用，且通过l型槽9对第一楔形限位块415、第二楔形限位块416的外侧进行限位，便于第二卡块41能够稳定的上下移动，且通过紧固栓419外侧拧紧螺母421，便于对手杆420紧固处理，方便通过转动手杆420，进而手杆420带动紧固栓419转动，而紧固栓419与第二楔形限位块416之间螺接，进而紧固栓419向着槽口417内腔移动，进而带动压板418抵向槽口417靠近第二楔形限位块416内侧的方向移动，便于压板418牢固的挤压第二楔形限位块416，方便第二楔形限位块416与工装座1外侧的楔形卡槽8紧紧相抵压，有效的提高了固定的效果，方便通过转动手柄414，而手柄414通过连接轴413带动斜齿齿轮412转动，而斜齿齿轮412与斜齿板2相啮合，进而斜齿齿轮412在斜齿板2的外侧上下移动，进而带动第二卡块41上下移动，而通过打开第二活动块46，将下夹具6放入两个第二弧形磁块48之间，通过第二弧形磁块48与下夹具6上端的磁环13相吸，对其进行固定，且通过再次关闭第二活动块46，第二活动块46外侧的第二磁条410与第二固定块45外侧的第二铁条49之间磁吸相吸，进一步的对下夹具6进行固定，方便转动手柄414后带动整个移动卡具4向下移动，便于完成光纤组束。
38.参照图1、图8-9及图10-12所示，工装座1的外侧安装有平卡具7，平卡具7包括有第三卡块71、第四固定块72、第四螺栓73、第三安装板74、第五螺栓75、第三固定座76和第二卡接机构77，第三卡块71位于工装座1的外侧，第三卡块71的两侧均安装有第四固定块72，第四固定块72均通过第四螺栓73与工装座1相螺接，第三卡块71的外侧通过第五螺栓75螺接
第三安装板74，第三安装板74的外侧安装第三固定座76，第三固定座76的外侧安装第二卡接机构77，第二卡接机构77包括有第三固定块771、第三活动块772、凹槽773、第三铁条774和第三磁条775，第三固定块771安装在第三固定座76的外侧，第三固定块771的外侧通过销轴活动连接第三活动块772，第三活动块772与第三固定块771相对应的一侧均设置有凹槽773，第三固定块771的外侧对称安装第三铁条774，第三活动块772的外侧对称安装第三磁条775，通过第四螺栓73将第四固定块72安装在工作座1的外侧，进而对第三卡块71进行固定，通过打开第三活动块772，将清洁后的光纤束放入两个凹槽773之间，而凹槽773之间的距离小于光纤的直径，进而便于对光纤进行夹持，且通过转动关闭第三活动块772，而第三活动块772外侧的第三磁条775与第三固定块771外侧的第三铁条774磁吸相吸，便于对其光纤束进行固定，方便进行组束工作。
39.工作原理：通过将上夹具5下端的磁环13与下夹具6上端的磁环13相吸，便于将多根光纤同时穿入上夹具5与下夹具6的第一孔槽10和第二孔槽11中，且第二孔槽11中穿插的可为信号光纤，第一孔槽10中穿插可为泵浦光纤，方便快速的进行光纤穿束，便于使用，用于制备(6+1)*1或7*1型合束器，但不限于上述两种合束器类型，对于任意的n*1型合束器或(n+1)*1型合束器，只需要重新设计孔槽的数量以及排布即可，本工作原理以(6+1)*1合束器的组束方法为例，通过打开第三活动块772，将清洁后的七根光纤组成的光纤束通过胶带粘好，放入两个凹槽773之间，而凹槽773之间的距离小于光纤的直径，进而便于对光纤进行夹持，避免七根光纤随着下夹具6的下移而移动，且通过转动关闭第三活动块772，而第三活动块772外侧的第三磁条775与第三固定块771外侧的第三铁条774磁吸相吸，便于对其光纤束进行固定，方便进行组束工作，再通过打开第一活动块372，将上夹具5放入两个第一弧形磁块374之间，通过第一弧形磁块374与磁环13之间的磁性相吸原理对上夹具5进行磁吸固定，且通过再次转动关闭第一活动块372，而第一活动块372外侧的第一磁条376与第一固定块371外侧的第一铁条375之间磁吸，进行固定，便于进一步的对上夹具5进行固定处理，再通过打开第二活动块46，将下夹具6放入两个第二弧形磁块48之间，通过第二弧形磁块48与下夹具6上端的磁环13相吸，对其进行固定，且通过再次关闭第二活动块46，第二活动块46外侧的第二磁条410与第二固定块45外侧的第二铁条49之间磁吸相吸，进一步的对下夹具6进行固定，方便通过转动手柄414，而手柄414通过连接轴413带动斜齿齿轮412转动，而斜齿齿轮412与斜齿板2相啮合，进而斜齿齿轮412在斜齿板2的外侧上下移动，进而带动第二卡块41向下移动，方便7根光纤处于自然下垂状态，7根光纤之间存在些许缝隙，用胶头滴管蘸取酒精后滴入裸光纤部分，7根光纤靠张力吸附在一起，等移动卡具4带动下夹具6完全下滑出去，7根光纤就自然无弯曲扭转合并到一起，中间的纤也一直在中间，不会偏到别处去，而再将尺寸匹配的套管从光纤束末端向上穿入，完成组束，便于可以让光纤在套管中紧密分布排列并无扭转受力现象，避免人工操作容易在中间部分扭着，导致成品不合格，避免引入脏污微尘附着在光纤上，有效的方便操作，成品率高，节约时间和材料成本，适合商用产品化。
40.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。