光纤维加工装置的制作方法

1.本公开涉及光纤维加工装置，仔细地涉及在光纤维的外部表面上形成光所出射的窗口的装置。


背景技术：

2.包括光所行进的核心和围绕核心的包层的纤维形式的光纤维作为传输或供应光的光学元件，不仅可以用于传输光，也可以用于太阳发电装置或显示器，或诸如背光的光应用元件等。
3.光对所述光纤维的入射可以通过核心的一侧的琢面(facet)实现，出光可以通过其另一端的琢面或形成有覆盖其核心的包层的外周表面实现。通过琢面的光出射是根据通常的光导波结构，并且，通过外周表面的出光可以用于太阳发电装置或显示器等。形成于光纤维的外周表面的窗口由形成于包层上的开口部(opening)提供。
4.在光纤维的包层上形成窗口非常繁杂，并且，由于需要依赖于常规的机械加工，需要漫长的加工时间。


技术实现要素：

技术问题
5.所公开的装置用于迅速、正确地加工对光线为包层的窗口。技术方案
6.根据本公开的一种类型，
7.光纤维加工装置包括：
8.光纤维加工头，其具有光纤维所穿过的光纤维行进隧道和形成于所述隧道周围的用于加工光纤维的多个加工杆插入孔；
9.加工杆，其具有通过所述加工杆插入孔加工所述行进隧道内的光纤维的加工尖端；以及
10.致动所述加工杆的致动器。
11.根据一个或更多实施例，所述加工杆可以以所述隧道为中心布置为互相交错。
12.根据一个或更多实施例，在所述隧道内部的所述光纤维周围可以形成有多个隔离物，其允许在隧道内表面与光纤维之间的间隙且支撑光纤维。
13.根据一个或更多实施例，在所述隧道的内部形成有围绕光纤维的套筒，并且，所述多个隔离物可以形成于套筒的内部。
14.根据一个或更多实施例，可以通过由所述多个隔离物形成的间隙注入用于冷却所述光纤维的冷媒。
15.根据一个或更多实施例，在所述加工杆上可以设置有传感管，其机械地检测由所述加工杆产生的加工深度。
16.根据一个或更多实施例，所述加工头可以具有头芯，其提供所述光纤维所穿过的
隧道，以及支撑头芯的头体。
17.根据一个或更多实施例，在所述头体形成有光纤维所穿过的套筒，并且，在所述套筒的内表面可以形成有支撑所述光纤维的多个隔离物。
18.根据一个或更多实施例，在所述头体中提供有从外部的溶剂所流入的冷媒穿孔和加工杆插入孔，其中，所述冷媒穿孔在所述头体内部连接至所述加工杆插入孔，以使所述冷媒通过所述冷媒穿孔流入所述套筒内部。
19.根据一个或更多实施例，所述致动器可以具有：其相对位置相对于所述加工头固定的定子架、对定子架实施直线往复的移动架，以及设置于移动架且使所述加工杆实施高速旋转的电机。附图简单说明
20.图1概念性地图示由根据一个或更多实施例的光纤维加工装置加工的光纤维。
21.图2更具体地图示图1中所示的光纤维。
22.图3为形成有出光窗口的光纤维的实际照片。
23.图4和图5图示在一个或更多实施例中在光纤维上形成出光窗口的结构的概念。
24.图6为用于描述传感管的操作，所述传感管设置于根据一个或更多实施例的光纤维加工装置中加工杆的先端部的加工尖端附近。
25.图7用于描述由光纤维加工装置形成的光纤维的核心周围的出光窗口的布置。
26.图8为展示根据一个或更多实施例的光纤维加工装置的概略的外观的透视图。
27.图9为展示根据一个或更多实施例的光纤维加工装置的概略的内部结构的投影图。
28.图10为在根据一个或更多实施例的光纤维加工装置中光纤维所穿过的纤维行进隧道的部分放大图。
29.图11和图12图示在根据一个或更多实施例的光纤维加工装置中致动加动感的致动器的设置状态。
具体实施方式
30.以下，参照附图详细描述本发明概念的优选实施例。然而，本发明概念的实施例可以变形为各种不同的形式，且不应将本发明概念的范围解释为受限于在下文中详述的实施例。本发明概念的实施例应当解释为为了向本领域普通技术人员更加完整地描述本发明的概念而提供的。相同的符号始终指相同的要素。进而，在附图中的各种要素和区域是概略性地图示的。因此，本发明的概念不受限于在附图中图示的相对大小或间隔。
31.第一、第二等术语可以用于描述各种构成要素，但所述构成要素不受限于所述术语。所述术语仅用于区别一个构成要素与其它构成要素。例如，在不脱离本发明概念的权利范围的情况下，第一构成要素可以命名为第二构成要素，相反，第二构成要素可以命名为第一构成要素。
32.在本技术中使用的术语仅用于描述一些特定实施例，而不是为了限定本发明的概念。除非在上下文中明确另有记载，单数形式表达包括复数形式表达。在本技术中，“包括”或“具有”等表现是为了指定记载于说明书中的特征、个数、步骤、操作、构成要素、部件或其组合，而不是事前排除一个或更多其它特征、个数、动作、构成要素、部件或其组合存在或附
加的可能性。
33.除非另有定义，在本文中使用的所有术语，包括技术术语和科学术语，具有与本发明概念所属的技术领域中的普通技术人员共同理解的相同的意味。并且，应当理解，通常使用的如事前定义的术语应解释为在相关技术的脉络中具有与该术语所意味的一致的意味，除非在本文中明确定义，不应解释为过于正式的意味。
34.在可以不同地实现有些实施例的情况下，特定工艺顺序可以执行为与描述的顺序不同。例如，前后描述的两个工艺可以实质上同时执行，也可以按照与所描述的顺序相反的顺序执行。
35.对于附图，例如，可以根据制造技术和/或公差预测所图示的形状的变形。因此，本发明的实施例不应解释为限于本说明书中所述的区域的特定形状，且需要包括例如在制备过程中引起的形状的变化。在本文中使用的所有术语“和/或”包括所提起的构成要素的各个以及一个或更多个的所有组合。并且，在本说明书中使用的术语“基板”可以是指基板本身，或者层压结构体，其包括基板和形成于其表面上的预定的层或膜等。并且，在本说明书中，“基板的表面”可以是指基板本身的露出的表面，或形成于基板上的预定的层或膜等的外侧表面。并且，“上部”或“上”的记载不仅可以包括以接触的方式直接在上面的情况，而且可以包括以非接触的方式在上面的情况。
36.图1概念性地图示由根据一个或更多实施例的光纤维加工装置加工的光纤维，图2更具体地图示光纤维10。
37.如图1、图2所示，光纤维10包括光1所行进的核心10a和覆盖核心10a外周表面的包层10b。在所述包层10b上沿着光纤维10的长度方向形成有行进核心10a内部的光所溜出的出光窗口10c。
38.光1通过所述光纤维10的一侧区域或琢面(facet)注入核心10a内。注入核心10a的光1在沿着核心10a行进中遇到出光窗口10c，此时光1的一部分通过出光窗口10c向光纤维10外部溜出。
39.所述出光窗口10c是除去覆盖核心10a的包层10b的一部分而获得的开口部(opening)，即为用于沿着核心10a进行的光中的一部分溜出的出光区域。
40.图3为形成有出光窗口10c的光纤维10的实际照片。
41.如图3所示，光纤维10具有在整体上或部分地发光的纤维状发光体的功能。这种光纤维10可以用作各种形式的光源，可使用于汽车的照光、照明或表示系统，用于温室、尤其智能农场(smart farm)的光源装置、显示装置、太阳发电系统等，其用途可以进一步得以扩展。
42.图4和图5图示在一个或更多实施例中在光纤维上形成出光窗口的构造的概念。
43.如图4、图5所示，在沿着一个方向移送的光纤维10的周围，加工杆31沿着与光纤维的行进方向正交的方向按照预定角度间隔布置。光纤维10按照在光纤维10上逐渐形成出光窗口10c按照一定间隔距离被间歇地移送。
44.所述加工杆31设置为能够执行高速旋转和前进、后进，并且，在其端部形成有加工尖端31a，其用于磨削光纤维10的包层10b。所述加工杆31通过高速旋转在包层10b上形成穿孔，即出光窗口10c。
45.所述加工杆31以光纤维10为中心按照预定角度间隔布置于其周围，在向光纤维10
实施一次行进(接近)后，加工尖端31a接触到光纤维10的包层10b，并通过二次行进在包层10b上加工出光窗口10c。由于一次行进的距离对应于包层10b的厚度值，二次行进的距离非常短。可以根据对包层10b的加工结果适当调整二次行进距离。在此，二次行进在一次行进后，在加工尖端31a接触到包层10b后开始，对其距离的计算以接触时点的加工尖端31a的先端的位置为起点。这是为了与存在机械误差的加工杆31的布置状态无关而在包层10b上形成具有正确厚度的出光窗口10c。
46.作为为此的附加装置，当加工先端31a行进并接触到包层10b时，可以通过具有以机械、电气/电子方式检测该接触的机械性结构或电气/电子方式中断器来控制加工深度，以使在接触到包层10b后仅在预定距离内加工出光窗口10c。或者，在在包层10b上开始加工出光窗口10c后，通过以机械或电子方式检测其深度并控制加工深度来在包层10b上精密地加工出光窗口10c。在通过由加工杆31进行的机械切削加工出光窗口10c的过程中，包层10b内侧的核心也被部分地切削，可以将根据如上所述的加工深度控制的由所有加工杆31产生的核心切削部分的深度可以调整为恒定或所需的深度。
47.图6展示在加工杆31的先端部的加工尖端31a附近设置传感管35来使传感管35当从加工尖端处往后方后退时停止加工的概念。
48.如图6的(a)所示，在正常状态下，传感管35的先端部布置为与加工杆31的先端部一致。在这种状态下，当加工杆31前进时，传感管35也随之一起移动。
49.如图6的(b)所示，加工杆31前进以使其端部接触到光纤维10的包层10b，由此开始加工出光窗口。
50.如图6的(c)所示，随着对出光窗口的加工，装设于加工杆31的先端部的传感管35被包层10b压住并往加工杆31的后方后退。此时，当所后退的距离到达预设值时，由加工杆31的出光窗口10c的加工停止。对加工的停止包括加工杆31的后退和加工杆的旋转停止。在此，可以通过检测对所述加工杆31的传感管的后退距离来测量预设值，因此，传感管可以连接至用于测量距离的附加装置。
51.图7用于描述形成于核心周围的所述出光窗口的布置。如图7和图5所示，由于形成出光窗口10c的加工杆31以核心10a为中心布置为不互相面对而互相交错，可以防止以核心为中心而互相面对的两个出光窗口位于一个直线上。
52.在形成所述出光窗口10c的过程中，平滑地加工根据机械加工的出光窗口10c的底面即露出于出光窗口10c下部的核心10a表面的切削表面对抑制光损失有益。为此，通过在低温或零下的温度下加工所述光纤维10，即通过执行冷切削加工，则可以获得平滑的切削表面。对于低温加工而言，将操作空间保持在低温是有用的，进而可以通过局部性地供应低温状态的氮气以急速冷却光纤维10。
53.图8、9分别为展示根据一个或更多实施例的光纤维加工装置的概略性外观的透视图和投影图，图10为光纤维所穿过的纤维行进隧道23部分的放大图。
54.图8、图9所示的光纤维加工装置具有光纤维加工头20，其具有纤维行进隧道23，其中对穿过其内部的光纤维10的包层10b上形成出光窗口10c，以及多个加工杆插入孔102，其在与所述隧道23正交的方向上在所述隧道23的周围形成为放射状以连接至隧道23。
55.在所述加工头20的周围设置有加工头，其具有通过所述加工杆插入孔102加工所述行进隧道内的光纤维的表面(包层)的加工尖端31a，以及致动所述加工杆的致动器。所述
致动器30为能够加工极小的孔的微型钻机。
56.所述加工头20可以包括头芯21，其中形成有所述光纤维10所穿过的隧道23，以及支撑头芯21的头体22。然而，根据其它实施例，所述隧道23可以不需要所述头芯21且形成于所述头体22本身。换言之，所述加工头20可以包括构成一个躯体的头体22和头芯21。
57.并且，在所述头体22中形成有与所述加工杆插入孔102交叉的冷媒穿孔101。所述冷媒穿孔101为用于冷却头体22和光纤维10，是一种选择性要素。通过结合至头体22的喷嘴40注入的气体或液体状态的冷媒通过所述加工杆插入孔102流入所述光纤维行进隧道23，且通过由后述的隔离物25形成的间隙流入隧道24后被排出。
58.加工头内部具有以光纤维所穿过的隧道23为中心在其周围布置为放射状的加工杆插入孔102以及形成为横过该加工杆插入孔102或与其正交的冷媒穿孔101的连接结构。
59.并且，在所述隧道23的周围布置为放射状的致动器以光纤维10的核心10a或隧道23不会放置在同一直线上。这是为了抑制由于形成于光纤维上的出光窗口10c互相面对而发生的光损失或出光量不均匀。即，在图13的实施例中七个致动器30以等角布置，因此，所有致动器30以隧道为中心形成为互相交错。
60.如图10所示，在设置于头体22上的头芯21中设置有光纤维10所穿过的套筒24。在所述套筒24的内表面形成有多个隔离物25，其与光纤维10接触并支撑该光纤维10。所述多个隔离物25以一定间隔布置以支撑光纤维10并减少核心气缸23与光纤维10之间的摩擦。通过如此布置隔离物25形成用于冷加工的冷媒流入空间。
61.这种隔离物25在套筒24的内表面以预定角度间隔布置为多个并形成齿轮形隔离结构，并且，每个隔离物25可以在光纤维10的延伸方向或行进方向上延伸。
62.根据其它实施例，形成于所述套筒24内部的隔离物25可以直接形成于形成在所述头芯21的隧道23的内部。
63.图11和图12图示致动加工杆31的致动器30的设置状态。
64.致动器30包括加工头20的躯体、在本实施例中固定于头体22的外周表面上的定子架33、对其执行直线往复的移动架32，以及设置于移动架且使所述加工杆31进行高速旋转的电极34。所述定子架33的相对位置对所述加工头20固定，并且根据本实施例固定于加工头20。
65.所述移动架32的运动引起安装有所述加工杆31的头体22对加工杆插入孔102的往复运动，因此，进行高速旋转的加工杆31的加工尖端31a与光纤维10的包层10b接触且在包层10b上加工出光窗口10c。所述加工尖端31a可以由人工或天然钻石形成。根据出光窗口10c的加工，当露出于出光窗口10c的底面的包层10c也切削到预定深度时，可以通过如上所述的切削深度调整结构控制该深度。
66.根据本发明，可以大批产生通过侧表面进行出光的光纤维以在太阳光发电、宇宙工学、大型船舶、电气车辆、携带电器产品等应用领域广泛使用。
67.尽管在本公开中对特定实施例进行图示和描述，然而，本领域的普通技术人员熟知可以在不脱离由以下的权利要求书提供的本发明的精神或领域的限度内对本发明进行各种改善和变更。