一种基于拉锥平台的光纤束自动扭转装置的制作方法

1.本实用新型涉及光纤加工技术领域，具体为一种基于拉锥平台的光纤束自动扭转装置。


背景技术：

2.光纤激光器近年来得到了快速地发展，无论是在科研领域还是工业生产领域的应用都十分广泛，其具有转换效率高、结构紧凑且光束质量高等优点，使其占据越来越多的高功率激光市场。随着对光纤激光器功率要求的不断提高，将泵浦光高效率且安全地输入光纤谐振腔是研制高功率光纤激光器需要解决的重要问题之一。
3.光纤合束器，作为光纤激光器的核心元件之一，实现了将多束泵浦光或信号光耦合输出的技术，它的性能参数直接影响了光纤激光器的输出功率及光束质量，因此研制高性能的光纤合束器是实现光纤激光器高功率输出的基础和前提。
4.目前主流光纤合束器采用的是端面泵浦耦合方式，核心技术为熔融拉锥光纤束技术，其制作过程主要分为：组束
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扭转
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拉锥
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切割
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熔接。其中，光纤束扭转打结的质量好坏，直接影响了拉锥后光纤束的形态和对称性，从而影响合束器的最终性能和制作效率。传统的扭转方式大多依靠人手工操作，不仅力度难以控制，扭转角度上也很难达到一致性，同时，在转运过程中，存在扭转好的光纤束发生形变的风险；这些不可控因素都大大降低了合束器的制备效率以及产品合格率。
5.因此，如何实现扭转角度和力度的精确控制，如何实现扭转过程中光纤束张力的控制，以及如何省去扭转光纤束转运到拉锥平台上的过程，从而提高光纤束拉锥的质量、效率、一致性，是光纤合束器制备待解决的一个关键技术问题。为此，我们提出一种基于拉锥平台的光纤束自动扭转装置。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种基于拉锥平台的光纤束自动扭转装置，具备能够控制光纤束扭转过程中的张力值，提高光纤束扭转质量的优点，解决了传统的扭转方式制作合束器制备效率以及产品合格率低的问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于拉锥平台的光纤束自动扭转装置，包括设置在拉锥平台上的第一移动平台和第二移动平台，所述拉锥平台通过拉锥电机带动第一移动平台与第二移动平台之间发生水平位移实现拉锥，所述第一移动平台上设置有对光纤束进行扭转的第一扭转装置，所述第二移动平台上设置有对光纤束进行扭转的第二扭转装置，所述第二扭转装置可沿第二移动平台左右水平位移，所述第二扭转装置与第二移动平台之间设置有监测及反馈扭转过程中光纤束张力变化的张力传感器；
8.优选的，所述张力传感器检测到张力值大于设定值时，拉锥电机驱动第一移动平台和第二移动平台做负向运动，即相互靠近，反之，做正向运动，即相互远离，当张力值处于设定范围时，拉锥平台的拉锥电机停止运动。
9.优选的，所述第一扭转装置和第二扭转装置上均设置有用于插入光纤束的光纤夹具，所述第一扭转装置和第二扭转装置均通过步进电机带动两个旋转齿轮转动，旋转齿轮带动光纤夹具转动对光纤束进行扭转。
10.优选的，所述第二扭转装置设置在第二移动平台的滑轨上，第二扭转装置远离第一扭转装置的一端通过s型的张力传感器与第二移动平台连接。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
12.能够控制光纤束扭转过程中的张力值，提高光纤束扭转质量；能够直接在拉锥平台上完成扭转操作，省去扭转好的光纤束转运过程；提高生产效率，提高成品率，提高产品一致性；可扭转不同型号光纤束，同一台拉锥平台可快速切换不同合束器产品，解决了传统的扭转方式制作合束器制备效率以及产品合格率低的问题。
附图说明
13.图1为本实用新型结构示意图；
14.图2为本实用新型第一扭转装置结构示意图；
15.图3为本实用新型第二扭转装置结构示意图；
16.图4为本实用新型光纤夹具结构示意图；
17.图5为本实用新型张力传感器结构示意图。
18.图中：1、第一移动平台；2、第二移动平台；3、第一扭转装置；4、第二扭转装置；5、张力传感器；6、步进电机；7、旋转齿轮；8、光纤夹具；9、拉锥平台；10、拉锥电机。
具体实施方式
19.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。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
20.如图1所示，一种基于拉锥平台的光纤束自动扭转装置，包括设置在拉锥平台9上的第一移动平台1和第二移动平台2，拉锥平台9通过拉锥电机10带动第一移动平台1与第二移动平台2之间发生水平位移实现拉锥，第一移动平台1上设置有对光纤束进行扭转的第一扭转装置3，第二移动平台2上设置有对光纤束进行扭转的第二扭转装置4，第二扭转装置4可沿第二移动平台2左右水平位移，第二扭转装置4与第二移动平台2之间设置有监测及反馈扭转过程中光纤束张力变化的张力传感器5；
21.张力传感器5检测到张力值大于设定值时，拉锥电机10驱动第一移动平台1和第二移动平台2做负向运动，即相互靠近，反之，做正向运动，即相互远离，当张力值处于设定范围时，拉锥平台9的拉锥电机10停止运动。
22.第二扭转装置4设置在第二移动平台2的滑轨上，第二扭转装置4远离第一扭转装置3的一端通过s型的张力传感器5与第二移动平台2连接。
23.如图2和3所示，第一扭转装置3和第二扭转装置4上均设置有用于插入光纤束的光纤夹具8，第一扭转装置3和第二扭转装置4均通过步进电机6带动两个旋转齿轮7转动，旋转齿轮7带动光纤夹具8转动对光纤束进行扭转。步进电机6可以控制齿轮匀速稳定的运动，通
过精确控制光纤束的扭转角度来保证光纤束能达到最合适的扭转力度；
24.如图4所示，光纤夹具8为梅花孔状，中段包裹齿轮，用于与下一环节衔接；光纤夹具8材料采用光滑不伤纤，且具有一定摩擦力的材料制成，保证光纤在不受力的状态下不会在夹具中滑动。
25.如图5所示，为s型的张力传感器5结构示意图。
26.工作原理：步进电机6利用旋转齿轮7带动光纤夹具8自动扭转，可精确稳定控制光纤束扭转角度；左侧第一扭转装置3固定于第一移动平台1，右侧第二扭转装置4与第二移动平台2之间设置滑轨，右侧的s型的张力传感器5与第二扭转装置4相连，通过电阻应变仪随弹性元件变形而变形，电阻值随之变大或变小，通过相应的测量电路将电阻变化转换为电信号，反馈到采集软件，用于监测及反馈扭转过程中光纤束的张力值；软件采集张力传感器5的数字信号，数字信号即张力值反馈到拉锥平台9控制程序中，程序判断张力值是否处于设定范围，当张力值大于设定值时，拉锥平台9控制驱动第二移动平台2以一定速度做负向运动(即向左运动)，反之，做正向运动(即向右运动)，当读取张力值处于设定范围时，拉锥平台9的拉锥电机10停止运动；从而达到使光纤束在扭转过程中保持张力恒定的目的；光纤束在扭转过程中总长度会减小，在扭转装置上采用张力控制，可以消除扭转后期由于张力过大导致的光纤应力，从而导致光纤损伤，在拉锥加热过程中，过大应力的释放会导致损耗增大，最终影响器件性能；由于扭转部件(即机械齿轮部分)固定在拉锥移动平台上，因此可直接操作拉锥平台9进行拉锥，省去转移放置过程；本方案设计的装置可适用于多种光纤合束器(n*1型或(n 1)*1型)自动扭转。
27.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。