【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤通讯，具体涉及一种光纤准直器及其制备装置和方法。
技术介绍
1、光纤准直器是一种常见的光无源器件，在光学领域中应用广泛。它能够低损耗地产生几乎平行的光束，可以在光束中插入其他光学元件，从而满足复杂的光学结构和性能需求。光纤准直器的应用领域涵盖了高功率激光器、光通讯、光纤传感、生物医疗等多个领域。
2、传统的光纤准直器通常采用套管封装的方式，如图1所示，将透镜与毛细管封装于套管内，以实现光信号的传输与准直。由于套管或连接片的存在，此类光纤准直器的操作复杂且尺寸偏大，外径通常在1.4mm至3.2mm之间。此外，透镜与毛细管之间的空气填充、毛细管的出光端面、透镜的入光端面以及透镜的出光端面均需进行增透膜的镀覆，这增加了制造成本。
3、随着光纤传输技术的进步，光器件、模块等都在不断小型化，需要一种光纤准直器，制作简易、成本降低，使光纤准直器的设计、制造往低成本、小尺寸的方向发展。
技术实现思路
1、本专利技术为解决上述
技术介绍
中提出的问题，提供一种光纤准直器及其制备装置和方法，通过简化制造工艺，以降低生产成本并提升生产效率，从而推动光纤准直器向低成本、小尺寸的方向发展。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术一种光纤准直器，包括：光纤；光学胶水；其特点在于，设置一中心带有圆形凹槽的透镜模具；并将所述光纤竖直插入所述透镜模具圆形凹槽的中心位置后，在圆形凹槽中注入所述光学胶水以覆盖光纤的端部与凹槽之间的
4、本专利技术所述的光纤准直器的特点也在于，利用式(1)得到透镜模具的参数：
5、
6、式(1)中，n为光学胶水的折射率，l为半圆形透镜的长度，l1为光纤插入透镜模具的深度，r为半圆形透镜的曲率半径，f(r)是曲率半径的函数，k为常数。
7、本专利技术一种光纤准直器的制备装置的特点在于，包括：由透镜模具、相机、z轴电动移动滑台、xy电动平移台、支撑架、光纤夹具、底座、相机支架、光学胶水；
8、在底座的中心位置处设置有所述xy电动平移台，且在所述xy电动平移台上安装有透镜模具；
9、在底座上后方设置有支撑架，所述支撑架的上端伸向透镜模具的上方，且所述支撑架的上端固定有所述z轴电动移动滑台，在所述z轴电动移动滑台上固定有所述光纤夹具；
10、在底座上左侧设置有相机支架，所述相机支架的上端伸向所述透镜模具的斜上方，且所述相机支架的上端设置有所述相机。
11、本专利技术一种光纤准直器的制备方法的特点在于，是应用于所述的制备装置中，并按如下步骤进行：
12、步骤一，将光纤切割成平整端面，并去除非玻璃涂层，保留纤芯和包层，然后用光纤夹具固定处理后的光纤；
13、步骤二，根据光学胶水的折射率n确定透镜模具中圆形凹槽的长度l和曲率半径r，从而得到带有圆形凹槽的透镜模具，并在圆形凹槽内涂覆脱模剂；
14、步骤三，使用标定过的相机来检测光纤的实际位置，并利用摄像头采集光纤的图像i(x,y)，从而应用图像处理算法来提取图像i(x,y)的轮廓，并利用式(2)计算光纤轮廓的质心作为实际位置(x2,y2)；
15、
16、步骤四，设定光纤的中心位置(x1,y1)，并与光纤实际位置(x2,y2)相比较，从而利用式(3)计算行位置误差值ex和列位置误差值ey，以调整光纤的位置；
17、ex＝x1-x2，ey＝y1-y2(3)
18、利用式(4)计算xy电动平移台移动的位移：
19、
20、式(4)中，ux为xy电动平移台在x轴移动距离，uy为xy电动平移台在y轴移动距离，kp为比例增益，ki为积分增益，kd为微分增益；
21、通过驱动电机控制xy电动平移台的移动，以实现光纤(1)从实际位置(x2,y2)移动至预设的中心位置(x1,y1)；
22、步骤五，设定光纤插入深度的设定值z1，根据光纤插入深度的设定值z1和实际值z2，利用式(5)计算深度误差值ez：
23、ez＝z1-z2(5)
24、利用式(6)计算z轴电动移动滑台移动的位移：
25、
26、式(6)中，uz为z轴电动移动滑台在z轴移动距离；
27、通过驱动电机控制z轴电动移动滑台的移动，以实现光纤的插入深度从实际值z2移动至设定值z1；
28、步骤六，向透镜模具中注入光学胶水直至填满半圆形凹槽，并固化光学胶水；
29、步骤七，在固化后的光纤脱模后形成带有半圆形透镜的光纤准直器，并在所述光纤准直器的半圆形透镜的出光端面上涂有增透膜镀层。
30、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
31、1.结构创新：本专利技术提出的一体式光纤准直器结构精简，尺寸小巧，应用场景广泛。
32、2.制作工艺创新：本专利技术提出的制作方法简化光纤准直器的生产流程，通过快速固化光学胶水，大大缩短了生产周期。
33、3.成本效益：本专利技术的光纤准直器在减少套管和毛细管使用的同时，也减少了对复杂设备和技术的依赖，降低制造成本，使得产品更具有市场竞争力。
34、4.批量化生产：本专利技术的制作方法和设备设计适用于批量化生产，能够满足市场对光纤准直器的大量需求，同时保持产品的一致性和可靠性。
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1.一种光纤准直器，包括：光纤(1)；光学胶水(10)；其特征在于，设置一中心带有圆形凹槽的透镜模具(2)；并将所述光纤(1)竖直插入所述透镜模具(2)圆形凹槽的中心位置后，在圆形凹槽中注入所述光学胶水(10)以覆盖光纤(1)的端部与凹槽之间的空隙，固化所述光学胶水(10)并脱模后，形成带有半圆形透镜的光纤准直器，并在半圆形透镜的出光端面(1a)上镀有增透膜。
2.根据权利要求1所述的光纤准直器，其特征在于，利用式(1)得到透镜模具(2)的参数：
3.一种光纤准直器的制备装置，其特征在于，包括：由透镜模具(2)、相机(3)、Z轴电动移动滑台(4)、XY电动平移台(5)、支撑架(6)、光纤夹具(7)、底座(8)、相机支架(9)、光学胶水(10)；
4.一种光纤准直器的制备方法，其特征在于，是应用于如权利要求3所述的制备装置中，并按如下步骤进行：
【技术特征摘要】
1.一种光纤准直器，包括：光纤(1)；光学胶水(10)；其特征在于，设置一中心带有圆形凹槽的透镜模具(2)；并将所述光纤(1)竖直插入所述透镜模具(2)圆形凹槽的中心位置后，在圆形凹槽中注入所述光学胶水(10)以覆盖光纤(1)的端部与凹槽之间的空隙，固化所述光学胶水(10)并脱模后，形成带有半圆形透镜的光纤准直器，并在半圆形透镜的出光端面(1a)上镀有增透膜。
2.根据权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：程真英，陈龙，程梦婷，赵亮，姚攀，李瑞君，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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