一种采用飞秒激光在光纤上制备微结构阵列的装置及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115933324A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211348086.8(22)申请日2022.10.31(71)申请人深圳大学地址518054广东省深圳市南山区粤海街道南海大道3688号(72)发明人王义平付彩玲彭振威廖常锐何俊(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102专利代理师温德昌(51)Int.Cl.G03F7/20(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图6页(54)发明名称一种采用飞秒激光在光纤上制备微结构阵列的装置及方法(57)摘要本发明公开了一种采用飞秒激光在光纤上制备微结构阵列的装置，包括放纤模块、夹持模块、三轴运动模块、飞秒激光模块、成像模块、收纤模块和控制模块，所述控制模块控制所述放纤模块、夹持模块、三轴运动模块、飞秒激光模块、成像模块和收纤模块；所述夹持模块、三轴运动模块、飞秒激光模块和成像模块位于所述放纤模块和收纤模块之间，所述夹持模块设置于所述三轴运动模块上，所述飞秒激光模块和成像模块位于所述三轴运动模块的上方。该装置可在光纤上连续制备光纤微结构，以形成微结构阵列。本发明公开了一种采用飞秒激光在光纤上制备微结构阵列的方法，可应用于上述装置中。CN115933324ACN115933324A权利要求书1/3页1.一种采用飞秒激光在光纤上制备微结构阵列的装置，其特征在于，包括放纤模块、夹持模块、三轴运动模块、飞秒激光模块、成像模块、收纤模块和控制模块，所述控制模块控制所述放纤模块、夹持模块、三轴运动模块、飞秒激光模块、成像模块和收纤模块；所述夹持模块、三轴运动模块、飞秒激光模块和成像模块位于所述放纤模块和收纤模块之间，所述夹持模块设置于所述三轴运动模块上，所述飞秒激光模块和成像模块位于所述三轴运动模块的上方。2.根据权利要求1所述的采用飞秒激光在光纤上制备微结构阵列的装置，其特征在于，还包括张力检测模块，所述张力检测模块位于所述三轴运动模块和收纤模块之间，由所述控制模块控制。3.根据权利要求2所述的采用飞秒激光在光纤上制备微结构阵列的装置，其特征在于，所述张力检测模块包括两个定滑轮以及位于两个定滑轮之间的动滑轮和位置传感器，所述位置传感器用于检测所述定滑轮的实际位置；所述光纤从一定滑轮的上方缠绕至所述动滑轮的下方，再从所述动滑轮的下方缠绕至另一动滑轮的上方，当所述动滑轮的重力与所述光纤的张力平衡时，所述动滑轮和两个定滑轮之间形成三角形排列。4.根据权利要求1所述的采用飞秒激光在光纤上制备微结构阵列的装置，其特征在于，还包括一轴运动模块，由所述控制模块控制；所述收纤模块设置于所述一轴运动模块上，包括收纤料盘和收纤电机，所述收纤电机连接驱动所述收纤料盘进行旋转，以将所述光纤的已加工部分缠绕在所述收纤料盘上；所述一轴运动模块的运动方向垂直于所述收纤料盘的旋转轴方向。5.一种采用飞秒激光在光纤上制备微结构阵列的方法，其特征在于，所述光纤沿其轴向方向预设有多个加工区域；该方法包括如下步骤：步骤100：所述控制模块控制所述放纤模块和收纤模块分别对所述光纤的待加工部分和已加工部分同步放纤和收纤，当所述光纤的加工区域被输送至所述夹持模块上时，控制所述放纤模块和收纤模块暂停放纤和收纤；步骤200：所述控制模块控制所述夹持模块夹紧所述光纤的加工区域；步骤300：所述控制模块控制所述成像模块和飞秒激光模块分别对所述夹持模块上的加工区域进行聚焦成像和发射飞秒激光，然后根据所述成像模块对所述加工区域的成像，手动或自动控制所述三轴运动模块带动所述夹持模块进行运动，以将所述飞秒激光的聚焦点定位于所述加工区域的中轴线上；步骤400：所述控制模块根据所述光纤微结构的加工轨迹，控制所述三轴运动模块带动所述夹持模块进行运动，以使所述飞秒激光模块在所述加工区域内制作形成所述光纤微结构；步骤500：所述控制模块控制所述夹持模块松开所述光纤的加工区域，并重复步骤100至步骤400，直至所述光纤的每个加工区域内均制作形成有对应的光纤微结构，以在所述光纤内形成所需的微结构阵列。6.根据权利要求5所述的采用飞秒激光在光纤上制备微结构阵列的方法，其特征在于，在步骤100中，在所述放纤模块放出所述光纤的待加工部分时，所述控制模块控制所述张力检测模块对所述光纤进行张力检测，然后根据所述张力检测模块对所述光纤的张力检测，调节所述放纤模块的放纤速度。2CN115933324A权利要求书2/3页7.根据权利要求6所述的采用飞秒激光在光纤上制备微结构阵列的方法，其特征在于，所述张力检测模块包括动滑轮和位置传感器，所述光纤绕过所述动滑轮的下方；所述控制模块控制所述张力检测模块对所述光纤进行张力检测，然后根据所述张力检测模块对所述光纤的张力检测，调节所述放纤模