製作熔錐型偏振器的小型加熱爐裝置的製作方法

2023-06-26 03:49:21

專利名稱：製作熔錐型偏振器的小型加熱爐裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及製作熔錐型偏振器的裝置。
背景技術：
光纖偏振器是光纖傳感系統中常用的關鍵器件，其作用是實現單模光纖中傳輸光偏振態的選擇。熔錐型光纖偏振器的製作方法是先在光纖熔融狀態下進行拉伸，使光纖產生錐腰，再在拉細部分進行雙折射晶體的定向生長，製作成光纖偏振器。在晶體生長工藝方面，常採用靜態溫梯法，通過控制晶體生長爐的溫度和升降溫速率等多重熔化、結晶條件， 來控制晶體的定向生長。實現晶體定向生長的關鍵在於加熱爐溫度控制的準確性和穩定性。目前沒有結構簡單、溫度控制準確及穩定、適合偏振器製作工藝的小型加熱爐裝置。

發明內容
本發明的目的是為了解決目前沒有結構簡單、溫度控制準確及穩定、適合偏振器製作工藝的小型加熱爐裝置的問題，提供一種製作熔錐型偏振器的小型加熱爐裝置。製作熔錐型偏振器的小型加熱爐裝置，它包括下爐體外殼、下爐體、上爐體、一號單端加熱管、二號單端加熱管、三號單端加熱管、四號單端加熱管、一號熱電偶、二號熱電偶、下爐腔、上爐腔、上爐體外殼、上爐體溫控表、下爐體溫控表和電源，下爐腔位於下爐體的上表面中間的凹槽內，二號單端加熱管嵌入到下爐體內的下爐腔的後方，一號單端加熱管嵌入到下爐體內的下爐腔的前方，且一號單端加熱管與二號單端加熱管平行設置，一號熱電偶嵌入到下爐體內，上爐腔位於上爐體的下表面中間的凹槽內，四號單端加熱管嵌入到上爐體的上爐腔的前方，三號單端加熱管嵌入到上爐體的上爐腔的後方，且三號單端加熱管與四號單端加熱管平行設置，二號熱電偶嵌入到上爐體內，下爐體固定在下爐體外殼的腔體內部，上爐體固定在上爐體外殼的腔體內部，下爐體的上表面與上爐體的下表面相對且留有空隙，下爐體的上表面與上爐體的下表面間的距離為光纖能自由進出的距離，一號熱電偶的信號輸出端連接在下爐體溫控表的輸入端，二號熱電偶的信號輸出端連接在上爐體溫控表的輸入端，電源的一個輸出端與一號單端加熱管連通，電源的另一個輸出端與二號單端加熱管連通，電源的再一個輸出端與三號單端加熱管連通，電源的第四個輸出端與四號單端加熱管連通。由於上、下爐體內分別採用兩支平行放置且在爐體前、後側對稱分布的小型單端加熱管進行加熱，保證了爐體溫場的均勻和穩定性；使用與加熱管平行放置的熱電偶反饋爐體局部溫度，檢測精度高，爐腔內溫度控制準確、穩定，加熱爐體積緊湊，適合熔錐型光纖偏振器製作的需要。


圖1為本發明的結構示意圖，圖2為本發明的下爐體結構示意圖，圖3為本發明的上爐體結構示意圖，圖4為本發明溫度控制原理示意圖，圖5為本發明具體實施方式
三的示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖1說明本實施方式，本實施方式包括下爐體外殼1、下爐體2、上爐體3、一號單端加熱管10、二號單端加熱管11、三號單端加熱管14、四號單端加熱管16、一號熱電偶12、二號熱電偶15、接線端子8、下爐腔13、上爐腔17、上爐體外殼9、上爐體溫控表19、下爐體溫控表21和電源23，下爐腔13位於下爐體2的上表面中間的凹槽內，二號單端加熱管11嵌入到下爐體2內的下爐腔13的後方，一號單端加熱管10嵌入到下爐體2內的下爐腔13的前方，且一號單端加熱管10與二號單端加熱管11平行設置，一號熱電偶12嵌入到下爐體2內，上爐腔17位於上爐體3的下表面中間的凹槽內，四號單端加熱管16嵌入到上爐體3的上爐腔17的前方，三號單端加熱管14嵌入到上爐體3的上爐腔17的後方，且三號單端加熱管14與四號單端加熱管16平行設置，二號熱電偶15嵌入到上爐體3內，下爐體2固定在下爐體外殼1的腔體內部，上爐體3固定在上爐體外殼9的腔體內部，下爐體2的上表面與上爐體3的下表面相對且留有空隙，下爐體2的上表面與上爐體3的下表面間的距離為光纖能自由進出的距離，一號熱電偶12的信號輸出端連接在下爐體溫控表21的輸入端，二號熱電偶15的信號輸出端連接在上爐體溫控表19的輸入端，電源23的一個輸出端通過接線端子8與一號單端加熱管10連通，電源23的另一個輸出端通過接線端子8與二號單端加熱管11連通，電源23的再一個輸出端通過接線端子8與三號單端加熱管14連通，電源23的第四個輸出端通過接線端子8與四號單端加熱管16連通。
具體實施方式
二 結合圖1說明本實施方式，本實施方式與實施方式一不同的是它還包括精密電動平臺5、配重6和連接板7，連接板7為弓字形，連接板7的左端與下爐體外殼1的延長臂固定連接，連接板7的中部的下表面固定在精密電動平臺5的上表面，配重 6固定在連接板7的右端，其它組成和連接關係與實施方式一相同。通過與精密電動平臺5固連實現加熱爐的升降運動，加熱爐的高度可根據工作狀況和光纖的高度通過電腦程式調整，具有位置重複性高，靈活方便的特點。
具體實施方式
三結合圖1和圖5說明本實施方式，本實施方式與實施方式一不同的是它還包括搬手4和鉸接軸M，上爐體外殼9的延長臂和下爐體外殼1的延長臂通過鉸接軸M鉸接在一起，搬手4固定在鉸接軸M的右端，其它組成和連接關係與實施方式一相同。通過轉動搬手4，即將上爐體外殼開啟；反向轉動搬手4，就將上爐體與下爐體閉具體實施方式
四結合圖4說明本實施方式，本實施方式還包括上爐體調壓模塊 20、下爐體調壓模塊22和計算機18，計算機18的一個控制輸出端連接在上爐體溫控表19 的控制輸入端，計算機18的另一個控制輸出端連接在下爐體溫控表21的控制輸入端，上爐體溫控表19的輸出端連接在上爐體調壓模塊20的輸入端，上爐體調壓模塊20的一個電壓輸出端連通三號單端加熱管14，上爐體調壓模塊20的另一個電壓輸出端連通四號單端加熱管16，下爐體溫控表21的輸出端連接在下爐體調壓模塊22的輸入端，下爐體調壓模塊 22的一個電壓輸出端連通一號單端加熱管10，下爐體調壓模塊22的另一個電壓輸出端連通二號單端加熱管11，其它組成和連接關係與實施方式一相同。
上爐腔17的溫度控制由三號單端加熱管14、四號單端加熱管16、二號熱電偶15、 上爐體溫控表19和上爐體調壓模塊20構成閉環控制迴路；下爐腔13的溫度控制由一號單端加熱管10、二號單端加熱管11、一號熱電偶12、下爐體溫控表21和下爐體調壓模塊22構成閉環控制迴路；計算機18通過串口實現與上爐體溫控表19、下爐體溫控表21的通訊；在計算機上可以根據工藝需要設置溫度變化曲線，在上、下加熱器爐腔內產生溫度場，在溫度場的作用下晶體經過融化和結晶的過程，生產出所需要的晶體。具體工作過程如下光纖熔融拉伸完成後，將上加熱爐抬起，根據光纖高度位置和工藝要求，啟動精密電動平臺，將加熱爐機構整體移動至光纖位置，將待熔化的晶體放置於光纖錐腰處並置於上爐腔17與下爐腔13之間的腔體中，然後將上加熱爐放下，根據工藝要求分別設置上、下加熱器的溫度變化曲線，開始加熱爐溫度控制，控制晶體的熔化和結晶， 降溫過程完成後即生長出偏振晶體，再通過後續封裝完成熔錐型光纖偏振器的製作。
具體實施方式
五本實施方式與實施方式一不同的是一號單端加熱管10、二號單端加熱管11、三號單端加熱管14、四號單端加熱管16採用的是直徑為5mm、長度為22mm的單端加熱管，其它組成和連接關係與實施方式一相同。可有效減小加熱爐體積。
權利要求
1.製作熔錐型偏振器的小型加熱爐裝置，其特徵是它包括下爐體外殼(1)、下爐體 (2)、上爐體(3)、一號單端加熱管(10)、二號單端加熱管(11)、三號單端加熱管(14)、四號單端加熱管(16)、一號熱電偶(12)、二號熱電偶(15)、下爐腔(13)、上爐腔(17)、上爐體外殼(9)、上爐體溫控表(19)、下爐體溫控表和電源(23)，下爐腔(13)位於下爐體(2) 的上表面中間的凹槽內，二號單端加熱管(11)嵌入到下爐體(2)內的下爐腔(13)的後方， 一號單端加熱管(10)嵌入到下爐體O)內的下爐腔(13)的前方，且一號單端加熱管(10) 與二號單端加熱管(11)平行設置，一號熱電偶(12)嵌入到下爐體(2)內，上爐腔(17)位於上爐體(3)的下表面中間的凹槽內，四號單端加熱管(16)嵌入到上爐體(3)的上爐腔 (17)的前方，三號單端加熱管(14)嵌入到上爐體C3)的上爐腔(17)的後方，且三號單端加熱管(14)與四號單端加熱管(16)平行設置，二號熱電偶(15)嵌入到上爐體(3)內，下爐體O)固定在下爐體外殼(1)的腔體內部，上爐體(3)固定在上爐體外殼(9)的腔體內部， 下爐體O)的上表面與上爐體(3)的下表面相對且留有空隙，下爐體O)的上表面與上爐體⑶的下表面間的距離為光纖能自由進出的距離，一號熱電偶(12)的信號輸出端連接在下爐體溫控表的輸入端，二號熱電偶(15)的信號輸出端連接在上爐體溫控表(19)的輸入端，電源的一個輸出端與一號單端加熱管(10)連通，電源的另一個輸出端與二號單端加熱管(11)連通，電源的再一個輸出端與三號單端加熱管(14)連通，電源03)的第四個輸出端與四號單端加熱管(16)連通。
2.根據權利要求1所述製作熔錐型偏振器的小型加熱爐裝置，其特徵在於它還包括精密電動平臺(5)、配重(6)和連接板(7)，連接板(7)為弓字形，連接板(7)的左端與下爐體外殼(1)的延長臂固定連接，連接板(7)的中部的下表面固定在精密電動平臺( 的上表面，配重(6)固定在連接板(7)的右端。
3.根據權利要求1或2所述製作熔錐型偏振器的小型加熱爐裝置，其特徵在於它還包括搬手(4)和鉸接軸(M)，上爐體外殼(9)的延長臂和下爐體外殼(1)的延長臂通過鉸接軸04)鉸接在一起，搬手固定在鉸接軸04)的右端。
4.根據權利要求1所述製作熔錐型偏振器的小型加熱爐裝置，其特徵在於它還包括上爐體調壓模塊(20)、下爐體調壓模塊0 和計算機(18)，計算機(18)的一個控制輸出端連接在上爐體溫控表(19)的控制輸入端，計算機(18)的另一個控制輸出端連接在下爐體溫控表的控制輸入端，上爐體溫控表(19)的輸出端連接在上爐體調壓模塊OO)的輸入端，上爐體調壓模塊OO)的一個電壓輸出端連通三號單端加熱管(14)，上爐體調壓模塊 (20)的另一個電壓輸出端連通四號單端加熱管(16)，下爐體溫控表的輸出端連接在下爐體調壓模塊0 的輸入端，下爐體調壓模塊0 的一個電壓輸出端連通一號單端加熱管(10)，下爐體調壓模塊0 的另一個電壓輸出端連通二號單端加熱管(11)。
5.根據權利要求1所述製作熔錐型偏振器的小型加熱爐裝置，其特徵在於一號單端加熱管(10)、二號單端加熱管(11)、三號單端加熱管(14)、四號單端加熱管(16)採用的是直徑為5mm、長度為22mm的單端加熱管。
全文摘要
製作熔錐型偏振器的小型加熱爐裝置，涉及製作熔錐型偏振器的裝置，解決了目前沒有結構簡單、溫度控制準確及穩定、適合偏振器製作工藝的小型加熱爐裝置的問題，它包括下爐體外殼、下爐體、上爐體、單端加熱管、熱電偶、接線端子、下爐腔、上爐腔、上爐體外殼和電源，下爐腔位於下爐體的上表面中間，單端加熱管從爐體的右側端嵌入到爐體的內部，熱電偶從下爐體的右側端中間嵌入到下爐體的內部，上爐腔位於上爐體的下表面中間，單端加熱管從上爐體的右側端嵌入到上爐腔，熱電偶從爐體的右側端中間嵌入到爐體的內部，熱電偶連接在爐體溫控表的輸入端，用於製作熔錐型光纖偏振器。
文檔編號G02B6/27GK102277614SQ201110137969
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月25日 優先權日2011年5月25日
發明者孫國明, 孫立寧, 汪鋒, 王樂鋒, 榮偉彬 申請人:哈爾濱工業大學