(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210908483.X (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 中国科学院西安 光学精密机 械研究 所 地址 710119 陕西省西安市高新区新型工 业园信息大道17号 (72)发明人 李明　李珣　 (74)专利代理 机构 西安智邦专利商标代理有限 公司 6121 1 专利代理师 杨引雪 (51)Int.Cl. B23K 26/70(2014.01) B23K 26/00(2014.01) (54)发明名称 一种超细单晶光纤激光加工装夹调试系统 及其调试方法 (57)摘要 本发明涉及用 于光纤的装夹调试系统及调 试方法， 具体涉及一种超细单晶光纤激光加工装 夹调试系统及其调试方法， 用于解决现有超细单 晶光纤的激光加工过程无法精准保证单晶光纤 高度协同， 导致单晶光纤存在断裂风险的不足之 处。 该超细单晶光纤激光加工装夹调试系统包括 第一调试机构、 第二调试机构及检测机构， 本发 明通过第一调试机构、 第二调试机构结合检测机 构对待加工超细单晶光纤进行调试， 以保证超细 单晶光纤在加工过程中能够高度协同， 避免超细 单晶光纤发生断裂。 同时， 本发明公开一种超细 单晶光纤激光加工装夹调试系统的调试方法。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 115319317 A 2022.11.11 CN 115319317 A 1.一种超细单晶光纤激光加工装夹调试系统， 其特征在于： 包括底板(1)、 设置在底板 (1)上的第一调试机构、 第二调试机构和指示光源机构(5)， 以及设置在底板(1)外的检测机 构； 定义待加工光纤设置有预设加工位置， 预设加工位置 中待加工光纤两端之间的中点为 原点， 竖直向上 方向为Z轴正向， 待加工光纤沿X轴设置， Y轴方向符合右手空间直角坐标系； 所述第一调试机构包括设置在底板(1)上的第一粗调单元， 以及设置在第一粗调单元 上的第一精调单元； 所述第一粗调单元用于将第一精调单元沿平行X轴 方向、 平行Y轴 方向 移动， 所述第一精调单元用于夹持待加工光纤， 并调整待加工光纤相对预设加工位置的位 置； 所述第二调试机构包括设置在底板(1)上的第二粗调单元， 以及设置在第二粗调单元 上的第二精调单元； 所述第二粗调单元用于将第二精调单元沿平行X轴方向、 平行Y轴方向、 平行Z轴方向移动， 所述第二精调单元用于夹持待加工光纤， 并调整待加工光纤相对预设加 工位置的位置； 所述第一精调单元、 第二精调单元均包括旋转轴平行于X轴的转台(41)， 以及设置在转 台(41)上的装夹 部； 所述指示光源机构(5)用于检测第一精调单元、 第二精调单元的转 台(41)是否同心， 指 示光源机构(5)包括位于第二精调单元转台(41)中心轴上的发射组件(51)， 以及位于第一 精调单元转台(41)中心轴上的反射镜(52)， 所述发射组件(51)包括光源(511)， 以及沿光源 (511)光路依次设置的物镜(512)和十 字狭缝(513)； 所述检测机构包括设置在待加工光纤上方的两个相机和沿X轴 对称设置在待加工光纤 两侧的一组测距传感器。 2.根据权利要求1所述的一种 超细单晶光纤激光加工装夹调试系统， 其特征在于： 所述 第一粗调单元包括设置在底板(1)上的第一底座(211)， 以及设置在第一底座(211)上的第 一二维位移台(212)， 所述第一二维位移台(212)用于将第一精调单元沿平行X轴方向、 平行 Y轴方向移动； 所述第一精调单元包括设置在第一二维位移块上的第一三维旋转台(221)， 以及设置 在第一三维旋转台(221)上的第一调试组件， 所述第一调试组件包括所述转台(41)和装夹 部， 所述转台(41)设置在第一 三维旋转台(2 21)上。 3.根据权利要求1或2所述的一种超细单晶光纤激光加工装夹调试系统， 其特征在于： 所述第二粗调单元包括设置在底板(1)上的三维位移 台(31)， 三维位移台(31)用于将第二 精调单元沿平行 X轴方向、 平行Y轴方向、 平行Z轴方向移动； 所述第二精调单元包括设置在三维位移台(31)上的第二三维旋转台(321)， 以及设置 在第二三维旋转台(321)上的第二调试组件， 所述第二调试组件包括所述转台(41)和装夹 部， 所述转台(41)设置在第二 三维旋转台(321)上。 4.根据权利要求3所述的一种 超细单晶光纤激光加工装夹调试系统， 其特征在于： 所述 第一调试 组件、 第二调试 组件结构相同， 均包括所述转台(4 1)、 设置在所述转台(41)上的第 二二维位移台(42)， 所述装夹部设置在第二二维位移台(42)上； 所述第二二维位移台(42) 可沿平行Y轴方向、 平行Z轴方向移动。 5.根据权利要求4所述的一种 超细单晶光纤激光加工装夹调试系统， 其特征在于： 所述权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115319317 A 2装夹部包括设置在第二二 维位移台(42)上的L型支架(43)和设置在L型支架(43)上的V型槽 (44)； 所述L型支架(43)包括竖直部和水平部， 两个L型支架(43)的开口相对设置； 所述V型 槽(44)设置在水平部的上表面， V型槽(4 4)开口向上。 6.一种超细单晶光纤激光加工装夹调试系统的调试方法， 基于权利要求1所述的超细 单晶光纤激光加工装夹调试系统， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1、 粗调： 调整待加工光纤两端端部分别与第一精调单元、 第二精调单元的转台 (41)同心； 步骤1.1、 使光源(511)的出射光依次经过物镜(512)、 十字狭缝(513)后， 再由反射镜 (52)反射回十字狭缝(513)形成十字狭缝反射像， 调整第二粗调单元直至十字狭缝反射像 与十字狭缝(513)重合， 则第一精调单 元、 第二精调单 元的转台(41)同心； 步骤1.2、 将待加工光纤两端放置于第一精调单元、 第二精调单元的装夹部上， 且仅使 待加工光纤其中一端端部与第一精调单元的装夹部固定， 使第一精调单元的转台(4 1)带动 待加工光纤旋转； 通过相机对待加工光纤该端端部在XY面的位置进行拍摄， 同时调整第一 粗调单元， 直到相 机所拍摄的待加工光纤该端端部在XY面所处的位置无偏移， 则认为待加 工光纤该端 端部与第一精调单 元转台(41)同心； 步骤1.3、 仅使待加工光纤另一端端部与第二精调单元的装夹部固定， 采用步骤1.2的 方法通过第二 粗调单元调整待加工光纤该端 端部与第二精调单 元转台(41)同心； 步骤2、 精调： 调整待加工光纤两端端部分别与第一精调单元、 第二精调单元的转台 (41)同心； 步骤2.1、 调整 待加工光纤在XY面上与X轴平行； 步骤2.1.1、 将待加工光纤两端分别与第一精调单元、 第二精调单元的装夹部固定； 使 待加工光纤一端端部位于测距传感器视场内， 通过测距传感器测量待加工光纤该端端部在 Y轴上的光纤中心位置 Y1； 步骤2.1.2、 使待加工光纤另一端端部位于测距传感器视场内， 通过测距传感器测量待 加工光纤该端 端部在Y轴上的光纤中心位置 Y2； 步骤2.1.3、 判断Y1、 Y2是否相等， 若相等， 则执行步骤2.2； 否则调整第一精调单元或第 二精调单 元的转台(41)在Y轴上的位置， 使Y1与Y2相等； 步骤2.2、 调整 待加工光纤在XZ面上与X轴平行； 步骤2.2.1、 将底板(1)绕X轴向Y轴反向旋转90 °,Y轴、 Z轴随之旋转90 °； 通过第一精调 单元、 第二精调单元的转台(41)带动待加工光纤同步旋转， 使测距传感器沿平行X轴方向移 动， 通过测距传感器测量待加工光纤其中一端N个不同位置旋转一周的距离， 得到该端在Z 轴上对应的N个光纤中心坐标， N 为大于等于2的整数； 步骤2.2.2、 判断该端N个光纤中心坐标是否相等， 若相等， 则执行步骤2.2.3； 否则调整 第一精调单 元或第二精调单 元， 并返回步骤2.2.1； 步骤2.2.3、 通过第一精调单元、 第二精调单元的转台(41)带动待加工光纤同步旋转， 使测距传感器沿平行X轴方向移动， 通过测距传感器测量待加工光纤另一端N个不同位置旋 转一周的距离， 得到该端在Z轴上对应的N个光纤中心坐标； 步骤2.2.4、 判断该端N个光纤中心坐标是否相等， 若相等， 则将底板(1)绕X轴向Y轴正 向旋转90 °回到原位， Y轴、 Z轴随之旋转90 °回到原位后， 执行步骤3； 否则调整第一精调单元权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115319317 A 3