橢圓光纖透鏡之研製

a. 橢圓錐形光纖端面研磨

橢圓錐形光纖端面詳細的研磨步驟敘述如下：

1. 打開光纖研磨機總電源，用蒸餾水沖洗研磨平台。

2. 鋪放 1μm 規格的鑽石研磨片於濕潤的研磨平台上，並確定介 面處沒有任何氣泡產生。

3. 取一段約 1m 的光纖，利用光纖剝皮器在光纖頭端處剝除 3.5cm 左右的披覆層。

4. 用光纖切割刀切平裸光纖，留下 2.5cm 之裸光纖長度準備研 磨。

5. 將光纖由光纖置入孔穿過光纖夾具，使裸光纖伸出光纖夾具前

端的陶瓷套管外約 2mm 後鎖緊光纖。

6. 將光纖夾具傾斜角 θ 固定在 50°。

7. 開啟驅動週期性變動扭矩系統之電源供應器，將輸出電流值限 制設為 5A，設定電壓值為 6.5V，使配重塊開始旋轉。

8. 調整反制重量，使光纖夾具傾斜角 θ 以約 0.5°上下擺動，如圖 5.17 所示。

9. 打開研磨平台旋轉開關，調整速度控制旋鈕，使研磨盤固定以 180 rpm 旋轉(建議轉速 140~200 rpm)。

10. 調整光纖夾具升降平台使光纖夾具垂直下降，在透過 CCD 攝 影機觀察下，當光纖擺動至最低點碰觸研磨平台時即停止下 降，並將光纖夾具升降平台之旋轉盤刻度設為 0 點。

11. 調整光纖夾具升降平台使光纖夾具垂直下降，以光纖自轉 360°即光纖隨變動扭矩擺動 2 次為一週期(T)研磨，過程概略如 下表：

表 5.1 光纖研磨下降距離與變動扭矩週期參數 下降距離(μm) 週期(T)

30 1 30 1 20 1 10 1 10 2 10 4 10 6

此步驟最後必須透過 CCD 攝影機觀察橢圓錐形光纖端面 是否已研磨至尖點，故光纖夾具最後之總下降距離需視實際情 況調整，而總研磨時間約為 7~9 分鐘。

12. 透過 CCD 攝影機觀察橢圓錐形光纖端面已研磨至尖點，調整 光纖夾具升降平台，使光纖夾具垂直上升離開研磨盤面，橢圓 錐形光纖端面即研磨完成。

b. 研磨去尖點

我們架設一可調整垂直升降之光纖夾具，直接設置於光纖研磨平 台旁，如圖 5.18 所示。詳細的研磨去尖點步驟敘述如下：

1. 先將光纖夾置於金屬套管，光纖前端露出 2cm，再固定於夾具 上。

2. 啟動光纖研磨機設定研磨盤以 100 rpm 順時針方向旋轉。

3. 調整光纖夾具升降控制轉軸使光纖夾具垂直下降，在透過 CCD 攝影機觀察下，光纖尖端下降至碰觸研磨盤面而開始左右晃動 即停止下降，研磨 5 秒後，調整光纖夾具升降控制轉軸使光纖 夾具垂直上升。

4. 設定光纖研磨機之研磨盤以 100 rpm 逆時針方向旋轉。

5. 重複步驟 3.。

6. 以光學顯微鏡觀察橢圓錐形光纖端面尖端是否已消去尖點，若 研磨不足可再依前述步驟研磨。

c.橢圓錐形光纖透鏡熔燒

本研究所使用之光纖熔接機為 Fujikura 生產之 Arc Fusion Splicer (type FSM-40S)(感謝華榮電線電纜股份有限公司提供)。使用手動設 定熔接模式，自行設定電弧放電的強度及時間，再將橢圓錐形光纖夾 置於熔接機的光纖夾具內，透過熔接機之液晶螢幕觀測下調整橢圓錐 形光纖尖端與電弧放電區域的距離，按下啟動按鈕即熔燒完成橢圓錐 光纖透鏡。

圖 5.17 (a)光纖夾具向上擺動示意圖

圖 5.17 (b)光纖夾具向下擺動示意圖

圖 5.18 研磨去尖點示意圖