[发明专利]一种无损耗超高真空光纤导入装置及方法

说明书

本发明涉及一种无损耗超高真空光纤导入装置及方法，主要包括使用中心开有通孔的弹性材料密封件结合管状管接头的光纤导入装置。采用此装置将裸光纤穿过弹性材料密封件中心小孔，光纤和弹性材料密封件同时受到机械挤压从而达到真空密封。结合本发明涉及的采用此导入装置的真空获取操作流程以实现光纤无损耗地导入导出超高真空。本发明是为了满足超高真空中激光由光纤导入导出的实验和工业生产需求，并且满足在导入导出过程中激光无损耗的要求，同时可以满足不同激光波长、不同种类光纤的使用要求。

技术领域

本发明属于光纤导入装置技术领域，具体涉及一种无损耗超高真空光纤导入装置及方法。

背景技术

真空尤其是超高真空不仅为高能粒子、核物理研究及表面科学等基础学科的众多研究方面提供必备的实验环境，而且在半导体工业、航天、国防等关乎国计民生的重要领域都有着广阔的应用。

真空系统的应用过程中经常需要将光、电、物体移动等物理量由真空外导入或导出真空内。其中光的导入导出方法主要有两种方式。一种常用的方法为真空窗口，即光直接穿过透光介质从而达到光导入导出真空的目的。在一般的应用中真空窗口的主要目的是观察真空内部装置的运行情况。在超高真空系统应用中，人们通常使用玻璃、石英等材料作为光导入导出介质。但是在涉及激光物理实验和工业生产中普通的真空窗片对不同波长的激光透射率存在差异，不同波长的激光传输经过优质的石英真空窗片的透过率存在一定频率带宽，而且最高透过率为98％左右，仍有部分光被损耗。而在实际操作过程中人们在窗片表面镀以介质减反膜来提高激光的透过率以减少光的损耗，但是窗片镀膜不仅提高了设备成本，而且激光在不同角度穿过窗片时透过率也存在较大差异。另外一种真空光导入的方法是光纤导入。光纤可以在空间上很好地束缚激光光束，因此在光导入导出真空的过程中光纤引导激光不仅损耗低而且更容易控制。但是现有的商用光纤导入导出器件是利用光纤耦合接头结合玻璃、陶瓷或者塑料等材料来传导激光并起到真空密封的效果，工艺不仅复杂、而且成本高，另外由于此类激光导入装置在真空内外均需要使用光纤接头连接，激光由真空外部(内部)光纤输出后再次耦合输入内部(外部)光纤，必定会引入一定激光耦合损耗，通常在1dB左右。而且此类激光导入装置一旦制作完成光纤的接头类型即以确定，所以此类装置只能支持单种光纤或部分种类光纤使用，通用型差。

在部分半导体激光加工和微纳材料光谱特性等研究中激光需要由光纤导入导出真空，并需要尽可能减小光在导入导出过程的传输损耗，同时还可以支持多种光纤类型，因此亟需一种无损耗通用型的激光真空导入装置。

发明内容

本发明的目的是解决现有真空光纤导入装置存在传输损耗大和通用型差的技术问题，提供一种无损耗超高真空光纤导入装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种无损耗超高真空光纤导入装置，包括紧固螺帽、中间设有通孔的弹性密封塞和管状接头，所述紧固螺帽的帽盖上设有通孔，弹性密封塞的头部塞装在管状接头的左端口，紧固螺帽与管状接头的左端螺纹连接，且使弹性密封塞的尾部位于紧固螺帽的帽腔中。

所述中间设有通孔的弹性密封塞的头部为锥台型，以便与管状接头密封连接。

所述管状接头为一圆柱管，圆柱管左端内壁为与弹性密封塞锥台型头部相匹配的锥形面，在圆柱管左端的外壁设有外螺纹，以便与紧固螺帽螺纹连接。

一种采用所述无损耗超高真空光纤导入装置获取超高真空的方法，包括以下步骤：