[发明专利]一种多功能光纤微冲击枪工具

权利要求书

1.一种多功能光纤微冲击枪工具，其特征是：它由光纤冲击枪和微转子工具组成，其中光纤冲击枪由第一同轴双波导光纤熔接一段第二同轴双波导光纤后，纤端经过精密研磨，形成锥体圆台结构，该结构能够反射汇聚第二同轴双波导光纤的环形芯内传输的环形光束，形成三维光力势阱；第二同轴双波导光纤端面处有一层螺旋波带面，第一同轴双波导光纤的中间单模纤芯输出的单模光束经过第二同轴双波导光纤的中间多模纤芯扩束准直后，通过螺旋波带面，形成聚焦的涡旋光束；聚焦的环形光束形成的三维光力势阱可稳定捕获住微转子工具，聚焦的涡旋光束能同轴照射在微转子工具的尾部，给微转子工具提供转动动力和前进冲击力。

2.根据权利要求1所述的一种多功能光纤微冲击枪工具，其特征是：所述的第一同轴双波导光纤具有单模中间纤芯和同轴分布的环形纤芯。

3.根据权利要求1所述的一种多功能光纤微冲击枪工具，其特征是：所述的第二同轴双波导光纤具有渐变折射率分布的多模中间芯和同轴分布的环形纤芯，并且其环形纤芯和第一同轴双波导光纤环形芯的几何尺寸、折射率分布相同。

4.根据权利要求1所述的一种多功能光纤微冲击枪工具，其特征是：所述的第二同轴双波导光纤端面处的螺旋波带面结构的几何形状满足：

并且螺旋波带面的厚度满足：

其中为螺旋波带面在极坐标系中的几何分布函数，l是螺旋波带面的拓扑荷数，λ和f表示聚焦涡旋光束的波长和焦距，n_s和n_m为螺旋波带面介质的折射率和环境介质的折射率。

5.根据权利要求1所述的一种多功能光纤微冲击枪工具，其特征是：所述的第一同轴双波导光纤由同轴双波导光纤扇入器件连接，以实现动力光向环形芯和中间芯内注入。

6.根据权利要求1所述的一种多功能光纤微冲击枪工具，其特征是：所述的微转子工具是微钻头，由锥形钻头尖，球型钻头体和风扇形的钻头尾组成；聚焦的环形光束和聚焦的涡旋光束的焦点位置相近，聚焦的环形光束可稳定捕获住微钻头的球型钻头体，聚焦的涡旋光束可以聚焦到风扇形钻头尾上，给微钻头提供旋转的动力和向前的辐射压力，辐射压力小于光镊的捕获力，微钻头被稳定捕获并定轴旋转，形成微冲击钻工具系统。

7.根据权利要求1所述的一种多功能光纤微冲击枪工具，其特征是：所述的微转子工具是微子弹，由锥形弹头，球型弹体组成，聚焦的环形光束和聚焦的涡旋光束的焦点位置相近，聚焦的环形光束可稳定捕获住微子弹的球型弹体，聚焦的涡旋光束可以聚焦到弹体上，给微子弹提供旋转的动力和向前的辐射压力，当微子弹定轴旋转速度达到一定值时，撤去捕获光束，微子弹被定向旋转弹射而出，形成微枪工具系统。