一种全聚合物波导器件及其生产装置的制作方法

本发明涉及波导器，特别涉及一种全聚合物波导器件及其生产装置。

背景技术：

1、聚合物光波导器是一种由聚合物材料制成的光学器件，被广泛应用于光通讯、光电子学和生物医学等领域。相对于传统的玻璃、石英等光波导材料，聚合物光波导材料有着诸多优点，例如可制备成各种形状和大小的光波导器件、易于加工、成本低廉等。聚合物光波导材料的制备主要分为以下几个步骤：聚合物材料的选择，一般选择具有良好光学性能的聚合物材料，例如聚苯胺、聚酯、聚碳酸酯等；聚合物的加工，采用压延、注射、热压等方法将聚合物材料制成薄片、膜片等形状；图案化处理，采用光刻、激光刻蚀等方法将需要的图案进行加工处理，制备出所需的光波导结构。公开号为cn117289391a的中国发明专利公开了一种全聚合物波导器件、生产工艺以及生产装置，该装置主要通过光刻和图层进行生产处理，并未对聚合物如何热压加工进行研究，同时生产过程自动化程度欠佳。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种全聚合物波导器件生产装置，包括两个框夹装置，所述的框夹装置包括侧架，侧架上固定安装有立柱，所述的框夹装置上设置有流转装置，所述的流转装置包括中架，中架与侧架固定安装，所述的流转装置用于带动聚合物粉末进行移动，所述的流转装置上设置有作业装置，所述的作业装置包括下压架，下压架与立柱滑动安装，所述的作业装置配合框夹装置将聚合物粉末热压成型。

2、将待加工的聚合物粉末放置在流转装置上，通过流转装置带着聚合物粉末移动到框夹装置处，通过框夹装置和作业装置对聚合物粉末进行热压成型，通过作业装置对热压后的聚合物进行激光切割形成波导器件。

3、进一步地，所述的框夹装置包括固定安装在侧架上的导滑板，侧架上转动安装有传动轴，传动轴上固定安装有上轮和侧锥齿轮，上轮外缠绕有传动带，导滑板上转动安装有侧轴，侧轴上固定安装有正锥齿轮和中间齿轮，正锥齿轮与侧锥齿轮啮合，导滑板上滑动安装有上齿条块，上齿条块与中间齿轮啮合，导滑板上设置有框体机构。

4、进一步地，所述的框体机构包括滑动安装在导滑板上的下齿条块，下齿条块与中间齿轮啮合，下齿条块内滑动安装有内滑柱，内滑柱上固定安装有夹框，夹框与下齿条块之间设置有滑柱弹簧。

5、当活动板带着聚合物粉末到达夹框的过程中，通过传动带带动上轮转动，从而带动传动轴和侧锥齿轮转动，从而带动正锥齿轮个侧轴转动，从而带动中间齿轮转动，从而带动下齿条块和上齿条块沿着导滑板以相反方向滑动，下齿条块滑动通过滑柱弹簧带动夹框相互靠近，当两个夹框相互接触后，中间齿轮继续转动会带动下齿条块继续滑动，从而内滑柱相对于下齿条块滑动,滑柱弹簧被压缩，两个夹框用以推动聚合物粉末进行居中并配合热压片对聚合物粉末进行热压。

6、进一步地，所述的流转装置包括转动安装在中架上的外轴，外轴上固定安装有外传动轮，中架上固定安装有内滑架,中架上转动安装有主动轴，主动轴上固定安装有主动轮和棘轮，主动轮和外传动轮外缠绕有主传带，主传带上固定安装有活动板，活动板上放置有聚合物粉末，聚合物粉末与内滑架滑动安装，中架上固定安装有外柱，中架上设置有周期机构。

7、进一步地，所述的周期机构包括固定安装在中架上的丝杆电机，中架上转动安装有双向丝杆和波导片，波导片上滑动安装有齿条架，齿条架与双向丝杆形成螺纹传动，齿条架上滑动安装有滑柱，滑柱上固定安装有棘齿条，棘齿条与齿条架之间设置有小弹簧，中架上转动安装有短轴，短轴上固定安装有下轮和内齿轮，下轮和上轮外缠绕有传动带。

8、进一步地，所述的聚合物粉末加工完成后成为波导片。

9、将待加工的聚合物粉末放置在活动板上，丝杆电机转动带动双向丝杆转动，从而带动齿条架沿着波导片向前滑动，首先棘齿条与棘轮啮合，棘齿条带动棘轮转动，从而带动主动轮转动，从而带动主传带转动，从而带动活动板和聚合物粉末前进，当棘齿条与棘轮脱离啮合时，齿条架开始与内齿轮啮合，此时活动板带着聚合物粉末移动到热压片下方，当下一个活动板带着聚合物粉末移动到热压片下方时，上一个活动板和聚合物粉末正好移动到激光头下方。

10、当齿条架继续前进，齿条架带动内齿轮转动，从而带动下轮转动，从而通过传动带带动上轮转动。

11、当齿条架前进到最远端时，热压片将聚合物粉末热压完成，丝杆电机继续转动，开始带动齿条架往近端运动，此时棘齿条与棘轮接触不会带动棘轮转动，小弹簧会相对于齿条架向下滑动，小弹簧被压缩，当棘齿条完全通过棘轮后，小弹簧回弹，棘齿条回到初始位置。同时齿条架往近端运动时通过齿条架带动内齿轮反转，带动下压架和热压片上升，下滑架和激光头下降，当齿条架刚好与内齿轮脱离啮合时，丝杆电机停止转动，通过激光头对其下方的聚合物进行光刻最终形成波导片，随后丝杆电机继续转动，带动齿条架回到初始位置。

12、即当齿条架朝远离丝杆电机的方向运动时，前半段时间，首先带动活动板前进，此时作业装置不动作，后半段时间带动热压片对聚合物粉末进行热压，此时活动板和聚合物粉末不运动；当齿条架朝靠近丝杆电机的方向运动时，前半段时间，通过激光头对聚合物进行光刻形成波导片，此时活动板和聚合物粉末不运动，后半段时间，齿条架回到初始位置，活动板和聚合物粉末不运动，作业装置不动作。

13、进一步地，所述的作业装置包括固定安装在下压架上的热压片，下压架上转动安装有连杆，连杆与上齿条块转动安装，下压架上固定安装有上齿条，中架上转动安装有传递齿轮，上齿条与传递齿轮啮合，外柱上设置有激光机构。

14、进一步地，所述的激光机构包括滑动安装在外柱上的下滑架，下滑架上固定安装有下齿条，下齿条与传递齿轮啮合，下滑架上固定安装有前后电机，下滑架上滑动安装有动架，下滑架上转动安装有前后丝杆，前后丝杆与前后电机的电机轴固定安装，动架上固定安装有左右电机，动架上转动安装有左右丝杆，左右丝杆与左右电机的电机轴固定安装，动架上滑动安装有激光头，激光头与左右丝杆形成螺纹传动。

15、当上齿条块沿着导滑板滑动，带动连杆转动，从而带动下压架和热压片进行升降，通过热压片对聚合物粉末进行热压，同时配合着夹框的收拢，连杆将聚合物粉末热压成型。

16、下压架下降会通过上齿条带动下齿条和下滑架上升，同理，当下压架上升会带动下滑架下降，从而带动激光头下降，当激光头下降到最低点时，通过激光头对其下方的聚合物进行光刻，前后电机转动带动前后丝杆转动，从而带动动架沿着下滑架滑动，左右电机转动带动左右丝杆转动，从而带动激光头沿着动架滑动，从而调节激光头的运动轨迹，通过激光头对聚合物进行光刻，最终形成波导片。

17、一种全聚合物波导器件，其特征在于：通过对聚合物粉末进行热压后，利用激光雕刻一定形状后成为波导片。

18、本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明设置的齿条架在前进及后退的一个周期行程中，前进过程的前半段时间，带动活动板前进，此时作业装置不动作，后半段时间带动热压片对聚合物粉末进行热压，此时活动板和聚合物粉末不运动；后退过程的前半段时间，通过激光头对聚合物进行光刻形成波导片，此时活动板和聚合物粉末不运动，后半段时间，齿条架回到初始位置，活动板和聚合物粉末不运动，作业装置不动作，自动化程度高，加工效率高；（2）本发明设置的作业装置能够对当前工序的聚合物粉末进行热压同时对下一个工序的聚合物进行光刻，并通过同一动力源带动聚合物粉末进行流转，自动化程度高；（3）本发明设置的激光机构能够自动调节激光头的运行轨迹，从而满足不同波导片形状的加工需求。