CN1027193C - 制造光导纤维耦合器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的制造具有一预定分支比的光导纤维耦合器的方法，在本方法中将多根光导纤维的各部分紧密地互相接触在一起以形成一个耦合器，该耦合器被加热以获得预定的分支比，在向光导纤维施加恒定拉力的同时由热源提供的气体流量随抽拉速度和一预定抽拉速度之间的差值成比例的量增加或减小。
Description
本发明涉及诸如光通讯或光测量领域中用的一种光导纤维耦合器的制造方法。
一种纤维型耦合器是用于分支或耦合多根光导纤维之间的光导的装置。目前，熔融抽拉方法被认为是制造单一型纤维耦合器的最合适方法（“光导纤维耦合器的最新技术”，《光导发光》[OP-TRONICS]NO.5，1988，P.125），这样一种熔融抽拉方法包括：去除两根光导纤维各自一部分的套，以便形成露裸部分;扭绞该裸露部分，以便相互紧密地接触或固定，从而相互紧密接触并且平行，以及，在用燃烧器或类似物加热和熔融该结合部分的同时，抽拉该结合部分。
同时，对已从这些光导纤维的一端入射的光，在光导纤维的一端进行测量，以检测出光的分支比，当达到预定的分支比时，停止抽拉。最后，各光导纤维被固定并附加到一个保护元件上，从而形成一个纤维型耦合器。
在上述常规方法中，在光导纤维被抽拉时只监视分支比。而在这样一种方法中，光导纤维的直径由于抽拉的进行而在减小，从而增大了抽拉速度，以致在分支比已达到一期望的预定值时，难于停止抽拉动作，在最不利的情况下，光导纤维被拉断。
此外，加热的玻璃纤维的折射率与加工成的最终产品不同，这就不可能以测量加热的产品的分支比来产生具有一预定分支比的冷态成品;这就不可能获得具有期望完成值的分支比的耦合器。
本发明提供一种解决上述常规方法中各项问题的方法，用这种方法稳定地制出具有期望的分支比和高精度的光导纤维耦合器，详细地讲，本发明所提供制造光导纤维的一种方法在于，多根纤维的一部分被做成互相紧密接触，以致形成一个耦合器成型包，然后对该耦合器成型包进行加热和抽拉，本发明的方法是在一种抽拉速度下抽拉光导纤维的同时，使光导纤维接受恒定的拉力，并且供热源的燃烧气体的流量按抽拉速度和一个预定抽拉速度之间差值成比例的量增加或减少。本发明的方法还提供一个计算机反馈回路，以调节作为抽拉速度和所测量的分支比函数的加热率。
为了获得本发明的效果，最好是在加热和抽拉期间测量耦合器的分支比，以致使预置的抽拉速度成为该分支比的一个函数，所建立函数应使该分支比达到最终目标值时，其抽拉速度到达零值，并且，热源是一个具有多个喷气口的燃烧器，各喷气口沿光导纤维的轴向排列，该燃烧器的加热期间是固定的。
附图中各具体部件将在最佳实施例的详细说明中作更加详尽地解释于后。
附图为：
图1是本发明实施例中制造一个光导纤维耦合器用的一个装置的透视图;
图2是本发明中用的一个曲线图。表示在分支比SR与设定的抽拉速度Vφ之间的关系之例;
图3是本发明的实施例中所用的一个燃烧器的透视图;
图4是解释常规的生产过程的流程图;
图5是解释本发明生产过程的流程图。
本发明的特征可参照图1来阐明，其中，两根光导纤维的抽拉速度V是在光导纤维抽拉期间的测量值，以及燃烧器燃烧气体量W由与测量的抽拉速度和一个预置抽拉速度Vφ（W＝W±△W）之间的差值成正比的气体量△W增加/减少。
光导纤维的抽拉速度是光导纤维的横截面，抽
拉张力和加热温度的函数。
根据本发明，作用在构成一个耦合器的两根光导纤维上的拉力是恒定的，所以抽拉速度也总是趋于一设定值。控制气体流量防止光导纤维在加热并抽拉而使其变细时由于抽拉速度的快速增大而被拉断。
从实验结果发现，必须建立下述关系以改变气体流量从而将抽拉速度保持在设定值。
△W＝gi（Vφ-V）…（1）
式中：△W代表气体流量的改变量（cc/min）
Vφ代表设定的抽拉速度（mm/min）
V代表抽拉速度（mm/min）
gi代表一个常数
g1：Vφ-V≥0
g2：Vφ-V＜0
此处：g2≥g1＞0
这是因为气体流量快速降低，以便防止光导纤维在抽拉速度变成高于设定值时被拉断。
此外，在抽拉两根光导纤维期间，将光源来的光入射到两根光导纤维之一中，并且监测从两根光导纤维出来的光以测出该分支比SR，从而在设定抽拉速度Vφ和SR之间建立一固定的关系。
Vφ＝F（SR）…（2）
函数F（SR）可选为e-SR、SR-n或类似物，以便藉此由于分支比趋近于一期望值SR＊来降低抽拉速度V，如图2所示，在这个条件下，抽拉速度由于分支比趋近于最终目标值而变化，所以容易得到高度准确的分支比。
本发明的方法的一个应用实例为制造具有分支比50%的一个耦合器，种用图1示制造光导纤维耦合器的装置进行，在该图中，标号1表示一个板条工作台，2a和2b表示抽拉台;3是夹具;4a和4b是光导纤维;5是光导纤维的裸露部分;6是一个燃烧器;7a和7b是控制燃烧气体流量的控制器;8a和8b是给光导纤维施加恒定拉力的重块;9是一个光源;10a和10b是光检测器;11a和11b是测量抽拉台移动距离检测器，以及12为一台计算机。
在板条工作台1上设置了一对夹具3，以便彼此相对着地通过该抽拉台2a和2b，以及将具有裸露部分5的两根光导纤维4a和4b固定到该夹具3上，该裸露部分5是由各光导纤维的相应处的外套部分地被剥除而形成，该裸露部分5被固定住，以致被置于在两个夹具3和3之间，以有作为一个热源的燃烧器6刚好设置在露裸部分5之下，光导纤维的裸露部分5被燃烧器6加热，以及抽拉台向彼此相反方向拉动，结果加长了裸露部分5处的距离，由此形成一预定的耦合器。
借助于使用具有多个喷气口6b的一个燃烧器，各喷气口沿图3所示的光导纤维的轴向排列于是燃烧器6就能够对整个受热面积处实现固定的温度，所以，该燃烧器被固定住地执行加热。
施加给裸露部分5下的恒定拉力是由图1中分别附在各抽拉台2a和2b上的重量块8a和8b实现的，作为燃烧气体的丙烷气和氧气分别根据流量控制器7a和7b而供送到燃烧器6，该控制器根据计算机12来的指令进行工作。
此外，计算机接受来自控制器11a和11b的输出，此检测器用于检测各抽拉台的移动距离;并且接受各光检测器10a和10b的输出，此光检测器用于检测从光源9发射出的，通过构成一个耦合器的光导纤维裸露部分5而从各光导纤维4a和4b穿出的光强，计算机12则根据这些输入来计算出抽拉速度V和分支比SR。而且，计算机12利用前述公式（1）算出△V，藉此以操作流量控制器7a和7b。
当制作了100个光导纤维耦合器，要求具有的分支比为50%，结果，所有的耦合器达到50±3%范围以内的分支比，并且每个耦合器的抽拉时间为一分钟。
总之，采用本发明的方法，它能始终如一地生产出具有高度精确地达到期望值的分支比的光导纤维耦合器。
Claims (3)
1、一种制造光导纤维耦合器的方法包括下述步骤：
将多根光导纤维接触在一起形成一个耦合器成型包；
用一个从热源来的气体燃烧加热该耦合器成型包；
在恒定拉力的抽拉速度下抽拉该光导纤维；在所述抽拉期间，连续地测量所述耦合器的分支比；
测量所述的抽拉速度；以及
按与所述抽拉速度和一预置抽拉速度之间的差值成比例地调节该燃烧气体的量，其中，所述预置抽拉速度是所述分支比的函数。
2、如权利要求1的一种制造光导纤维耦合器的方法，其中，所述函数被计算，当所述分支比趋近于最终目标时所述抽拉速度趋近于零。
3、如权利要求1的一种制造光导纤维耦合器的方法，其中，所述的加热步骤包括下述步骤：用多个喷气口沿所述光导纤维的轴向布置进行加热。
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