CN114879307A - 多芯光纤桥纤及连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多芯光纤桥纤及连接方法，包括多芯光纤、匹配桥纤、空心拉锥棒以及空心连接管，穿入空心拉锥棒内的多根匹配桥纤阵列的空间排布、穿入空心连接管内的多根匹配桥纤阵列的空间排布以及多芯光纤纤芯的空间布局均相同或相似；多芯光纤的一端与空心拉锥棒的拉锥端连接；空心连接管的一端与空心拉锥棒的另一端连接，且空心连接管与空心拉锥棒二者连接端的多根匹配桥纤一一对应并连接。将多根匹配桥纤穿入空心拉锥棒内，并对空心拉锥棒的一端进行拉锥，之后再将拉锥后的一端与多芯光纤进行对准连接，将空心拉锥棒的另一端与穿有匹配桥纤阵列的空心连接管对准连接，工艺简单，便于量产，减少了由于拉锥匹配桥纤带来的额外的损耗。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信领域，具体地，涉及一种多芯光纤桥纤及连接方法。
背景技术
大数据，云计算，物联网等技术的兴起推动了现代通信技术的发展，对信号传输容量提出了更大的挑战。传统的单芯光纤通信***越来越难满足通信容量的需求，作为空分复用技术的实现手段之一，多芯光纤通过增加包层内的纤芯数，多个纤芯可以同时传输信号，极大的提升了信号的传输容量，同时具有较高的集成度。制约多芯光纤进一步发展的因素是多芯光纤耦合器。
现有公告号为CN104678496B的专利申请文献，公开了一种基于自组合多芯光纤耦合器的制备方法。其通过氢氟酸对单芯光纤进行腐蚀，腐蚀后的单芯光纤直径与多芯光纤的芯间相对应。然后通过一个陶瓷插芯将多根腐蚀后的单模光纤束缚住，利用毛细现象使其自组合，形状与多芯光纤相对应，完成制备。该制备方法对于设备的要求较大，并且器件串扰比较大。
发明人认为，目前市场上急缺一种制备工艺简单，可以量产并且损耗串扰低的多芯光纤桥纤结构及连接方法。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多芯光纤桥纤及连接方法。
根据本发明提供的一种多芯光纤桥纤的连接方法,包括多芯光纤、匹配桥纤、空心拉锥棒以及空心连接管，所述连接方法包括匹配桥纤的拉锥处理方法、空心连接管匹配桥纤的处理方法以及合成处理方法：所述匹配桥纤的拉锥处理方法包括如下步骤：S1.1、将多根所述匹配桥纤的涂覆层全部剥去，再将剥去涂覆层的多根所述匹配桥纤穿入到空心拉锥棒中，且多根所述匹配桥纤阵列的空间排布与多芯光纤纤芯的空间排布相对应；S1.2、将所述空心拉锥棒两端余出的匹配桥纤沿空心拉锥棒的端面切割，并使切割端面平整；S1.3、对所述空心拉锥棒的一端进行拉锥；S1.4、对拉锥后的所述空心拉锥棒的拉锥区域的中心进行切割，并使切割端面平整；所述空心连接管匹配桥纤的处理方法包括如下步骤：S2.1、将多根所述匹配桥纤穿入空心连接管内，且穿入所述空心连接管内的多根匹配桥纤阵列的空间排布与穿入空心拉锥棒内的多根匹配桥纤阵列的空间排布相同；S2.2、将穿出所述空心连接管的匹配桥纤沿空心连接管的端面切割，并使切割端面平整；所述合成处理方法包括如下步骤：S3.1、将所述空心拉锥棒拉锥后的一端与多芯光纤进行耦合对接；S3.2、将所述空心连接管的切割端与空心拉锥棒的另一端进行耦合对接。
优选地，针对步骤S1.1，将多根所述匹配桥纤的涂覆层全部剥去后，使用酒精清洁；多根所述匹配桥纤穿入空心拉锥棒之前，利用液体使多根所述匹配桥纤依靠张力黏在一起，之后再将多根匹配桥纤同时穿入到空心拉锥棒内。
优选地，针对步骤S1.1，穿入所述空心拉锥棒内的匹配桥纤的长度长于空心拉锥棒2-3cm，且多根所述匹配桥纤穿过空心拉锥棒后，所述空心拉锥棒的两端均有匹配桥纤余出。
优选地，针对步骤S1.3，对所述空心拉锥棒的一端进行拉锥之前，所述空心拉锥棒内的液体已挥发干净。
优选地，针对步骤S1.3，将所述空心拉锥棒的一端放在拉锥加热源下进行加热拉锥，拉锥之后的所述匹配桥纤的直径与多芯光纤的芯间距相同，拉锥之后的所述空心拉锥棒的拉锥端的外径与多芯光纤的包层直径相同。
优选地，针对步骤3.1，将所述多芯光纤的一端剥去涂覆层，并对所述多芯光纤剥去涂覆层的一端进行切割使得切割端面保持完整，然后再使用酒精进行清洁，之后再将所述空心拉锥棒拉锥后的一端与多芯光纤的切割端进行熔接对准。
优选地，针对步骤3.2，所述空心连接管内的匹配桥纤与空心拉锥棒内的匹配桥纤的对准过程，可以先使所述空心连接管端面和空心拉锥棒端面的中间芯对准，再慢慢旋转其中一端，使得整体对准。
根据本发明提供的一种多芯光纤桥纤，包括多芯光纤、匹配桥纤、空心拉锥棒以及空心连接管，穿入所述空心拉锥棒内的多根匹配桥纤阵列的空间排布、穿入所述空心连接管内的多根匹配桥纤阵列的空间排布以及多芯光纤纤芯的空间布局均相同或相似；所述多芯光纤的一端与空心拉锥棒的拉锥端连接，且所述多芯光纤的纤芯与空心拉锥棒拉锥端的多根匹配桥纤一一对应并连接；所述空心连接管的一端与空心拉锥棒的另一端同轴连接，且所述空心连接管与空心拉锥棒二者连接端的多根匹配桥纤一一对应并连接。
优选地，所述空心拉锥棒的材料为可以拉锥的材料。
优选地，所述空心拉锥棒的内径可以对剥去涂覆层的多根匹配桥纤阵列形成束缚；所述空心连接管的内径可以对未拉锥的多根匹配桥纤阵列形成束缚。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过将多根匹配桥纤穿入空心拉锥棒内，并对空心拉锥棒的一端进行拉锥，之后再将空心拉锥棒拉锥后的一端与多芯光纤进行对准连接，将空心拉锥棒的另一端与穿有匹配桥纤阵列的空心连接管对准连接，实现了多芯光纤扇入扇出器件的制备，且工艺简单，便于量产，并且避免了对匹配桥纤的拉锥，减少了由于拉锥匹配桥纤带来的额外的损耗。
2、本发明通过在剥去涂覆层的多根匹配桥纤上滴加酒精，利用液体的张力将多根匹配桥纤黏在一起，使其形成匹配桥纤阵列，有助于提高多根匹配桥纤阵列同时穿入空心拉锥棒内的便捷性。
3、本发明通过将空心拉锥棒未拉锥端与空心连接管的切割端同轴置于位移耦合台上，先手动对准中间芯，然后旋转其中的一端，使得剩下的芯也对准，有助于提高空心拉锥棒内的多根匹配桥纤与空心连接管内的多根匹配桥纤对准的便捷性以及对准效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明主要体现多芯光纤耦合器的***示意图；
图2为本发明主要体现七根匹配桥纤穿入空心拉锥棒后的结构示意图；
图3为本发明主要体现七根匹配桥纤端面结构示意图；
图4为本发明主要体现拉锥后空心拉锥棒侧面结构示意图；
图5为本发明主要体现变化例1中四根匹配桥纤端面结构示意图；
图6为本发明主要体现变化例2中八根匹配桥纤端面结构示意图；
图7为本发明主要体现变化例2中有中间芯支撑的八根匹配桥纤端面结构示意图。
图中所示：
多芯光纤1 空心拉锥棒3
匹配桥纤2 空心连接管4
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
根据本发明提供的一种多芯光纤桥纤的连接方法，包括多芯光纤1、匹配桥纤2、空心拉锥棒3以及空心连接管4，连接方法包括匹配桥纤2的拉锥处理方法、空心连接管4匹配桥纤2的处理方法以及合成处理方法：
如图1、图2、图3以及图4所示，匹配桥纤2的拉锥处理方法包括如下步骤：
S1.1、将多根匹配桥纤2的涂覆层全部剥去，再将剥去涂覆层的多根匹配桥纤2穿入到空心拉锥棒3中，且多根匹配桥纤2阵列的空间排布与多芯光纤1纤芯的空间排布相对应。
其中，将多根匹配桥纤2的涂覆层全部剥去后，使用酒精清洁。多根匹配桥纤2穿入空心拉锥棒3之前，利用液体使多根匹配桥纤2依靠张力黏在一起，之后再将多根匹配桥纤2同时穿入到空心拉锥棒3内。进一步地，穿入空心拉锥棒3内的匹配桥纤2的长度长于空心拉锥棒32-3cm，且多根匹配桥纤2穿过空心拉锥棒3后，空心拉锥棒3的两端均有匹配桥纤2余出。
S1.2、将空心拉锥棒3两端余出的匹配桥纤2沿空心拉锥棒3的端面切割，并使切割端面平整。
S1.3、对空心拉锥棒3的一端进行拉锥。具体地，对空心拉锥棒3的一端进行拉锥之前，空心拉锥棒3内的液体已挥发干净。拉锥时，将空心拉锥棒3的一端放在拉锥加热源下进行加热拉锥，拉锥之后的匹配桥纤2的直径与多芯光纤1的芯间距相同，拉锥之后的空心拉锥棒3的拉锥端的外径与多芯光纤1的包层直径相同。
S1.4、对拉锥后的所述空心拉锥棒3的拉锥区域的中心进行切割，并使切割端面平整。
空心连接管4匹配桥纤2的处理方法包括如下步骤：
S2.1、将多根匹配桥纤2穿入空心连接管4内，且穿入空心连接管4内的多根匹配桥纤2阵列的空间排布与穿入空心拉锥棒3内的多根匹配桥纤2阵列的空间排布相同。
S2.2、将穿出空心连接管4的匹配桥纤2沿空心连接管4的端面切割，并使切割端面平整。
合成处理方法包括如下步骤：
S3.1、将所述空心拉锥棒3拉锥后的一端与多芯光纤1进行耦合对接。具体地，将多芯光纤1的一端剥去涂覆层，并对多芯光纤1剥去涂覆层的一端进行切割使得切割端面保持完整，然后再使用酒精进行清洁，之后再将空心拉锥棒3拉锥后的一端与多芯光纤1的切割端进行熔接对准。
S3.2、将空心连接管4的切割端与空心拉锥棒3的另一端进行耦合对接。具体地，空心连接管4内的匹配桥纤2与空心拉锥棒3内的匹配桥纤2的对准过程，可以先使空心连接管4端面和空心拉锥棒3端面的中间芯对准，再慢慢旋转其中一端，使得整体对准。
实施例2
基于实施例1，根据本发明提供的一种多芯光纤桥纤，采用上述多芯光纤1桥纤的连接方法，包括多芯光纤1、匹配桥纤2、空心拉锥棒3以及空心连接管4。
如图1、图2、图3以及图4所示，穿入空心拉锥棒3内的多根匹配桥纤2阵列的空间排布、穿入空心连接管4内的多根匹配桥纤2阵列的空间排布以及多芯光纤1纤芯的空间布局均相同或相似。多芯光纤1的一端与空心拉锥棒3的拉锥端连接，且多芯光纤1的纤芯与空心拉锥棒3拉锥端的多根匹配桥纤2一一对应并连接。空心连接管4的一端与空心拉锥棒3的另一端同轴连接，且空心连接管4与空心拉锥棒3二者连接端的多根匹配桥纤2一一对应并连接。
具体地，空心拉锥棒3的材料为可以拉锥的材料，本申请优选玻璃材料。且空心拉锥棒3的内径可以对剥去涂覆层的多根匹配桥纤2阵列形成束缚。空心连接管4的内径可以对未拉锥的多根匹配桥纤2阵列形成束缚。
实施例3
基于实施例1和实施例2，根据本发明提供的一种多芯光纤桥纤的连接方法，以多芯光纤1为七芯光纤为例进行阐述：
如图1、图2、图3以及图4所示，七芯光纤的单个纤芯为普通标准单模光纤，芯间距为41.5μm，匹配桥纤2最外侧包层直径为125μm，匹配桥纤2具有多个包层，拉锥之后匹配桥纤2的内侧包层形成纤芯，可以有效抑制串扰。
对于匹配桥纤2的拉锥处理方法：穿入空心拉锥棒3的匹配桥纤2，选取七根长约35cm的匹配桥纤2。用剥线钳将七根匹配桥纤2的涂覆层全部剥去，并用酒精清洁。清洁之后，将酒精滴在七根剥去涂覆层的匹配桥纤2上，利用液体的张力将七根匹配桥纤2黏在一起，使其形成匹配桥纤2阵列。
将整个匹配桥纤2阵列一起穿入到空心拉锥棒3中，使得空心拉锥棒3的前后两端都有部分匹配桥纤2余出，然后使用切割刀沿着空心拉锥棒3的两个端面对两端的匹配桥纤2进行切割，尽可能使得两个端面保持完整。此时，由于空心拉锥棒3内径的束缚作用，匹配桥纤2自组合后形成阵列，匹配桥纤2的空间排布与七芯光纤端面七个芯的空间排布相似。
使用的空心拉锥棒3的材料为空心玻璃棒，其折射率与光纤的包层折射率较为接近。空心玻璃棒的长度约为30cm，空心玻璃棒的长度比匹配桥纤2稍短一些。空心玻璃棒的内径选择与七芯光纤的端面的纤芯排布相对应，为了能使得匹配桥纤2阵列自组合，所选取的空心玻璃棒的内径为380μm左右，为匹配桥纤2包层直径的三倍。在将匹配桥纤2阵列穿入空心玻璃棒后，等空心玻璃棒内的酒精挥发干净，便可以将空心玻璃棒与多芯光纤1对接的一端进行拉锥。
对于空心拉锥棒3的拉锥，使用的拉锥机器是二氧化碳拉锥机。将穿有匹配桥纤2阵列的空心拉锥棒3的一端固定在拉锥平台上，使得加热光源对准拉锥区域中心位置，选取合适的拉锥参数，拉锥参数包括拉锥速度，旋转速度，拉锥功率，拉锥时间等。拉锥之后的空心拉锥棒3的腰区直径与七芯光纤的包层直径相同，拉锥之后的匹配桥纤2直径与七芯光纤的芯间距一致。之后便是对空心拉锥棒3拉锥区域的切割，选择的切割点位于拉锥后腰区的中心位置，使用切割刀沿着端面进行切割，尽量使得端面保持完整。
对于空心连接管4匹配桥纤2的处理方法：穿入空心连接管4中的匹配桥纤2，则是选取长度约为1.5m长的匹配桥纤2。用剥线钳剥去匹配桥纤2一端的涂覆层，长度约为5cm，并用酒精清洁干净。清洁之后，将酒精滴在七根剥去涂覆层的匹配桥纤2上，利用液体的张力将七根匹配桥纤2黏在一起，使其形成匹配桥纤2阵列，匹配桥纤2阵列穿入到空心连接管4后对匹配桥纤2阵列穿出空心连接管4的一端进行切割，并尽量使得端面保持完整。
选取长度约为30cm的空心连接管4，空心连接管4内径的设计则是可以对穿入的匹配桥纤2阵列形成紧固的束缚。
合成处理方法：对于空心拉锥棒3的拉锥端与七芯光纤的对接，选取合适长度的七芯光纤，将其一端的涂覆层剥去，长度约5cm，并用酒精清洁。使用切割刀对七芯光纤剥去涂覆层的一端进行切割，采用熔接的方法对接七芯光纤切割端与空心拉锥棒3的拉锥端。将七芯光纤的切割端与玻璃棒的拉锥端同轴放在熔接机上，采用合适的熔接参数，对两端进行放电熔接，并使七芯光纤中的每一根纤芯均与对应的匹配桥纤2一一对接。
对于空心拉锥棒3未拉锥端与空心连接管4的对接，空心拉锥棒3未拉锥端与空心连接管4的对接采用的是位移耦合对准。将空心拉锥棒3未拉锥端与空心连接管4的切割端同轴置于位移耦合台上，先手动对准中间芯，然后旋转其中的一端，使得剩下的芯也对准，完成对准。
变化例1
根据实施例1、实施例2以及实施例3，对于多芯光纤1的选择也可以是四芯光纤。
如图5所示，四芯光纤的端面四个纤芯呈矩阵式排布。与四芯光纤相对应的是四根匹配桥纤2，采取与实施案3相同的处理方法，即可制备得到四芯光纤耦合器。
变化例2
根据实施例1、实施例2以及实施例3，对于多芯光纤1的选择也可以是八芯光纤。
如图6和图7所示，八芯光纤的纤芯绕着光纤端面的中心均匀分布，因此在自组合时不是一个稳定的结构，在穿入匹配桥纤2时，需要一个中间芯作为支撑，其余纤芯绕中间支撑芯均匀排布。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种多芯光纤桥纤的连接方法，其特征在于，包括多芯光纤(1)、匹配桥纤(2)、空心拉锥棒(3)以及空心连接管(4)，所述连接方法包括匹配桥纤(2)的拉锥处理方法、空心连接管(4)匹配桥纤(2)的处理方法以及合成处理方法：
所述匹配桥纤(2)的拉锥处理方法包括如下步骤：
S1.1、将多根所述匹配桥纤(2)的涂覆层全部剥去，再将剥去涂覆层的多根所述匹配桥纤(2)穿入到空心拉锥棒(3)中，且多根所述匹配桥纤(2)阵列的空间排布与多芯光纤(1)纤芯的空间排布相对应；
S1.2、将所述空心拉锥棒(3)两端余出的匹配桥纤(2)沿空心拉锥棒(3)的端面切割，并使切割端面平整；
S1.3、对所述空心拉锥棒(3)的一端进行拉锥；
S1.4、对拉锥后的所述空心拉锥棒(3)的拉锥区域的中心进行切割，并使切割端面平整；
所述空心连接管(4)匹配桥纤(2)的处理方法包括如下步骤：
S2.1、将多根所述匹配桥纤(2)穿入空心连接管(4)内，且穿入所述空心连接管(4)内的多根匹配桥纤(2)阵列的空间排布与穿入空心拉锥棒(3)内的多根匹配桥纤(2)阵列的空间排布相同；
S2.2、将穿出所述空心连接管(4)的匹配桥纤(2)沿空心连接管(4)的端面切割，并使切割端面平整；
所述合成处理方法包括如下步骤：
S3.1、将所述空心拉锥棒(3)拉锥后的一端与多芯光纤(1)进行耦合对接；
S3.2、将所述空心连接管(4)的切割端与空心拉锥棒(3)的另一端进行耦合对接。
2.如权利要求1所述的多芯光纤桥纤的连接方法，其特征在于，针对步骤S1.1，将多根所述匹配桥纤(2)的涂覆层全部剥去后，使用酒精清洁；
多根所述匹配桥纤(2)穿入空心拉锥棒(3)之前，利用液体使多根所述匹配桥纤(2)依靠张力黏在一起，之后再将多根所述匹配桥纤(2)同时穿入到空心拉锥棒(3)内。
3.如权利要求1所述的多芯光纤桥纤的连接方法，其特征在于，针对步骤S1.1，穿入所述空心拉锥棒(3)内的匹配桥纤(2)的长度长于空心拉锥棒(3)2-3cm，且多根所述匹配桥纤(2)穿过空心拉锥棒(3)后，所述空心拉锥棒(3)的两端均有匹配桥纤(2)余出。
4.如权利要求2所述的多芯光纤桥纤的连接方法，其特征在于，针对步骤S1.3，对所述空心拉锥棒(3)的一端进行拉锥之前，所述空心拉锥棒(3)内的液体已挥发干净。
5.如权利要求1所述的多芯光纤桥纤的连接方法，其特征在于，针对步骤S1.3，将所述空心拉锥棒(3)的一端放在拉锥加热源下进行加热拉锥，拉锥之后的所述匹配桥纤(2)的直径与多芯光纤(1)的芯间距相同，拉锥之后的所述空心拉锥棒(3)的拉锥端的外径与多芯光纤(1)的包层直径相同。
6.如权利要求1所述的多芯光纤桥纤的连接方法，其特征在于，针对步骤3.1，将所述多芯光纤(1)的一端剥去涂覆层，并对所述多芯光纤(1)剥去涂覆层的一端进行切割使得切割端面保持完整，然后再使用酒精进行清洁，之后再将所述空心拉锥棒(3)拉锥后的一端与多芯光纤(1)的切割端进行熔接对准。
7.如权利要求1所述的多芯光纤桥纤的连接方法，其特征在于，针对步骤3.2，所述空心连接管(4)内的匹配桥纤(2)与空心拉锥棒(3)内的匹配桥纤(2)的对准过程，可以先使所述空心连接管(4)端面和空心拉锥棒(3)端面的中间芯对准，再慢慢旋转其中一端，使得整体对准。
8.一种多芯光纤桥纤，其特征在于，采用权利要求1-7任一项所述的多芯光纤桥纤的连接方法，包括多芯光纤(1)、匹配桥纤(2)、空心拉锥棒(3)以及空心连接管(4)，穿入所述空心拉锥棒(3)内的多根匹配桥纤(2)阵列的空间排布、穿入所述空心连接管(4)内的多根匹配桥纤(2)阵列的空间排布以及多芯光纤(1)纤芯的空间布局均相同或相似；
所述多芯光纤(1)的一端与空心拉锥棒(3)的拉锥端连接，且所述多芯光纤(1)的纤芯与空心拉锥棒(3)拉锥端的多根匹配桥纤(2)一一对应并连接；
所述空心连接管(4)的一端与空心拉锥棒(3)的另一端同轴连接，且所述空心连接管(4)与空心拉锥棒(3)二者连接端的多根匹配桥纤(2)一一对应并连接。
9.如权利要求8所述的多芯光纤桥纤，其特征在于，所述空心拉锥棒(3)的材料为可以拉锥的材料。
10.如权利要求1所述的多芯光纤桥纤及连接方法，其特征在于，所述空心拉锥棒(3)的内径可以对剥去涂覆层的多根匹配桥纤(2)阵列形成束缚；
所述空心连接管(4)的内径可以对未拉锥的多根匹配桥纤(2)阵列形成束缚。
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