專(zhuān)利名稱(chēng)：光纖結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光纖結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著光纖通信和傳感技術(shù)的發(fā)展，對(duì)全光纖器件的功能要求越來(lái)越多，這就需要 光纖制造商開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)更多的適合市場(chǎng)需求的光纖。目前，各光纖供應(yīng)商生產(chǎn)的光纖從它 們的傳輸方式上主要可分為單模光纖，多模光纖和保偏光纖。從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)，單模光纖 的主要特征是從單模光纖的剖面來(lái)看，中間有一個(gè)圓芯，并由折射率略低的包層材料組成 (見(jiàn)


圖1)。單模光纖的圓芯直徑一般在3-10 μ m左右，與工作波長(zhǎng)相近，具體由工作波長(zhǎng)來(lái) 確定。而多模光纖的基本結(jié)構(gòu)與單模光纖類(lèi)似，主要差別在于其圓芯的直徑比較大。假如 一多模光纖包層的直徑是125 μ m,通常其圓芯直徑在50 μ m到105 μ m不等。而對(duì)于保偏光纖，這里主要討論應(yīng)力型保偏光纖1，其與普通光纖的最大差別在于 其包層12存在二個(gè)對(duì)稱(chēng)的應(yīng)力區(qū)11，并且這二個(gè)應(yīng)力區(qū)的連線剛好經(jīng)過(guò)光纖圓芯10的中 心。由于應(yīng)力區(qū)的形狀不盡相同，所以就有不同類(lèi)型的保偏光纖，如
圖1(a)至
圖1(c)所示。上述介紹的幾種光纖中，單模光纖的結(jié)構(gòu)相對(duì)而言最簡(jiǎn)單，市場(chǎng)需求量最大，價(jià)格 也最便宜。而對(duì)于保偏光纖，主要是適用于線保偏光纖，大量用于光纖傳感器，特別是線保 偏光纖陀螺。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種光纖結(jié)構(gòu)，其具有完全不同的設(shè)計(jì)結(jié) 構(gòu)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的光纖結(jié)構(gòu)，為在光纖的包層內(nèi)包含N條應(yīng)力 區(qū)，所述應(yīng)力區(qū)與所述光纖的圓芯平行，其中N為小于等于8的正整數(shù)。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種光纖結(jié)構(gòu)，為在光纖的包層內(nèi)包含應(yīng)力區(qū)和空洞區(qū)，所 述應(yīng)力區(qū)和空洞區(qū)與所述光纖的圓芯平行，所述應(yīng)力區(qū)和空洞區(qū)的總數(shù)為小于等于8。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種光纖結(jié)構(gòu)，為在光纖的包層內(nèi)有1個(gè)應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)， 所述應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)與所述光纖的圓芯的平行。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種光纖結(jié)構(gòu)，為在光纖的包層內(nèi)有兩個(gè)應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)， 所述應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)與所述光纖的圓芯的平行，且所述兩個(gè)應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)為非對(duì)稱(chēng)地分 布在所述光纖的圓芯周?chē)１緦?shí)用新型的光纖結(jié)構(gòu)，通過(guò)光纖的包層內(nèi)的應(yīng)力區(qū)的分布和數(shù)量的優(yōu)化，優(yōu)化 應(yīng)力分布情況，以滿(mǎn)足不同的需要。其中應(yīng)力區(qū)的不對(duì)稱(chēng)分布帶來(lái)光纖中的應(yīng)力不對(duì)稱(chēng)型。 而多個(gè)應(yīng)力區(qū)的設(shè)置帶來(lái)不同的光傳輸性能。在實(shí)際應(yīng)用中，迎合多種應(yīng)用場(chǎng)合，通過(guò)選擇 合適的光纖結(jié)構(gòu)，用來(lái)生產(chǎn)各類(lèi)全光纖器件，比如衰減器(衰減光纖)，偏心光纖，熱敏傳感 光纖，紫外寫(xiě)入的熱敏光纖光柵，非紫外寫(xiě)入光纖光柵，偏振態(tài)轉(zhuǎn)換器，模場(chǎng)轉(zhuǎn)換器，保偏光 纖耦合器，起偏器，解偏器，溫度敏感耦合器等。以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明
圖1為現(xiàn)有的保偏光纖橫截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2至圖7為本實(shí)用新型的光纖結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)為光纖縱向結(jié)構(gòu)示意圖， (b)為光纖橫截面示意圖；圖8為現(xiàn)有保圓偏振光纖軸向結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的光纖結(jié)構(gòu)，在沿光纖傳輸軸向，在其包層中包含N個(gè)應(yīng)力區(qū)，應(yīng)力區(qū) 與光纖的圓芯平行，其中N取大于2小于等于8的正整數(shù)。也可同時(shí)包含應(yīng)力區(qū)和空洞區(qū)， 其中應(yīng)力區(qū)和空洞區(qū)的總數(shù)小于等于8。應(yīng)力區(qū)和空洞區(qū)可以對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在圓芯的周?chē)?，?可以非對(duì)稱(chēng)地分布在圓芯周?chē)?，以增加光纖中應(yīng)力的不對(duì)稱(chēng)型。一個(gè)具體結(jié)構(gòu)中，光纖的包 層內(nèi)包含一個(gè)應(yīng)力區(qū)和空洞區(qū)，該應(yīng)力區(qū)和空洞區(qū)對(duì)稱(chēng)地設(shè)置在圓芯周?chē)?。同一光纖結(jié)構(gòu) 中的應(yīng)力區(qū)的大小和組成材料可以相同，也可以不同。同樣的，空洞區(qū)的大小也可不同。同 時(shí)需要特別指出的是，本實(shí)用新型的光纖可以是單模光纖，也可以是多模光纖。本實(shí)用新型 還公開(kāi)了一種光纖結(jié)構(gòu)，其包層中含有兩個(gè)應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)，應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)與光纖的圓 芯平行，且兩個(gè)應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)非對(duì)稱(chēng)地分布在圓芯周?chē)?。以?yīng)力區(qū)的形狀呈園形的為例，圖2給出了在包層12中只包含一個(gè)應(yīng)力區(qū)11的 光纖結(jié)構(gòu)2，該應(yīng)力區(qū)11放置于光纖的圓芯10周?chē)?，并且該?yīng)力區(qū)11與圓芯10平行，其 中(a)為光纖縱向結(jié)構(gòu)示意圖，(b)為光纖橫截面示意圖。這類(lèi)光纖可以產(chǎn)生等效的偏心 效應(yīng)，可以開(kāi)發(fā)光纖光柵和光纖線偏振器，同時(shí)可以避免與其它光纖的對(duì)接問(wèn)題。而圖3為 在光纖的包層12中只包含一個(gè)空洞區(qū)13的光纖結(jié)構(gòu)3的示意。這類(lèi)光纖的好處是沒(méi)有熱 應(yīng)力區(qū)，用此類(lèi)光纖所開(kāi)發(fā)的器件，對(duì)溫度依賴(lài)性相對(duì)較小。圖4則給出了在光纖的包層12 中包含二個(gè)應(yīng)力區(qū)11的光纖結(jié)構(gòu)4，且它們不對(duì)稱(chēng)地分布在光纖的圓芯10的兩側(cè)，這種設(shè) 計(jì)可以進(jìn)一步增加光纖的應(yīng)力不對(duì)稱(chēng)性。而顯示在圖5中的光纖5，其包層中包含了一個(gè)應(yīng)力區(qū)11和一個(gè)孔洞區(qū)13。在具 體應(yīng)用中，應(yīng)力區(qū)和空洞區(qū)的大小及分布可按實(shí)際需要來(lái)確定。顯示在圖6中光纖6，為在 包層中設(shè)置了四個(gè)應(yīng)力區(qū)11，這幾個(gè)應(yīng)力區(qū)可以對(duì)稱(chēng)分布在圓芯10的周?chē)部梢猿什粚?duì) 稱(chēng)地分布。這類(lèi)光纖主要作為關(guān)鍵材料，用于開(kāi)發(fā)光纖偏振轉(zhuǎn)換器，而圖7所示的光纖7中， 在光纖的包層12內(nèi)包含了二個(gè)應(yīng)力區(qū)11和二個(gè)空洞區(qū)13，圖中，空洞區(qū)13對(duì)稱(chēng)分布在圓 芯10兩側(cè)，應(yīng)力區(qū)11也對(duì)稱(chēng)分布在圓芯10兩側(cè)。試驗(yàn)表明，具有這種結(jié)構(gòu)的光纖有很高 的線雙折射特點(diǎn)。上述公開(kāi)的光纖結(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有的保圓偏振光纖有著本質(zhì)的差別。本實(shí)用新型的光 纖結(jié)構(gòu)的里面的應(yīng)力區(qū)或孔洞區(qū)的取向與其光纖的圓芯的軸向是平行的設(shè)置的。而保圓 偏振光纖中，應(yīng)力區(qū)取向是以光纖的圓芯為軸向中心，螺旋而且對(duì)稱(chēng)地盤(pán)繞在圓芯周?chē)?(見(jiàn)圖8)。在實(shí)際應(yīng)用中，將根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需要，從中可以選擇合適光纖結(jié)構(gòu)，用來(lái)生產(chǎn)各 類(lèi)全光纖器件，比如衰減器(衰減光纖)，偏心光纖，熱敏傳感光纖，紫外寫(xiě)入的熱敏光纖光柵，非紫外寫(xiě)入光纖光柵，偏振態(tài)轉(zhuǎn)換器，模場(chǎng)轉(zhuǎn)換器，保偏光纖耦合器，起偏器，解偏器，溫 度敏感耦合器等。因而這類(lèi)光纖必將有著十分廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 這類(lèi)光纖結(jié)構(gòu)的制作就更方便了。由于市場(chǎng)已經(jīng)有了很成熟的線保偏振光纖，以 及制造成熟的生產(chǎn)線保偏光纖工藝。特別是熊貓型線保偏振光纖的工藝，非常成熟?？梢?利用現(xiàn)有這套工藝，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)本實(shí)用新型的光纖。其基本工藝是，首先將準(zhǔn)備做好的單模 或多模光纖預(yù)制棒，沿其軸向，在其包層預(yù)設(shè)特定大小和數(shù)量的孔，然后將相應(yīng)大小的應(yīng)力 棒插入所需要的孔洞內(nèi)(如果是空洞區(qū)就不需要插入任何材料)，適當(dāng)控制好拉絲溫度，直 接拉絲制成光纖，其拉絲工藝與拉制線保偏光纖，或者單模光纖和多模光纖完全一樣。因而 只要在目前的光纖拉絲塔上就可以直接生產(chǎn)這類(lèi)光纖，而不需要對(duì)拉絲塔的設(shè)備作任何的 改進(jìn)。
權(quán)利要求1.一種光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光纖的包層中有N個(gè)應(yīng)力區(qū)，所述應(yīng)力區(qū)與所述光 纖的圓芯的平行，其中N為大于2小于等于8的正整數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述應(yīng)力區(qū)為對(duì)稱(chēng)地或非對(duì)稱(chēng)地分布 在所述圓芯周?chē)?br> 3.如權(quán)利要求1所述的光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述光纖為單模光纖或多模光纖。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述應(yīng)力區(qū)在 所述光纖橫截面內(nèi)的大小相同或不同，組成材料一致或不一致。
5.一種光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于在光纖的包層內(nèi)包含有應(yīng)力區(qū)和空洞區(qū)，所述應(yīng)力區(qū) 和空洞區(qū)均與所述光纖的圓芯的平行，所述應(yīng)力區(qū)和空洞區(qū)的總數(shù)為大于等于2小于等于 8。
6.如權(quán)利要求5所述的光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述包層內(nèi)包含一個(gè)應(yīng)力區(qū)和一個(gè)空 洞區(qū)，所述應(yīng)力區(qū)和所述空洞區(qū)對(duì)稱(chēng)地分布在所述圓芯的周?chē)?br> 7.如權(quán)利要求5所述的光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述應(yīng)力區(qū)和所述空洞區(qū)為對(duì)稱(chēng)地或 非對(duì)稱(chēng)地分布在所述圓芯周?chē)?br> 8.一種光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于在光纖的包層內(nèi)有1個(gè)應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)，所述應(yīng)力區(qū)或 空洞區(qū)與所述光纖的圓芯的平行。
9.一種光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于在光纖的包層內(nèi)有兩個(gè)應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)，所述應(yīng)力區(qū) 或空洞區(qū)與所述光纖的圓芯的平行，且所述兩個(gè)應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)為非對(duì)稱(chēng)地分布在所述光 纖的圓芯周?chē)?br> 10.如權(quán)利要求9所述的光纖結(jié)構(gòu)，其特征在于所述應(yīng)力區(qū)或空洞區(qū)的大小不等。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種光纖結(jié)構(gòu)，其為在光纖的包層內(nèi)包含N條應(yīng)力區(qū)，應(yīng)力區(qū)與光纖的圓芯的平行，其中N取大于2小于等于8的正整數(shù)。該光纖結(jié)構(gòu)能迎合多種應(yīng)用場(chǎng)合，適用于生產(chǎn)各類(lèi)全光纖器件。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種光纖結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G02B6/032GK201845093SQ20102060655
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者黃勇 申請(qǐng)人:上?？甸煿馔ㄐ偶夹g(shù)有限公司