專利名稱：制造光導(dǎo)纖維耦合器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及諸如光通訊或光測(cè)量領(lǐng)域中用的一種光導(dǎo)纖維耦合器的制造方法。
一種纖維型耦合器是用于分支或耦合多根光導(dǎo)纖維之間的光導(dǎo)的裝置。目前，熔融抽拉方法被認(rèn)為是制造單一型纖維耦合器的最合適方法(“光導(dǎo)纖維耦合器的最新技術(shù)”，《光導(dǎo)發(fā)光》[OPTRONICS]NO.5，1988，P.125)，這樣一種熔融抽拉方法包括去除兩根光導(dǎo)纖維各自一部分的套，以便形成露裸部分;扭絞該裸露部分，以便相互緊密地接觸或固定，從而相互緊密接觸并且平行，以及，在用燃燒器或類似物加熱和熔融該結(jié)合部分的同時(shí)，抽拉該結(jié)合部分。
同時(shí)，對(duì)已從這些光導(dǎo)纖維的一端入射的光，在光導(dǎo)纖維的一端進(jìn)行測(cè)量，以檢測(cè)出光的分支比，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的分支比時(shí)，停止抽拉。最后，各光導(dǎo)纖維被固定并附加到一個(gè)保護(hù)元件上，從而形成一個(gè)纖維型耦合器。
在上述常規(guī)方法中，在光導(dǎo)纖維被抽拉時(shí)只監(jiān)視分支比。而在這樣一種方法中，光導(dǎo)纖維的直徑由于抽拉的進(jìn)行而在減小，從而增大了抽拉速度，以致在分支比已達(dá)到一期望的預(yù)定值時(shí)，難于停止抽拉動(dòng)作，在最不利的情況下，光導(dǎo)纖維被拉斷。
此外，加熱的玻璃纖維的折射率與加工成的最終產(chǎn)品不同，這就不可能以測(cè)量加熱的產(chǎn)品的分支比來(lái)產(chǎn)生具有一預(yù)定分支比的冷態(tài)成品;這就不可能獲得具有期望完成值的分支比的耦合器。
本發(fā)明提供一種解決上述常規(guī)方法中各項(xiàng)問(wèn)題的方法，用這種方法穩(wěn)定地制出具有期望的分支比和高精度的光導(dǎo)纖維耦合器，詳細(xì)地講，本發(fā)明所提供制造光導(dǎo)纖維的一種方法在于，多根纖維的一部分被做成互相緊密接觸，以致形成一個(gè)耦合器成形包，然后對(duì)該耦合器成形包進(jìn)行加熱和抽拉，本發(fā)明的方法是在一種抽拉速度下抽拉光導(dǎo)纖維的同時(shí)，使光導(dǎo)纖維接受恒定的拉力，并且供熱源的燃燒氣體的流量按抽拉速度和一個(gè)預(yù)定抽拉速度之間差值成比例的量增加或減少。本發(fā)明的方法還提供一個(gè)計(jì)算機(jī)反饋回路，以調(diào)節(jié)作為抽拉速度和所測(cè)量的分支比函數(shù)的加熱率。
為了獲得本發(fā)明的效果，最好是在加熱和抽拉期間測(cè)量耦合器的分支比，以致使預(yù)置的抽拉速度成為該分支比的一個(gè)函數(shù)，所建立函數(shù)應(yīng)使該分支比達(dá)到最終目標(biāo)值時(shí)其抽拉速度到達(dá)零值，并且，熱源是一個(gè)具有多個(gè)噴氣口的燃燒器，各噴氣口沿光導(dǎo)纖維的軸向排列，該燃燒器的加熱期間是固定的。
附圖中各具體部件將在最佳實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明中作更加詳盡地解釋于后。
附圖為

圖1.是本發(fā)明實(shí)施例中制造一個(gè)光導(dǎo)纖維耦合器用的一個(gè)裝置的透視圖;
圖2是本發(fā)明中用的一個(gè)曲線圖。表示在分支比SR與設(shè)定的抽拉速度Vφ之間的關(guān)系之例;
圖3是本發(fā)明的實(shí)施例中所用的一個(gè)燃燒器的透視圖;
圖4是解釋常規(guī)的生產(chǎn)過(guò)程的流程圖;
圖5是解釋本發(fā)明生產(chǎn)過(guò)程的流程圖。
本發(fā)明的特征可參照?qǐng)D1來(lái)闡明，其中，兩根光導(dǎo)纖維的抽拉速度V是在光導(dǎo)纖維抽拉期間的測(cè)量值，以及燃燒器燃燒氣體量W由與測(cè)量的抽拉速度和一個(gè)預(yù)置抽拉速度Vφ(W＝W±△W)之間的差值成正比的氣體量△W增加/減少。
光導(dǎo)纖維的抽拉速度是光導(dǎo)纖維的橫截面，抽拉張力和加熱溫度的函數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明，作用在構(gòu)成一個(gè)耦合器的兩根光導(dǎo)纖維上的拉力是恒定的，所以抽拉速度也總是趨于一設(shè)定值。控制氣體流量防止光導(dǎo)纖維在加熱并抽拉而使其變細(xì)時(shí)由于抽拉速度的快速增大而被拉斷。
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，必須建立下述關(guān)系以改變氣體流量從而將抽拉速度保持在設(shè)定值。
△W＝gi(Vφ-V)…(1)式中△W代表氣體流量的改變量(cc/min)Vφ代表設(shè)定的抽拉速度(mm/min)V代表抽拉速度(mm/min)gi代表一個(gè)常數(shù)g1Vφ-V≥0g2Vφ-V＜0此處g2≥g2＞0這是因?yàn)闅怏w流量快速降低，以便防止光導(dǎo)纖維在抽拉速度變成高于設(shè)定值時(shí)被拉斷。
此外，在抽拉兩根光導(dǎo)纖維期間，將光源來(lái)的光入射到兩根光導(dǎo)纖維之一中，并且監(jiān)測(cè)從兩根光導(dǎo)纖維出來(lái)的光以測(cè)出該分支比SR，從而在設(shè)定抽拉速度Vφ和SR之間建立一固定的關(guān)系。
Vφ＝F(SR)…(2)函數(shù)F(SR)可選為e-SR、SR-n或類似物，以便藉此由于分支比趨近于一期望值SR＊來(lái)降低抽拉速度V，如圖2所示.在這個(gè)條件下，抽拉速度由于分支比趨近于最終目標(biāo)值而變低，所以容易得到高度準(zhǔn)確的分支比。
本發(fā)明的方法的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例為制造具有分支比50%的一個(gè)耦合器，種用圖1示制造光導(dǎo)纖維耦合器的裝置進(jìn)行，在該圖中，標(biāo)號(hào)1表示一個(gè)板條工作臺(tái)，2a和2b表示抽拉臺(tái);3是夾具;4a和4b是光導(dǎo)纖維;5是光導(dǎo)纖維的裸露部分;6是一個(gè)燃燒器;7a和7b是控制燃燒氣體流量的控制器;8a和8b是給光導(dǎo)纖維施加恒定拉力的重塊;9是一個(gè)光源;10a和10b是光檢測(cè)器;11a和11b是測(cè)量抽拉臺(tái)移動(dòng)距離檢測(cè)器，以及12為一臺(tái)計(jì)算機(jī)。
在板條工作臺(tái)1上設(shè)置了一對(duì)夾具3，以便彼此相對(duì)著地通過(guò)該抽拉臺(tái)2a和2b，以及將具有裸露部分5的兩根光導(dǎo)纖維4a和4b固定到該夾具3上，該裸露部分5是由各光導(dǎo)纖維的相應(yīng)處的外套部分地被剝除而形成，該裸露部分5被固定住，以致被置于在兩個(gè)夾具3和3之間，以及作為一個(gè)熱源的燃燒器6剛好設(shè)置在露裸部分5之下，光導(dǎo)纖維的裸露部分5被燃燒器6加熱，以及抽拉臺(tái)向彼此相反方向拉動(dòng)，結(jié)果加長(zhǎng)了裸露部分5處的距離，由此形成一預(yù)定的耦合器。
借助于使用具有多個(gè)噴氣口6b的一個(gè)燃燒器，各噴氣口沿圖3所示的光導(dǎo)纖維的軸向排列于是燃燒器6就能夠?qū)φ麄€(gè)受熱面積處實(shí)現(xiàn)固定的溫度，所以，該燃燒器被固定住地執(zhí)行加熱。
施加給裸露部分5下的恒定拉力是由圖1中分別附在各抽拉臺(tái)2a和2b上的重量塊8a和8b實(shí)現(xiàn)的，作為燃燒氣體的丙烷氣和氧氣分別根據(jù)流量控制器7a和7b而供送到燃燒器6，該控制器根據(jù)計(jì)算機(jī)12來(lái)的指令進(jìn)行工作。
此外，計(jì)算機(jī)接受來(lái)自控制器11a和11b的輸出，此檢測(cè)器用于檢測(cè)各抽拉臺(tái)的移動(dòng)距離;并且接受各光檢測(cè)器10a和10b的輸出，此光檢測(cè)器用于檢測(cè)從光源9發(fā)射出的，通過(guò)構(gòu)成一個(gè)耦合器的光導(dǎo)纖維裸露部分5而從各光導(dǎo)纖維4a和4b穿出的光強(qiáng)，計(jì)算機(jī)12則根據(jù)這些輸入來(lái)計(jì)算出抽拉速度V和分支比SR。而且，計(jì)算機(jī)12利用前述公式(1)算出△V，藉此以操作流量控制器7a和7b。
當(dāng)制作了100個(gè)光導(dǎo)纖維耦合器，要求具有的分支比為50%，結(jié)果，所有的耦合器達(dá)到5±3%范圍以內(nèi)的分支比，并且每個(gè)耦合器的抽拉時(shí)間為一分鐘。
總之，采用本發(fā)明的方法，它能始終如一地生產(chǎn)出具有高度精確地達(dá)到期望值的分支比的光導(dǎo)纖維耦合器。
權(quán)利要求
1.一種制造光導(dǎo)纖維耦合器的方法包括下述步驟將多根光導(dǎo)纖接觸在一起形成一個(gè)耦合器成形包；用一個(gè)從熱源來(lái)的氣體燃燒加熱該耦合器成形包；在恒定拉力的抽拉速度下抽拉該光導(dǎo)纖維；在所述抽拉期間，連續(xù)地測(cè)量所述耦合器的分支比；測(cè)量所述的抽拉速度；以及按與所述抽拉速度和一預(yù)置抽拉速度之間的差值成比例地調(diào)節(jié)該燃燒氣體的量，其中，所述預(yù)置抽拉速度是所述分支比的函數(shù)。
2.如權(quán)利要求1的一種制造光導(dǎo)纖維耦合器的方法，其中，所述函數(shù)被計(jì)算，當(dāng)所述分支比趨近于最終目標(biāo)時(shí)所述抽拉速度趨近于零。
3.如權(quán)利要求1的一種制造光導(dǎo)纖維耦合器的方法，其中，所述的加熱步驟包括下述步驟用多個(gè)噴氣口沿所述光導(dǎo)纖維的軸向布置進(jìn)行加熱。
全文摘要
本發(fā)明提供的制造具有一預(yù)定分支比的光導(dǎo)纖維耦合器的方法，在本方法中將多根光導(dǎo)纖維的各部分緊密地互相接觸在一起以形成一個(gè)耦合器，該耦合器被加熱以獲得預(yù)定的分支比，在向光導(dǎo)纖維施加恒定拉力的同時(shí)由熱源提供的氣體流量隨抽拉速度和一預(yù)定抽拉速度之間的差值成比例的量增加或減小。
文檔編號(hào)G02B6/28GK1064356SQ9210116
公開日1992年9月9日 申請(qǐng)日期1992年2月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年2月19日
發(fā)明者菅沼寬, 淹木弘明, 橫田弘, 有本和彥 申請(qǐng)人:住友電器工業(yè)株式會(huì)社, 住電奧普康姆株式會(huì)社