CN101819297A - 一种用于光纤耦合器制作的熔融拉伸机构 - Google Patents

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Abstract

一种用于光纤耦合器制作的熔融拉伸机构，包括：它包括线圈部件(1)、左联动鼓轮(5)、右联动鼓轮(13)、左支杆(4)、右支杆(2)、左侧微小型深沟球轴承(6)、右侧微小型深沟球轴承(14)、左配重块(11)、右配重块(15)、第一薄弹性片、第二薄弹性片、支撑基底(12)、第一螺钉(7)、第二螺钉(10)、第三螺钉(8)、第四螺钉(9)和T型架(15)，使用时对线圈部件(1)施加电流，产生的电磁力吸引铁芯(18)，从而控制右支杆(2)提供光纤熔融状态时的拉伸力。本发明的用于光纤耦合器制作的熔融拉伸机构具有结构紧凑、拉伸时摩擦力小、控制简单的优点。

Description

一种用于光纤耦合器制作的熔融拉伸机构
(一)技术领域
本发明涉及的是一种光纤熔融拉伸机构，具体地说是一种采用铁芯/线圈部件提供驱动力，通过左右鼓轮联动实现光纤熔融拉伸的机构。
(二)背景技术
光纤耦合器是一类重要的无源器件，其基本功能是实现光功率分配和光波长分配。随着光纤通信技术、无源光网络、光纤传感技术等领域的快速发展，对高性能光纤耦合器的需求日益增多。在光纤耦合器制作中，熔融拉锥法是目前最常用的方法。这种方法通过将两根或两根以上除去涂覆层的光纤以一定方式靠拢，在高温加热下熔融，同时向两侧拉伸，最终在加热区域形成双锥体形式的波导结构，从而实现传输光功率的耦合。在光纤耦合器制作中，熔融拉伸机构的性能直接影响光纤耦合器的质量和生产稳定性。目前，熔融拉伸机构基本上采用两马达分别从光纤两侧进行拉伸的方式进行，采用这种方式时，拉伸力通常难以保证，从而影响耦合器的性能。因此，改进熔融拉伸机构形式是进一步提高耦合器制作质量的关键。
(三)发明内容
本发明的目的在于克服目前常规的熔融拉伸方式无法保证拉伸力的缺点，提供一种结构紧凑、易于保证拉伸力的光纤熔融拉伸机构。
本发明的目的是这样实现的：它包括线圈部件(1)、左联动鼓轮(5)、右联动鼓轮(13)、左支杆(4)、右支杆(2)、左侧微小型深沟球轴承(6)、右侧微小型深沟球轴承(14)、左配重块(11)、右配重块(15)、第一薄弹性片、第二薄弹性片、支撑基底(12)、第一螺钉(7)、第二螺钉(10)、第三螺钉(8)、第四螺钉(9)和T型架(19)，线圈部件(1)安装在T型架(19)上，T型架(19)安装在支撑基底(12)右侧端，左支杆(4)安装在左联动鼓轮(5)上，左联动鼓轮(5)通过左侧微小型深沟球轴承(6)安装在支撑基底(12)上，左配重块(11)通过螺旋连接在左联动鼓轮(5)的底部，右支杆(2)安装在右联动鼓轮(13)上，右联动鼓轮(13)通过右侧微小型深沟球轴承(14)安装在支撑基底(12)上，右配重块(15)通过螺旋连接在右联动鼓轮(13)的底部，第一薄弹性片的一端与第一螺钉(7)连接，第一薄弹性片的另外一端与第二螺钉(10)连接，第二薄弹性片的一端与第三螺钉(8)连接，第二薄弹性片的另外一端与第四螺钉(9)连接，左支杆(4)顶端安装有第一光纤夹持部件(16)，右支杆(2)顶端安装有第二光纤夹持部件(17)，铁芯(18)一端与右支杆(2)连接，铁芯(18)另外一端设置在线圈部件(1)内部但不与线圈部件(1)有接触。
本发明还具有以下特点其特征是：
1、由线圈部件(1)产生的电磁力吸引铁芯(18)，从而控制右支杆(2)提供光纤熔融状态时的拉伸力。
2、左配重块(11)和右配重块(15)都为半圆型，中间有螺纹孔。
3、左支杆(4)安装在左联动鼓轮(5)上，左联动鼓轮(5)通过左侧微小型深沟球轴承(6)安装在支撑基底(12)上，左配重块(11)通过螺旋连接在左联动鼓轮(5)的底部，右支杆(2)安装在右联动鼓轮(13)上，右联动鼓轮(13)通过右侧微小型深沟球轴承(14)安装在支撑基底(12)上，右配重块(15)通过螺旋连接在右联动鼓轮(13)的底部，通过分别旋转左、右配重块来调节左、右支杆的初始平衡位置，使左、右支杆在初始保持竖直状态。
4、第一和第二薄弹性片交叉连接左、右联动鼓轮。所采用的薄弹性片为两端宽、中间窄的结构形式，可以保证两薄弹性片互不干涉。薄片的弯曲弹性力相对于拉伸力可以忽略，因此可以保证两支杆处光纤拉伸力的一致性。
铁芯和线圈部件位置固定时，通过对线圈施加不同的电流激励产生不同的电磁力。随着光纤拉伸长度的变化，铁芯和线圈的相对位置也不断发生变化，相同电流激励下对应的电磁力也不同。为了实现光纤拉伸过程中一致的拉伸力，预标定各个位置上电流和电磁力的关系，根据标定结果，在熔融拉伸过程中，通过计算机程序和相关硬件设备控制输入线圈的电流，从而控制铁芯/线圈的电磁作用力，实现光纤熔融拉伸过程中一致的拉伸力。
通过微小型深沟球轴承将鼓轮轴置于支撑基底上，由于微小型深沟球轴承具有极低的摩擦力，相对于实际制作时所用的拉伸力可以忽略，从而容易保证每次光纤耦合器制作时拉伸力的重复性。第一光纤夹持部件和第二将光纤夹持部件放置于支杆上端并固定。
通过和鼓轮连接的旋转配重块调节支杆的初始平衡位置，结构简单，容易操作。综上，本发明的用于光纤耦合器制作的熔融拉伸机构具有结构紧凑、拉伸时摩擦力小、控制简单等优点。
(四)附图说明
图1是本发明的整体结构图；
图2是薄弹性连接片的结构图；
图3是旋转配重块的结构图。
(五)具体实施方式
下面结合附图举例对本发明作更详细的描述：
结合图1，本发明的光纤熔融拉伸机构，它包括线圈部件(1)、左联动鼓轮(5)、右联动鼓轮(13)、左支杆(4)、右支杆(2)、左侧微小型深沟球轴承(6)、右侧微小型深沟球轴承(14)、左配重块(11)、右配重块(15)、第一薄弹性片、第二薄弹性片、支撑基底(12)、第一螺钉(7)、第二螺钉(10)、第三螺钉(8)、第四螺钉(9)和T型架(19)，线圈部件(1)安装在T型架(19)上，T型架(19)安装在支撑基底(12)右侧端，左支杆(4)安装在左联动鼓轮(5)上，左联动鼓轮(5)通过左侧微小型深沟球轴承(6)安装在支撑基底(12)上，左配重块(11)通过螺旋连接在左联动鼓轮(5)的底部，右支杆(2)安装在右联动鼓轮(13)上，右联动鼓轮(13)通过右侧微小型深沟球轴承(14)安装在支撑基底(12)上，右配重块(15)通过螺旋连接在右联动鼓轮(13)的底部，第一薄弹性片的一端与第一螺钉(7)连接，第一薄弹性片的另外一端与第二螺钉(10)连接，第二薄弹性片的一端与第三螺钉(8)连接，第二薄弹性片的另外一端与第四螺钉(9)连接，左支杆(4)顶端安装有第一光纤夹持部件(16)，右支杆(2)顶端安装有第二光纤夹持部件(17)，铁芯(18)一端与右支杆(2)连接，铁芯(18)另外一端设置在线圈部件(1)内部但不与线圈部件(1)有接触。
具体工作过程如下：通过第一和第二光纤夹持部件(16、17)将双根光纤(3)放置于左、右支杆(4、2)上端并固定于左、右支杆上，用高温加热器自下向上移动至适合位置，光纤处于熔融状态时，通过对线圈部件(1)施加电流，从而控制铁芯(18)拉动右支杆，从而提供光纤拉伸力，光纤按预设的拉伸速度拉长并耦合，在拉伸过程中，依据设定的拉伸速度，由计算机自动控制高温加热器上下微动调节，并通过预先的拉伸力标定结果，在不同的拉伸位置施加相应的电流保持恒定的拉伸力，直至满足设定的拉伸终止条件，结束熔融拉伸。

Claims (4)

1.一种用于光纤耦合器制作的熔融拉伸机构，它包括线圈部件(1)、铁芯(18)、左联动鼓轮(5)、右联动鼓轮(13)、左支杆(4)、右支杆(2)、左侧微小型深沟球轴承(6)、右侧微小型深沟球轴承(14)、左配重块(11)、右配重块(15)、第一薄弹性片、第二薄弹性片、支撑基底(12)、第一螺钉(7)、第二螺钉(10)、第三螺钉(8)、第四螺钉(9)和T型架(19)，其特征在于：线圈部件(1)安装在T型架(19)上，T型架(19)安装在支撑基底(12)右侧端，左支杆(4)安装在左联动鼓轮(5)上，左联动鼓轮(5)通过左侧微小型深沟球轴承(6)安装在支撑基底(12)上，左配重块(11)通过螺旋连接在左联动鼓轮(5)的底部，右支杆(2)安装在右联动鼓轮(13)上，右联动鼓轮(13)通过右侧微小型深沟球轴承(14)安装在支撑基底(12)上，右配重块(15)通过螺旋连接在右联动鼓轮(13)的底部，第一薄弹性片的一端与第一螺钉(7)连接，第一薄弹性片的另外一端与第二螺钉(10)连接，第二薄弹性片的一端与第三螺钉(8)连接，第二薄弹性片的另外一端与第四螺钉(9)连接，左支杆(4)顶端安装有第一光纤夹持部件(16)，右支杆(2)顶端安装有第二光纤夹持部件(17)，铁芯(18)一端与右支杆(2)连接，铁芯(18)另外一端设置在线圈部件(1)内部但不与线圈部件(1)有接触。
2.根据权利要求1所述的一种用于光纤耦合器制作的熔融拉伸机构，其特征在于对所述的线圈部件(1)施加电流产生的电磁力吸引铁芯(18)，从而控制右支杆(2)提供光纤熔融状态时的拉伸力。
3.根据权利要求1所述的一种用于光纤耦合器制作的熔融拉伸机构，其特征在于所述的左配重块(11)和右配重块(15)都为半圆型，中间有螺纹孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于光纤耦合器制作的熔融拉伸机构，其特征在于所述的第一和第二薄弹性片交叉连接左、右联动鼓轮，第一薄弹性片和第二薄弹性片为两端宽、中间窄的结构，两薄弹性片互不干涉。
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