CN102408198A

CN102408198A - 用于提供提高的uvled强度的方法和设备

Info

Publication number: CN102408198A
Application number: CN2011102342283A
Authority: CN
Inventors: B·J·奥弗顿
Original assignee: Alcatel CIT SA
Current assignee: Alcatel CIT SA
Priority date: 2010-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2031-08-10
Also published as: CN102408198B; EP2418183A2; US20170029326A1; US10029942B2; US20120040105A1; EP2418183B1; EP2418183A3; DK2418183T3

Abstract

本发明的实施方式涉及用于提供提高的UVLED强度的方法和设备。具体地，提供一种UVLED设备以及相关方法，提供提高的UVLED强度以促进对被包覆玻璃纤维的有效固化。该设备采用多个UVLED源，每个UVLED源发射紫外辐射的振荡输出。通常，至少两个UVLED源具有彼此异相的紫外辐射的振荡输出。在固化期间，玻璃纤维上不完全固化的包层吸收从UVLED源发射的电磁辐射。

Description

用于提供提高的UVLED强度的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于固化拉制的玻璃纤维上的包层的设备和方法。

背景技术

玻璃纤维通常利用一个或多个包层来保护免受外力侵害。通常，两层或更多包层在光线拉制处理期间(即，由此玻璃纤维在拉制塔中从光学预制品中拉制出来)被应用。较柔软的内包层通常有助于保护玻璃纤维免遭微弯。较硬的外包层通常用于提供附加的保护并且方便对玻璃纤维进行处理。例如使用热或者紫外(UV)光来对包层进行固化。

UV固化要求被包覆的玻璃纤维暴露在高强度UV辐射中。通过将包层暴露在更高强度的UV辐射中可以缩短固化时间。降低固化时间尤其在允许提高光纤拉制线速度以及由此提高光纤产率方面颇为需要。

水银灯(例如高压水银灯或水银氙灯)常被用来生成UV固化所需的UV辐射。使用水银灯的一个缺点在于水银灯要求大功率以生成足够强度的UV辐射。例如，用于固化单个被包覆纤维(即一个聚合体包层)的UV灯可能要求50千瓦的总体功耗。

水银灯的另一个缺陷在于用于供给水银灯的大部分能量不是作为UV辐射而是作为热来发射。因此，水银灯必须被冷却(例如使用热交换器)以防止过热。此外，水银灯所产生的不期望的热可以降低光纤包层固化的速率。

此外，水银灯生成宽频谱的电磁辐射，例如波长小于200纳米以及高于700纳米(即红外光)的电磁辐射。通常，波长在约300纳米和400纳米之间的UV辐射对于UV包层的固化是有用的。因此，水银灯泡所产生的大量电磁辐射(例如百分之九十或更多)被浪费。此外，玻璃纤维通常具有125微米或更小的直径，这当然要比水银灯泡小很多。因此，水银灯所发射的大部分UV辐射并不能到达玻璃纤维未固化的包层(即，能量被浪费)。

因此，有益的是采用UVLED作为传统水银灯的一种备选方案来固化玻璃纤维包层。UVLED通常需要少得多的能量，并且相应地比传统UV灯产生少得多的热能。

例如，在此通过参考整体引入的US专利号7,022,382(Khudyakov等人)公开了使用UV激光(例如，连续或脉冲激光)来固化光纤包层。在此通过参考整体引入的US专利申请公开号2003/0026919(Kojima等人)公开了使用紫外发光二极管(UVLED)来固化光纤包层。

尽管效率是选择固化设备时一个重要的考虑因素，但还希望采用能够快速地固化光纤的固化设备。具体而言，希望采用能够对以商业拉制速度移动的光纤进行固化的固化设备。

因此，需要一种固化设备，其能够以商业拉制速度进行操作，并且与采用水银灯传统固化设备相比以提高的效率操作。

发明内容

因此，在一个方面中，本发明提供一种UVLED设备，用于现场对光纤包层(例如，玻璃纤维上的光纤包层)进行固化。

一种用于固化被包覆玻璃纤维的示例设备包括定义固化轴的腔室。定位于该腔室中的第一UVLED阵列。第一UVLED阵列包括UVLED源，其中的每个具有最大输出强度为x_n(t)_max和最小输出强度为x_n(t)_min的UV辐射的可变(例如振荡)输出x_n(t)。每个UVLED源的最大输出强度x_n(t)_max大于通过以其各自的最大额定电流驱动每个UVLED源所能获得的强度。通常UVLED源中的至少两个具有彼此异相的UV辐射的振荡输出。在一个实施方式中，该设备包括能够调节UVLED源的振荡输出的强度和/或相位的控制器。

在另一方面中，本发明包括一种用于对玻璃纤维上的包层进行固化的方法。具有不完全固化的包层的玻璃纤维以线速度v_f并且沿固化轴通过腔室，该固化轴由该腔室定义。定义第一UVLED阵列的多个UVLED以大于UVLED源的最大额定电流的电流来驱动。每个UVLED源具有最大输出强度为x_n(t)_max和最小输出强度为x_n(t)_min的UV辐射的振荡输出x_n(t)。每个UVLED源的最大输出强度x_n(t)_max大于在以其最大额定电流来驱动每个UVLED源的情况下所能获得的强度。来自第一UVLED阵列的UV辐射被发射(例如，发射到腔室中)以促进玻璃纤维包层的固化。

在现场对光纤包层进行固化期间，第一UVLED阵列通常定义规范化和x_total(t，v_f)：

x_{total} (t, v_{f}) = x_{1} (t) + Σ_{n = 2}^{k} x_{n} (t + \frac{d_{n}}{v_{f}})

k＝第一UVLED阵列中UVLED源的数目，

d_n＝沿固化轴从第一个UVLED源到第n个UVLED源的距离。为了确保对光线包层进行均匀固化，x_total(t，v_f)在给定线速度处通常具有恒定值。

本发明的前述示意性总结以及其他示例性目的和/或有益效果，以及实现本发明的方式将在随后的详细描述以及附图中进行进一步的解释。

附图说明

图1示意性描述了根据本发明一个方面的用于对被包覆玻璃纤维进行固化的示例性设备；

图2a-图2d示意性描述了示例性UVLED源输出波形；

图3示意性描述了根据本发明另一个方面的用于对被包覆玻璃纤维进行固化的示例性设备的透视图；

图4示意性描述了根据本发明一个方面的用于对被包覆玻璃纤维进行固化的示例性设备的剖面图；

图5示意性描述了针对各种宽度UVLED的UVLED发射角度和UVLED效率之间的关系；以及

图6示意性描述了根据本发明又一个方面的用于对被包覆玻璃纤维进行固化的示例性设备的剖面图。

具体实施方式

在一个方面中，本发明包括一种用于对玻璃纤维包层(例如初级包层，次级包层和/或三级涂墨层)进行固化的设备。该设备通常采用一个或多个UVLED阵列。如这里所述，每个UVLED阵列具有多个UVLED源，其能够超过其常规操作电流而被驱动(例如，超过UVLED源的最大额定电流的而被过驱动)。

在图1所示的特定实施方式中，用于对玻璃纤维包层进行固化的设备10包括定位于腔室12(例如，基本上为柱形的腔室)中的UVLED阵列11a(虚线表示)。腔室12的内部定义固化空间。固化空间转而定义固化轴13，拉制玻璃纤维在固化处理期间沿该固化轴13通过。

UVLED阵列11a包括多个UVLED源14a。安装平台15可用于提供对UVLED源14a的结构性支承。图1示出了具有两个UVLED源14a的UVLED阵列11a。通常，每个UVLED源由单个发光二极管形成。当然，采用多个小型发光二极管来形成每个UVLED源在本发明的范围之内。

通常，每个UVLED源(例如，单个UVLED或多个离散UVLED)被过驱动以实现高于常规的输出强度。换言之，每个UVLED源通常以高于额定功率和电流(例如高于其常规操作电流)来驱动，使得每个UVLED源所具有的最大输出强度大于使用UVLED源的最大额定电流可实现的强度。例如，UVLED源可以以其最大额定电流2-4倍(例如，3倍于其最大额定电流)的电流来驱动。对于一些UVLED源，3倍的电流将导致8倍的UV辐射输出强度。

本领域技术人员将会理解，设备的最大额定电流是设备保持在其温度定额内时可以连续承载的最大电流。尽管每个UVLED源通常以高于额定的电流来驱动，但每个UVLED源通常以其正常操作电压来驱动。

光纤包层的固化速率不但取决于总UV辐射剂量，而且还取决于包层暴露于其中的UV辐射的强度。本领域技术人员可以理解，已经发现：UV辐射强度的增加导致了包层固化速率的非线性(例如，平方)上升。通过对UVLED源进行过驱动，光纤的固化速率可得到提升，从而得到更高的线速度。

相对于其他UV辐射源(例如，水银灯)，UVLED源通常生成较少量的热能。当然，每个UVLED源可能由于被过驱动而产生增加的热。高温可能使UVLED源出现问题，因此，出于多种原因，对每个UVLED源所产生的热进行散热是非常重要的。首先，过量的热可以降低光纤包层固化的速率。此外，过量的热可能使UVLED源的温度上升，这可能降低UV辐射输出。实际上，连续的高温暴露可能急剧地降低UVLED源的寿命(例如，永久地损坏该UVLED源)。

为了对每个UVLED源14a所产生的热能进行散热，可以在每个UVLED源14a后面(例如，与发射UV辐射的UVLED源14a的部分相对)放置散热器16。散热器16例如可以是一英寸的方形，当然，其他散热器形状和尺寸也在本发明的范围内。

散热器可以由适合传导热的材料形成(例如黄铜、铝或纯铜)。示例性散热器可以包括便于散热器的空气冷却的翼片或突起。

散热器可以包括采用液体冷却剂(例如，冷水)的热交换器，液体冷却剂在热交换器中循环以便从UVLED汲取热量。备选地，可以在散热器上安装压电热交换器。

为了进一步降低UVLED源过加热，每个UVLED源通常具有振荡(例如，脉冲)输出。换言之，每个UVLED源通常具有重复性可变输出。例如UVLED源可以在高功率(例如，开)和低功率(例如，关)状态之间脉冲摆动。尽管每个UVLED源在其低功率状态情况下通常关闭，但每个UVLED源可以备选地在其低功率状态保持开启，尽管具有降低的输出强度。低功率(例如，关)状态为UVLED源提供冷却以及在下一个高功率状态之前恢复的时间。

在一个实施方式中，脉冲式UVLED源可以生成近似方波的波形(即，具有50％占空比的矩形脉冲串)。由于方波具有50％的占空比，因此生成近似方波的输出的UVLED源将具有相同持续时间的高功率和低功率状态。需要指出的是，其他占空比在本发明的范围之内。例如，示例性UVLED源所发射的波形可以具有大于或等于50％的占空比(例如，具有25％、33％或75％的占空比的矩形波形)。

尽管UVLED源通常生成近似矩形的波形，但其他波形也在本发明的范围内。例如UVLED源可以生成近似三角形、锯齿形或正弦波形。示例性的矩形、三角形、锯齿形和正弦波形分别在图2a-图2d中示出。

期望确保被包覆玻璃纤维沿其长度被均匀固化。需要注意的是，被包覆玻璃纤维被固化的程度取决于UV强度和UV剂量二者。为了确保被包覆玻璃纤维沿其长度被均匀固化，通常希望的是：当被包覆玻璃纤维通过UVLED阵列时，将其暴露于一致强度和剂量的UV辐射下。

当然，每个UVLED源通常发射可变强度(例如，在高功率和低功率状态之间振荡)的UV辐射。此外，如果UVLED源定位在沿固化轴的不同位置，则被包覆玻璃纤维上的一个点将要花费一段时间从一个UVLED源移动到后续UVLED源。因此，为了确保对穿过UVLED阵列的被包覆玻璃纤维进行均匀固化，应当对UVLED源的高功率和低功率状态进行定时，使得被包覆玻璃纤维上的每个点穿过相同数目的处于高功率状态的UVLED源。换言之，UVLED源通常被定时以考虑：(i)振荡UVLED输出的时段和占空比；以及(ii)被包覆玻璃纤维上的一个点从一个UVLED源移动到后续UVLED源所花费的时间。

因此，至少某些UVLED源所生成的波形(例如，x_n(t))通常彼此异相(即，具有相位差)。例如，UVLED阵列中的一个UVLED源可以处于高功率状态，同时其他UVLED源处于低功率状态。

尽管如上所述，但是除了可能具有相位差之外，阵列中的UVLED源通常具有基本一致的波形。当然，对于阵列中的UVLED源而言，具有可变波形也处于本发明的范围内。例如，UVLED阵列可以采用两个UVLED源，第一UVLED源具有1/3的占空比，而第二UVLED源具有2/3的占空比。

UVLED阵列中UVLED源的数目可以由变量k来表示。每个UVLED源的输出定义具有周期T(例如，约1秒和2秒之间)的波形x_n(t)。

UVLED阵列中的UVLED源的占空比D可以由分数A/B来表示(即，UVLED源处于高功率状态的时间与总时段长度之比)。例如，1/3(约33％)的占空比意味着UVLED源将有三分之一(即1/3)的时间处于其高功率状态，而有三分之二的时间(即2/3)处于其低功率状态。

在实践中，如果表示占空比的分数(即A/B)是不可约分的，那么为了确保均匀固化，UVLED阵列中UVLED源的数目通常至少为B。例如，UVLED阵列可以采用5个UVLED源，每个UVLED源具有20％的占空比。又一示例是，UVLED阵列可以采用3个UVLED源，每个具有2/3的占空比。

每个UVLED源的位置可以通过柱面坐标系来定义(即r，θ，z)。使用如这里所述的柱面坐标系，固化轴(即被包覆的玻璃纤维在固化处理期间沿着其通过的轴)定义z轴。

此外，如此处所述并且如本领域技术人员所理解的那样，变量r表示一个点到z轴的垂直距离(即，到固化轴的距离)。对于示例性配置中所采用的UVLED源而言，变量r通常是恒定的。另外，UVLED源可以相对于固化轴(即z轴)近似等距离地定位。

变量θ描述在与z轴垂直的一个平面中参考方向与到点的投影之间的角度。换言之并且通过参考笛卡尔坐标系(即定义x轴、y轴和z轴)，变量θ描述参考轴(例如x轴)与一个点到x-y平面的垂直投影之间的角度。

最后，z变量描述参考点沿z轴的位置。在此方面，UVLED源以距离d_n间隔开，该距离被定义为沿z轴从阵列中的第一个UVLED源到阵列中其他UVLED源的距离(即，Δz)。换言之，d₂是第一个UVLED源与第二个UVLED源之间的Δz，并且d₃是第一个UVLED源和第三个UVLED源之间的Δz。

被包覆玻璃纤维具有线速度v_f(例如，在约每秒10米到每秒30米之间)。由于玻璃纤维通常在其被拉制之后很短即被包覆，所以被包覆玻璃纤维的线速度通常与玻璃纤维的拉制速度相同。

每个UVLED阵列具有累积辐射输出(即，UVLED源的输出之和)。UVLED阵列的累积辐射输出可以被规范化，以便考虑被包覆玻璃纤维的线速度以及UVLED源之间的距离。换言之，UVLED阵列的累积辐射输出可以被规范化以考虑被包覆玻璃纤维上的一个点沿z轴在阵列中的UVLED源之间行进的时间。

因此，每个UVLED阵列定义规范化和x_total(t，v_f)，其根据以下等式来计算：

x_{total} (t, v_{f}) = x_{1} (t) + x Σ_{n = 1}^{k} x_{n} (t + \frac{d_{n}}{v_{f}})

如果阵列中的每个UVLED源定为在沿固化轴的相同位置(即，相对于z轴具有相同的值)，则

x_{total} (t, v_{f}) = Σ_{n = 1}^{k} x_{n} (t)

在一个典型的实施方式中，x_total(t，v_f)对于给定的线速度v(即，假设恒定线速度)f具有恒定的值。为此，当x_total(t，v_f)具有基本恒定的值时，穿过UVLED阵列的玻璃纤维暴露于一致强度和剂量的UV辐射下。因此，希望协调UVLED源的输出(例如通过仔细地选择UVLED源输出的相位、周期和/或占空比)以确保x_total(t，v_f)具有基本恒定的值。

例如，UVLED阵列可以具有B个UVLED源，每个UVLED源生成具有等于A/B的占空比D(即，表示UVLED源处于高功率状态的时间与总周期长度之比)的矩形脉冲串。UVLED源所生成的矩形脉冲串具有最大值(即最大输出强度)x_n(t)_max以及最小值(即最小输出强度)x_n(t)_min。如果此示例性UVLED阵列定义基本恒定的x_total(t，v_f)，并且假设阵列中的每个UVLED源具有基本相同的最大输出强度x_n(t)_max，则x_total(t，v_f)≈A(x_n(t)_max+x_n(t)_min)。换言之，如果x_total(t，v_f)基本上恒定，则被包覆玻璃纤维上的任何点将通过处于高功率状态的UVLED源。

又如，UVLED阵列可以采用两个脉冲式UVLED源。从第一UVLED源到第二UVLED源的距离(即，d₂)为100毫米。被固化的被包覆玻璃纤维具有每秒10米的线速度。

每个UVLED源生成具有50％占空比和1秒周期的方波输出。第一UVLED源生成波形x₁(t)，其等于：

x_{1} (t) = \frac{1}{2} sgn (\sin (2 πt)) + \frac{1}{2}

第二UVLED源生成波形x₂(t)，其等于

x_{2} (t) = \frac{1}{2} sgn (\sin (2 πt - \frac{51}{50} π)) + \frac{1}{2}

相应地，x_n(t)_max等于1(即，这里表示为单位1)，并且x_n(t)_min等于0。规范化和x_total(t，v_f)等于x₁(t)+x₂(t+d_n/v_f)，因此x_total(t，v_f)等于1(即，这里表示为单位1)。由于x_total(t，v_f)等于恒定值，所以被包覆玻璃纤维在其通过UVLED阵列时暴露于一致强度和剂量的UV辐射下。

用于固化玻璃纤维包层的设备可以包括多个UVLED阵列。例如，图1示出了设备10具有第二UVLED阵列11b(表示为虚线圆圈)。尽管图1示出了每个UVLED阵列11a和11b具有两个UVLED源14a和14b，但每个阵列中的UVLED源的数目可以变化。此外，第一UVLED阵列中UVLED源的输出可以不同于第二UVLED阵列中UVLED源的输出。例如，第一UVLED阵列可以采用两个UVLED原，每个生成具有50％占空比的矩形脉冲串。第二UVLED阵列可以采用四个UVLED源，每个生成具有25％占空比的矩形脉冲串。相比于第一阵列中的UVLED源，第二阵列中的UVLED源可以生成更高或更低强度的输出。

改变不同UVLED阵列的UV强度可以增强对玻璃纤维包层的固化。根据特定包层的固化特性，希望初始地将被包覆玻璃纤维暴露在高强度UV辐射中。备选地，希望在将光纤暴露于高强度UV辐射(例如，光纤所暴露的最大强度)之前初始地将光纤暴露于较低强度UV辐射(例如，最大暴露强度的10％和50％之间)。在此方面，初始地将光纤暴露于较低强度UV辐射可以有助于控制未固化包层中自由基团的生成。本领域技术人员将会理解，如果存在过多自由基团，则自由基团中的很多可以重新组合，而不是促使玻璃纤维包层发生聚合，这是一种不期望的效应。

此外，这里所描述的设备可以包括一个或多个UVLED阵列之间的暗空间。换言之，该设备可以包括这样的空间，在该空间中基本上没有UV辐射入射到正被固化的被包覆玻璃纤维。暗空间所提供的固化处理停顿可以有助于确保光纤包层的均匀和高效的固化。具体而言，暗空间可以有助于在玻璃纤维包层被固化之前防止在该玻璃纤维包层中存在过多自由基团(即，暗空间有助于控制自由基团的生成)。

例如，希望初始地将被包覆玻璃纤维暴露于来自第一UVLED阵列的低功率UV辐射。在将被包覆玻璃纤维通过第一UVLED阵列之后，被包覆玻璃纤维可以通过暗空间。在被包覆玻璃纤维通过暗空间之后，可将其暴露于来自第二UVLED阵列的较高功率UV辐射以完成固化处理。采用暗空间的固化设备在共同受让的美国专利号7,322,122，Method and Apparatus for Curing a Fiber Having at LeastTwo Fiber Coating Curing Stages中公开，其在此通过参考引入。

如图1所示，设备10可以包括控制器18，其电连接到UVLED源14a和14b。控制器18能够调节来自UVLED源14a和14b的UV辐射输出。具体而言，控制器18可以改变UVLED源14a和14b的输出的周期、占空比、强度和/或相位(例如，响应于线速度的改变)。

在此方面，被包覆玻璃纤维的线速度在固化处理期间可能改变。线速度可受到玻璃纤维的拉制速度改变的影响；玻璃纤维的拉制速度通常在拉制处理期间被调节以确保近乎恒定的光纤粗度。由于被包覆玻璃纤维固化的程度取决于UV强度和剂量，因此线速度的改变将不利地影响被包覆玻璃纤维固化的程度(例如，对被包覆玻璃纤维一些部分的不利的不足固化或过度固化)。

为了防止不足固化和/或过度固化，每个UVLED源的输出强度可以在较高线速度时提高并且在较低线速度时降低，这导致UVLED源的最大输出强度x_n(t)_max的改变。此外，可以调节UVLED源输出的相位，以确保每个UVLED阵列的规范化x_total(t，v_f)对于给定线速度而言定义基本上恒定的值。在不同的线速度处，x_total(t，v_f)可以定义不同的基本上恒定的值。

被包覆玻璃纤维的线速度可以使用连接到控制器的传感器来测量。传感器继而将线速度数据传输至控制器，控制器可以调节UVLED源的输出。例如，UVLED源的输出强度可以通过降低(或增加)流向UVLED的电流来进行控制。

在特定实施方式中，用于固化玻璃纤维包层的设备包括UVLED阵列，其具有多个定位于柱形腔室(或基本上柱形的腔室)中的UVLED源，其中该腔室具有反射性内表面。为了实现反射性内表面，柱形腔室可以由不锈钢、抛光铝或金属化玻璃(例如，镀银石英)或者其他合适材料制成。此外，柱形腔室的内部定义固化空间。该固化空间转而定义固化轴，被拉制的玻璃纤维在固化处理期间沿该固化轴穿过。

通常，保护管围绕固化轴。例如，直径约24毫米以及厚度约为2毫米的透明石英管(例如，对于UVLED源所发射的UV辐射基本上透明的石英管)可用作保护管。在另一实施方式中，保护管(例如，透明石英管)可以具有约10毫米的直径和约1毫米的厚度。通常，可以想到，采用较小的保护管将提升固化效率(即，降低UV辐射浪费)。

保护管防止固化副产品损坏和/或污染柱形腔室中的UVLED源。在此方面，光纤包层的挥发性成分趋向于在固化期间蒸发。在没有保护管的情况下，这些固化副产品可能进入UVLED和腔室的反射性内表面上。该保护管还可以防止未固化包层(例如，由包层应用器传递)无意中沉积在柱形腔室中(例如，溢出到UVLED源和/或腔室的反射性内表面上)。

可以将惰性气体(例如，氮气)或其他混合物(例如，氮气和氧气)引入到保护管中，以便在光纤包层被固化时在该光纤周围提供无氧或缺氧环境。在此方面，已经发现：使氧气量较少可提高有效的固化。因此，保护管可以提供约具有0.1％和5％氧气之间的环境，例如在约0.2％和3％氧气之间(例如约0.31％氧气)。在被包覆玻璃纤维周围提供缺氧环境有助于降低氧气对自由基团的消耗。

此外，可以加热流经保护管的气体(例如，氮气和/或氧气)，例如通过采用定位在(i)保护管和/或(ii)供气管周围的一个或多个加热环。备选地，可以使用红外加热器对流经保护管的气体进行加热。加热气体流有助于去除未反应的包层成分(例如，包层单基体)和/或存在于固化包层中不期望的副产品。

在典型实施方式中，柱形腔室具有非圆形的椭圆横截面。换言之，柱形腔室通常具有椭圆形柱体的形状。如图所示，示例性椭圆柱体具有54毫米长的主轴和45.8毫米长的短轴。对于椭圆形柱体，固化轴对应于椭圆形柱体所定义的两个线焦点之一。此外，可以想到，可以修改柱体的椭圆形状，以补偿可能由保护管引起的不利影响(例如，折射和反射)。

本领域技术人员将会理解，UVLED不是仅向一个点或一条线发射UV辐射，而是在多个方向发射UV辐射。因此，UVLED源所发射的大多数UV辐射将不会直接击中玻璃纤维包层来实现固化。然而，在固化玻璃纤维包层时，希望尽可能多的UV辐射击中光纤(即，被包覆光纤)。本领域技术人员可以理解，当UV辐射被光纤包层中的光引发剂吸收时将会发生固化。

由此，柱形腔室的反射表面可以将错误导向的UV辐射反射到光纤上以进行固化，从而降低能量浪费。此外，对于具有椭圆横截面的柱形腔室，从一个线焦点(不考虑方向)发射的任何电磁辐射当在柱体的内表面处被反射之后将向另一线焦点反射。

因此，在一个实施方式中，每个UVLED源可以沿着另一线焦点(即，不对应于固化轴的线焦点)定位，使得每个UVLED源在固化轴的总体方向上发射UV辐射。由此，图2和图3示出了用于对被包覆玻璃纤维进行固化的示例性设备。该设备包括腔室段20。该腔室段20定义了基本上为柱形腔室25，其具有椭圆形状和反射性内表面。腔室25定义第一线焦点21和第二线焦点22。一个或多个UVLED源24沿第一线焦点21定位。

在一个实施方式中，腔室段20可以包括沿第一线焦点21彼此连续定位(即，直接叠置)的多个UVLED源24。在另一实施方式中，相邻UVLED源可以被至少约5毫米(例如，至少约10毫米)的空间垂直隔开。第二线焦点22进一步定义固化轴，被包覆玻璃纤维22沿该固化轴通过从而可被固化。如图4所示，从UVLED源24发射的UV射线23可以从腔室25的内表面被反射，使得反射的UV射线23入射到被包覆玻璃纤维26。

为了支持对被包覆玻璃纤维26进行统一固化，某些UVLED源24可以不同地定向。腔室段20通常包括定位在特定水平平面中的单个UVLED源。在备选实施方式中，多个UVLED可以定位(例如，在第一焦点线之外的点处)在水平平面中以促进对玻璃纤维的更为统一的固化。

在另一实施方式中，用于对被包覆玻璃纤维进行固化的设备包括多个不同定向的腔室段。每个腔室具有共同的固化轴(例如，第二焦点线)但不同的第一线焦点。

如图3所示，用于固化玻璃纤维的第二腔室段30可以具有与第一腔室段20不同的定向(例如，第二腔室段30可以具有沿与第一线焦点21不同的线焦点31定位的UVLED源)。如图3进一步所示，第二腔室段30相对于第一腔室段20的定向旋转180度。由此，各种旋转角度可以隔开相邻的腔室段。作为非限制性示意，45度旋转、90度旋转或者135度旋转可以在保持共同固化轴的同时隔开相邻腔室段。

在此方面，多个腔室段在三维布置中的定位可以通过柱面坐标系来定义(即r，θ，z)。使用柱面坐标系，固化轴定义z轴。此外，如此处所述并且如本领域技术人员所理解的，变量r是点到z轴的垂直距离。变量θ描述与z轴垂直的平面中的角度。换言之并且通过参考笛卡尔坐标系(即，定义x轴、y轴和z轴)，变量θ描述了参考轴(例如x轴)与一个点到x-y平面上的垂直投影之间的角度。最后，z变量描述参考点沿z轴的高度或位置。

作为非限制性示例，具有相同椭圆维度的多个腔室段可以按照螺旋设置而定位，其中第一腔室段在位置(1，0，0)，其中r固定在恒定距离(即，这里表示为单位1)。附加的腔室段可以例如每隔90度(即π/2)而定位，并且Δz为1(即，这里将位置步长改变表示为单位1)。因此，第二腔室段将具有坐标(1，π/2，1)，第三腔室段将具有坐标(1，π，2)，并且第四腔室段具有坐标(1，3π/2，3)，由此定义螺旋式配置。换言之，相应的腔室段围绕固化轴旋转。

注意，各距离r和z不必相等。此外，这里所公开的该设置中的若干腔室段不需要偏置90度(例如，π/2，π，3π/2等等。例如，各腔室段可以偏置60度(例如，π/3，2π/3，π等等)，或者偏置120度(例如，2π/3，4π/3，2π等等)。实际上，这里所述的设置中的腔室段不需要遵循正则化的螺旋旋转。

申请人已经发现：保护管干扰被引导向固化轴的UV辐射。

例如，申请人仿真了将具有cos^1.5(Φ)的发射图形的0.1毫米宽的UVLED直接引导至(即采用0度发射角)具有250微米直径的目标，这是代表性光纤的近似直径。如这里所使用的，UVLED的尺寸指其实际尺寸，或者在UVLED利用透镜进行定标的情况下指其有效尺寸。该仿真将点源和目标定位在主轴长度为54毫米，短轴为45.8毫米的反射型椭圆形柱体内的相对焦点处。如果缺少保护管，则几乎100％的UV射线击中该目标。

然而，当采用直径为24毫米、折射系数为1.5的保护管时，只有约75％的UV射线击中250微米的目标。由此，与保护管具有除90度之外的入射角度的UV射线可以被不期望地折射或反射。

申请人还仿真了将UVLED引导至保护管所包围的250微米目标，同时采用90度发射角度而不是0度。表1(下面)示出了对于各种宽度的UVLED，相应的0度和90度发射角时的UVLED效率(即，击中250微米目标的UV辐射的比例)。

表1(UVLED效率)

表2(下面)示出了对于具有0.1mm宽度(或有效宽度)的UVLED的UVLED效率。

表2(UVLED效率)

申请人进一步仿真了使用各种UVLED的针对各种发射角度的UVLED效率，其中(i)反射型椭圆柱体具有54毫米长度的主轴以及45.8毫米长度的短轴，(ii)保护管具有24毫米直径，以及(iii)ULVED具有cos^1.5(Φ)的发射图形。对于该设备配置而言，图5图示了对于各种宽度的UVLED而言UVLED发射角度与UVLED效率之间的关系。具体而言，图5示出了对于具有小于0.5毫米宽度的UVLED，采用大于0度的发射角度改进了UVLED效率。

对于具有小于约0.5毫米宽度(或有效宽度)的UVLED而言(如前述设备配置中所采用的那些)，发射角度α可以根据以下等式来优化地计算：α＝733.33x²-690x+161.67，其中x是UVLED的宽度，x＜0.5毫米，并且UVLED具有cos^1.5(Φ)的发射图形。此外，对于前述设备配置，UVLED效率可以根据以下等式来优化地计算UVLED效率＝1001.3x³+1166.1x²-461.6x+140.45，其中x是UVLED的宽度，x＜0.5毫米，并且UVLED具有cos^1.5(Φ)的发射图形。

更一般地并且根据本发明，优化发射角度在UVLED源和椭圆柱体的主轴之间通常至少约为30度，例如在30度和100度之间(例如，对于具有约0.3毫米或更小宽度的UVLED而言约为90度)，更通常地在30度和60度之间，(例如对于具有约0.22毫米宽度的UVLED而言约为45度)。在此方面，较小的UVLED可以有助于布设可以有效地采用接近180度发射角度的固化设备。例如，这样的固化设备可以采用大于约100度的发射角度，例如在120度和150度之间(例如，约135度)。当保护管存在于椭圆形柱体中时(即，围绕固化轴)，以此方式采用成角度的UVLED源将在固化期间提供改进的UV吸收。

图6示出了根据本发明的用于固化被包覆玻璃纤维26的示例性设备50。具体而言，设备50采用一个或多个定位在基本上为椭圆形的腔室25中的成角度的UVLED源24，其中该腔室具有椭圆形状并且具有反射型内表面。腔室25定义第一线焦点21和第二线焦点22。第二线焦点22定义固化轴。被包覆玻璃纤维25在固化期间沿着固化轴通过。最后，保护管35围绕固化轴以及被包覆玻璃纤维26。

该腔室25还定义了与第一线焦点21以及第二线焦点22相交的主轴34。一个或多个UVLED源24沿第一线焦点21定位。每个UVLED源24以不同的发射图形来发射UV射线23。通常，发射图形具有平均发射线L_avg23a(即，UVLED源24所发射的所有UV射线的平均)。

在一个示例性实施方式中，UVLED源被成角度为远离于被包覆玻璃纤维26。具体而言，UVLED源24定位为发射角度α定义在平均发射线L_avg23a和椭圆形柱体的主轴34之间。发射角度α通常在约30度和100度之间(例如在30度和60度之间)，更通常地，在约40度和50度之间(例如45度)。

尽管发射角度α通常相对于用于UVLED源(例如，单个UVLED)的平均发射线L_avg23a来计算，但相对于UVLED源的中线或模式(即最大发射线)所定义的线来描述发射角度α也处于本发明的范围之内。

本领域技术人员将会理解，从UVLED发射的UV辐射不是从单个点发射的。因此，由于被包覆玻璃纤维的尺寸较小(例如，250微米直径)，因此希望使用小型UVLED源(例如，3毫米方形UVLED或1毫米方形UVLED)。通常，与使用较大的UVLED相比，使用小型UVLED将使较大比例的被反射UV辐射入射到被包覆玻璃纤维。

此外，每个UVLED源可以包括透镜(例如凸透镜，譬如双凸面透镜和平凸透镜)用于对发射的UV辐射进行聚焦。具体而言，每个透镜可以具有位于两个线焦点之一处的焦点(例如，未定义固化轴的线焦点)。例如，具有高数值孔径的圆柱透镜可用于对3毫米的方形UVLED进行重新定标，从而其在线焦点处具有约0.4毫米或更小的有效宽度。通过为每个UVLED配备透镜，设备的效率可以进一步提升。

在备选实施方式中，用于固化被包覆玻璃纤维的设备可采用一个或多个光纤(例如一个或多个多模光纤)来传送UV辐射。在此方面，这些光纤通常沿设备的第一线焦点定位，以作为对沿第一线焦点定位的UVLED源的备选。通常，每个光纤耦合到一个或多个UV辐射源，例如UVLED源。例如，多个小型UVLED可以以一对一的关系耦合到多个光纤(例如，20个UVLED和20个光纤)。因此，光纤可以按照各种配置被设置在第一线焦点处或第一线焦点附近。

此外，至少一个并且通常是每个光纤被定向在第一线焦点处，以提供约30度和120度之间的发射角度(例如，45度和90度之间)。这种光纤通常采用中心玻璃纤维，但备选地可以采用中心塑料纤维。

此外，使用光纤将UV辐射传送到腔室中可以支持固化设备的布置，这可以有效地采用接近180度的发射角度。例如，这种固化设备可以采用120度和180度之间(例如，150度)的发射角度。

为了简化与UVLED源的耦合，通常采用多模光纤来达到UV辐射传送的目的。当然，采用单模光纤(例如，有孔玻璃纤维)也处于本发明的范围之内。示例性的单模光纤是大模面积光纤(LMA)，它提供具有0.1毫米或更小直径的高斯光束。示例性的有孔光纤在2010年1月22日提交的共同受让的US专利申请号12/692,161，aSingle-Mode Optical Fiber中公开，其在此通过参考整体引入。

与传统UV灯相比，UVLED能够发射频谱小得多的频谱内的波长。这有助于使用较多发射的电磁辐射以用于固化。当然，这里公开的UVLED设备(以及其相关的系统和方法)可以被修改以采用水银灯和或融合灯作为辐射源(例如，在仅仅使用UVLED实现的固化不足的情况下作为UV辐射的补充源)。

在此方面，在本发明中使用的UVLED源可以是任何适当的UVLED，其发射的电磁辐射具有约200纳米和600纳米之间的波长。例如，UVLED可以发射具有约200纳米和450纳米(例如，约250纳米和400纳米之间)之间的波长的电磁辐射。在特定的示例性实施方式中，UVLED可以发射具有约300纳米和400纳米之间的波长的电磁辐射。在另一特定实施方式中，UVLED可以发射具有约350纳米和425纳米之间的波长的电磁辐射。

需要注意的是，UVLED通常发射窄频带的电磁辐射。例如，UVLED可以基本上发射波长变化不超过30纳米的电磁辐射，通常不超过20纳米(例如，发射大多在375纳米和395纳米之间的窄频带UV辐射的UVLED)。已经发现，相比于其他窄频带UV辐射，发射大多在395纳米和415纳米之间的窄频带UV辐射的UVLED更加高效。

此外，已经发现，在一些情况中，与发射的UV辐射波长处于使玻璃纤维包层具有最大吸收的波长的UVLED相比，发射的UV波长略微高于使玻璃纤维包层具有最大吸收的波长的UVLED促进更高效的聚合。因此，UVLED设备可以采用这样的UVLED源，该UVLED源所具有的平均输出波长至少比玻璃纤维包层的目标吸收峰值高约10纳米(例如，至少比目标吸收峰值高约10至15纳米)。当然，采用所具有的平均输出波长在目标吸收峰值的约10纳米内(例如，约5纳米内)的UVLED也在本发明的范围之内。

由此，尽管示例性UVLED源在定义范围(例如在350纳米和450纳米之间，例如在370纳米和400纳米之间)基本上发射其所有的电磁辐射，但UVLED可以发射少量该定义范围之外的电磁辐射。由此，示例性UVLED源的80％或更多(例如，至少约90％)的输出(即发射的电磁辐射)通常处于定义范围内(例如，约375纳米和425纳米之间)。

需要注意，UVLED可以具有各种发射图形(例如，远场图形)。例如，根据本发明所采用的UVLED可以基本上具有朗伯发射图形。换言之，UVLED源(例如UVLED)可以具有高斯或多模发射图形。另一示例性UVLED可以具有cos^1.5(Φ)或cos²(Φ)的发射图形.

UVLED通常比传统的UV灯(例如，水银灯)小得多。例如，UVLED可以是0.25英寸方形的UVLED。UVLED可以附接到平台上(例如，1英寸方形或者更大的安装板上)。当然，其他UVLED形状和尺寸也处于本发明的范围内。例如，3毫米的方形UVLED可以在根据本发明的设备中使用。

每个UVLED可以具有最大32瓦的功率输出(例如，具有约160瓦的功率输入和约32瓦的功率输出)。当然，当输出大于32瓦(例如64瓦)的UVLED可用时，它也可被采用。使用具有较高功率输出的UVLED可以用于提高光纤包层固化的速率，由此使得生产线速度提高。

每个UVLED源可以定位为与待固化光纤(例如，相对于固化轴)相距约1毫米到100毫米之间(例如，通常在约5毫米和30毫米之间)。更一般地，每个UVLED源可以定位在距离待固化光纤25毫米的距离。

本领域技术人员还将理解，UVLED可以吸收入射电磁辐射，这可能降低可用于由玻璃纤维包层吸收的反射UV辐射的量。此外，入射UV辐射可能损坏UVLED。因此，在具有多个UVLED的用于对玻璃纤维包层进行固化的设备中，希望定位UVLED的方式使得入射到UVLED的UV辐射降低。因此，至少约10毫米的垂直空间可将相邻UVLED隔开。此外，UVLED可以采用反射型表面(例如，表面包层)，其有助于对入射电磁辐射的反射，而且仍然允许传送所发射的电磁辐射。

最后，玻璃纤维在拉制操作期间通常被旋转或者另行经受扰动，以降低不期望的色散效应。可以理解，这可进一步促进在此描述的固化处理。

上文描述包含了对玻璃纤维上的一个或多个包层进行固化。所公开的设备、系统和方法可以类似地用于将缓冲层固化到光纤或围绕多个光纤的带状矩阵上。

根据上文描述，所得到的光纤包括一个或多个包层(例如，初级包层、次级包层)。至少一个包层(通常是次级包层)可被着色和/或具有其他标记以帮助识别个体光纤。备选地，三级涂墨层可以围绕该初级和次级包层。

例如，所得到的光纤可以具有包括UV可固化的聚氨酯丙烯酸酯化合物的一个或多个包层(例如，初级包层)。由此，初级包层可以包括40到80重量百分比之间的聚醚聚氨酯丙烯酸酯齐聚物以及光敏引发剂，例如

其可从BASF购得。此外，初级包层通常包括一个或多个低聚体和一个或多个单体稀释剂(例如，异冰片丙烯酸酯)，其可被包括以例如降低粘性并且由此促进处理。用于初级包层的示例性化合物包括DSM Desotech(Elgin，Illinois)提供的UV可固化的聚氨酯丙烯酸酯化合物，其具有各种商用名称，例如

和

示例性的包层系统可以从Draka Comteq获得，商用名称为

每个包层通常在应用后续包层之前被固化。例如，在应用初级包层之后，被包覆的玻璃纤维可以通过第一固化设备。一旦初级包层被固化，则可以应用次级包层并且使用第二固化设备对其固化。备选地，可以应用初级和次级包层，此后可以同时地对初级和次级包层进行固化。

本领域技术人员将会认识到，具有初级包层(以及可选的次级包层和/或涂墨层)的光纤通常具有大于235微米和约265微米(μm)之间的外径。复合玻璃纤维本身(即，玻璃纤芯和外围包层)通常具有与125微米的直径，使得总包层厚度约在55微米和70微米之间。

对于根据本发明的固化方法而实现的示例性光纤，复合玻璃纤维可具有约125微米的外径。对于光纤的外围包层，初级包层可以具有约175微米和约195微米之间的外径(即，初级包层厚度约25微米和35微米之间)，并且次级包层可以具有约235微米和约265微米之间的外径(即次级包层的厚度在约20微米和45微米之间)。可选地，光纤可以包括最外部的涂墨层，其厚度通常在2微米和10微米之间。

在备选实施方式中，所得到的光纤可以具有降低的直径(例如最外直径在约150微米和230微米之间)。在该可替换的光纤配置中，初级包层和/或次级包层的厚度被降低，而复合玻璃纤维的直径保持在约125微米。例如，在此实施方式中，初级包层可以具有在约135微米和约175微米之间的外径(例如160微米)，并且次级包层可以具有约150微米和约230微米之间的外径(例如，约165微米以上，例如190-210微米等)。换言之，光纤的总直径降低到约230微米以下(例如，约200微米)。

在随后共同受让的申请中公开了随这里所述的设备和方法使用的示例性包层配方，其中的每个都通过参考整体引入：美国专利申请号61/112,595，Microbend-Resistant Optical Fiber，2008年11月7日申请，(Overton)；国际专利申请公开号WO 2009/062131 A1，Microbend-Resistant Optical Fiber，(Overton)；美国专利申请号US2009/0175583 A1，Microbend-Resistant Optical Fiber，(Overton)；以及美国专利申请号12/614,011，Reduced-Diameter Optical Fiber，2009年11月6日提交，(Overton)。

在说明书和/或附图中已经公开了本发明的典型实施方式。本发明不限于这些示例性实施方式。用语“和/或”的使用包括一个或多个关联的所列出的项目的任意或所有组合。附图是示意性代表并且因此并不必然按照比例来绘制。除非另行指出，否则特定术语是出于一般性和描述性的目的而使用的，不是出于限制目的。

Claims

1.一种对玻璃纤维上的包层进行固化的方法，包括：

将具有不完全固化的包层的玻璃纤维以线速度v_f并沿着固化轴通过腔室，所述固化轴由所述腔室定义；

驱动多个UVLED源，每个UVLED源由大于其最大额定电流的电流所驱动，其中所述UVLED源定义第一UVLED阵列，并且每个UVLED源具有最大输出强度为x_n(t)_max和最小输出强度为x_n(t)_min的UV辐射的振荡输出x_n(t)，每个UVLED源的所述最大输出强度x_n(t)_max大于在每个所述UVLED源以其最大额定电流被驱动的情况下所能获得的强度；以及

将来自所述第一UVLED阵列的UV辐射发射到所述腔室中以提升所述包层的固化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述包层随着所述玻璃纤维通过所述腔室而被均匀地固化。

3.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中所述第一UVLED阵列中的每个UVLED源的输出定义脉冲串。

4.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中：

所述第一UVLED阵列定义了规范化和x_total(t，v_f)：

x_{total} (t, v_{f}) = x_{1} (t) + Σ_{n = 2}^{k} x_{n} (t + \frac{d_{n}}{v_{f}})

k＝所述第一UVLED阵列中的UVLED源的数目，

d_n＝沿所述固化轴从第一个UVLED源到第n个UVLED源的距离；以及

在给定线速度处，x_total(t，v_f)具有基本恒定的值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中：

所述第一UVLED阵列中的每个UVLED源的所述输出x_n(t)定义占空比等于A/B的脉冲串；

所述第一UVLED阵列中的每个UVLED源具有基本相同的所述最大输出强度x_n(t)_max和基本相同的所述最小输出强度x_n(t)_min；

所述第一UVLED阵列具有B个UVLED源；以及

x_total(t，v_f)≈A(x_n(t)_max+x_n(t)_min)。

6.根据权利要求4所述的方法，包括步骤：响应于所述玻璃纤维的所述线速度v_f改变，调节至少一个UVLED源的所述输出的相位，使得x_total(t，v_f)对于给定线速度具有基本恒定的值。

7.根据前述权利要求任意一项所述的方法，包括响应于所述玻璃纤维的所述线速度v_f增加而增加所述UVLED源的输出强度。

8.根据前述权利要求任意一项所述的方法，包括响应于所述玻璃纤维的所述线速度v_f降低而降低所述UVLED源的输出强度。

9.根据前述权利要求任意一项所述的方法，包括：

驱动定义第二UVLED阵列的多个UVLED源，所述第二UVLED阵列中的每个UVLED源被大于其最大额定电流的电流所驱动，其中所述第二UVLED阵列中的每个UVLED源具有最大输出强度为y_n(t)_max和最小输出强度为y_n(t)_min的UV辐射的振荡输出y_n(t)，每个UVLED源的所述最大输出强度y_n(t)_max大于每个所述UVLED源以其最大额定电流被驱动的情况下所能获得的强度；并且其中，所述第二UVLED阵列中的至少一个UVLED源的所述最大输出强度y_n(t)_max不同于所述第一UVLED阵列中的至少一个UVLED源的所述最大输出强度x_n(t)_max；以及

引导来自所述第二UVLED阵列的UV辐射以提升所述包层的固化。

10.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中所述第一UVLED阵列中的每个UVLED源以基本相同的电流驱动。

11.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中所述第一UVLED阵列中的每个UVLED源的所述最大输出强度x_n(t)_max基本上相同。

12.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其中所述第一UVLED阵列中的至少两个UVLED源以不同的电流驱动。

13.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其中对于所述第一UVLED阵列中的至少两个UVLED源，所述最大输出强度x_n(t)_max是不同的。

14.一种对玻璃纤维上的包层进行固化的方法，包括：

将具有不完全固化的包层的玻璃纤维以线速度v_f并且沿固化轴通过腔室，所述固化轴由所述腔室定义；

从第一UVLED阵列向所述腔室发射UV辐射以提升所述包层的固化，所述第一UVLED阵列包括多个UVLED源，每个所述UVLED源发射最大输出强度为x_n(t)_max和最小输出强度为x_n(t)_min的UV辐射的振荡输出x_n(t)；

其中所述第一UVLED阵列定义规范化和x_total(t，v_f)：

x_{total} (t, v_{f}) = x_{1} (t) + Σ_{n = 2}^{k} x_{n} (t + \frac{d_{n}}{v_{f}})

k＝所述第一UVLED阵列中的UVLED源的数目，

其中在给定线速度处，x_total(t，v_f)具有基本恒定的值。

15.根据权利要求14的方法，其中所述包层随着所述玻璃纤维通过所述腔室而被均匀地固化。

16.根据权利要求14-15任意一项所述的方法，其中所述第一UVLED阵列中的每个UVLED源的输出定义脉冲串。

17.根据权利要求14-16任意一项所述的方法，其中所述第一UVLED阵列中的每个UVLED源以基本相同的电流驱动。

18.根据权利要求14-16任意一项所述的方法，其中所述第一UVLED阵列中的至少两个UVLED源以不同的电流驱动。

19.根据权利要求14-18任意一项所述的方法，其中所述第一UVLED阵列中的每个UVLED源的所述最大输出强度x_n(t)_max基本上相同。

20.根据权利要求14-18任意一项所述的方法，其中对于所述第一UVLED阵列中的至少两个UVLED源，所述最大输出强度x_n(t)_max是不同的。

21.根据权利要求14所述的方法，其中：

所述第一UVLED阵列具有B个UVLED源；以及

x_total(t，v_f)≈A(x_n(t)_max+x_n(t)_min)。

22.根据权利要求14所述的方法，包括步骤：响应于所述玻璃纤维的所述线速度v_f改变，调节至少一个UVLED源的所述输出的相位，使得x_total(t，v_f)对于给定线速度具有基本恒定的值。

23.根据权利要求14-22任意一项所述的方法，包括响应于所述玻璃纤维的线速度v_f增加而增加所述UVLED源的输出强度。

24.根据权利要求14-23任意一项所述的方法，包括响应于所述玻璃纤维的线速度v_f降低而降低所述UVLED源的输出强度。

25.根据权利要求14所述的方法，包括步骤：

以大于所述第一UVLED阵列中的UVLED源的最大额定电流的电流来驱动所述UVLED源，所述UVLED源的最大输出强度x_n(t)_max大于在所述UVLED源以其最大额定电流被驱动的情况下所能获得的强度。

26.一种用于对被包覆玻璃纤维进行固化的设备，包括：

定义固化轴的腔室；以及

定位在所述腔室中的第一UVLED阵列，所述第一UVLED阵列包括多个UVLED源；

其中所述第一UVLED阵列中的每个UVLED源具有最大输出强度为x_n(t)_max和最小输出强度为x_n(t)_min的UV辐射的振荡输出x_n(t)，每个UVLED源的最大输出强度x_n(t)_max大于在每个UVLED源以其最大额定电流驱动的情况下所能获得的强度；

其中所述第一UVLED阵列中的至少两个所述UVLED源具有彼此异相的UV辐射的振荡输出。

27.根据权利要求26所述的设备，包括：

控制器，电连接到所述第一UVLED阵列；

其中所述控制器能够调节所述第一UVLED阵列中的所述UVLED源的所述振荡输出的强度和/或相位。

28.根据权利要求27所述的设备，其中所述控制器调节所述第一UVLED阵列中的所述UVLED源的所述振荡输出，使得所述第一UVLED阵列定义规范化和x_total(t，v_f)：

x_{total} (t, v_{f}) = x_{1} (t) + Σ_{n = 2}^{k} x_{n} (t + \frac{d_{n}}{v_{f}})

k＝所述第一UVLED阵列中的UVLED源的数目，

d_n＝沿所述固化轴从第一个UVLED源到第n个UVLED源的距离；

v_f＝在被包覆玻璃纤维通过所述腔室并且沿着所述固化轴行进时所述包覆玻璃纤维的线速度；

对于给定线速度，x_total(t，v_f)具有基本恒定的值。

29.根据权利要求26所述的设备，其中所述第一UVLED阵列中的每个所述UVLED源具有基本相同的所述最大输出强度x_n(t)_max。

30.根据权利要求26所述的设备，其中所述第一UVLED阵列中的至少两个所述UVLED源具有不同的所述最大输出强度x_n(t)_max。

31.根据权利要求26或27所述的设备，其中所述第一UVLED阵列定义规范化和x_total(t，v_f)：

x_{total} (t, v_{f}) = x_{1} (t) + Σ_{n = 2}^{k} x_{n} (t + \frac{d_{n}}{v_{f}})

k＝所述第一UVLED阵列中的UVLED源的数目，

d_n＝沿所述固化轴从第一个UVLED源到第n个UVLED源的距离；

v_f＝在被包覆玻璃纤维通过所述腔室并且沿所述固化轴行进时所述被包覆玻璃纤维的线速度；

对于给定线速度，x_total(t，v_f)具有基本恒定的值。

32.根据权利要求31所述的设备，其中：

所述第一UVLED阵列中的每个所述UVLED源的所述输出x_n(t)定义占空比等于A/B的脉冲串；

所述第一UVLED阵列具有B个UVLED源；以及

x_total(t，v_f)≈A(x_n(t)_max+x_n(t)_min)。

33.根据权利要求26-32任意一项所述的设备，其中所述第一UVLED阵列中每个所述UVLED源的输出定义脉冲串。

34.根据权利要求26-33任意一项所述的设备，包括：

定位在所述腔室中的第二UVLED阵列，所述第二UVLED阵列包括多个UVLED源；

其中所述第二UVLED阵列中的每个UVLED源具有最大输出强度为y_n(t)_max和最小输出强度为y_n(t)_min的UV辐射的振荡输出y_n(t)，每个UVLED源的最大输出强度y_n(t)_max大于在每个UVLED源以其最大额定电流驱动的情况下所能获得的强度；以及

其中所述第二UVLED阵列中的至少一个所述UVLED源的所述最大输出强度y_n(t)_max不同于所述第一UVLED阵列中的至少一个UVLED源的所述最大输出强度x_n(t)_max。

35.一种用于对被包覆玻璃纤维进行固化的设备，包括：

定义固化轴的腔室；以及

其中所述第一UVLED阵列中的每个UVLED源具有最大输出强度为x_n(t)_max和最小输出强度为x_n(t)_min的UV辐射的振荡输出x_n(t)，

其中所述第一UVLED阵列中的至少两个所述UVLED源具有彼此异相的UV辐射的振荡输出；以及

其中所述第一UVLED阵列定义规范化和x_total(t，v_f)：

x_{total} (t, v_{f}) = x_{1} (t) + Σ_{n = 2}^{k} x_{n} (t + \frac{d_{n}}{v_{f}})

k＝所述第一UVLED阵列中的UVLED源的数目，

d_n＝沿所述固化轴从第一UVLED源到第n到UVLED源的距离；

对于给定线速度，x_total(t，v_f)具有基本恒定的值。

36.根据权利要求35所述的设备，包括：

控制器，电连接到所述第一UVLED阵列；

37.根据权利要求35-36任意一项所述的设备，其中所述第一UVLED阵列中的每个所述UVLED源具有基本相同的所述最大输出强度x_n(t)_max。

38.根据权利要求35-36任意一项所述的设备，其中所述第一UVLED阵列中的至少两个所述UVLED源具有不同的所述最大输出强度x_n(t)_max。

39.根据权利要求35-36任意一项所述的设备，其中：

所述第一UVLED阵列具有B个UVLED源；以及

x_total(t，v_f)≈A(x_n(t)_max+x_n(t)_min)。

40.根据权利要求35-39任意一项所述的设备，其中所述第一UVLED阵列中的每个所述UVLED源的所述输出定义脉冲串。

41.根据权利要求35-40任意一项所述的设备，其中所述第一UVLED阵列中的UVLED源的所述最大输出强度x_n(t)_max大于在所述UVLED源以其最大额定电流被驱动的情况下所能获得的强度。