CN103163595A - 一种光纤接续子 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤接续子，包括一由记忆合金材料构成的对准管，对准管的两端是锥形的光纤导入口，对准管内孔的初始内径DT1、低温扩张后内径DT2与光纤的关系是：[1-(1-S)×K]×DF＜DT1＜DF (1)；DF＜DT2＜DF×(1+S×K) (2)；DF是对接时光纤的外径，K是由记忆合金材料构成的对准管的形状记忆应变系数，S是选取的比例系数，还包括热缩套管，在所述的热缩套管内部安置有热熔管和位于热熔管外侧、且与热熔管平行的加强件，所述的对准管安置在热熔管内的中部。该光纤接续子采用以记忆合金管为主而进行光纤端头连接，其成本低、使用简单方便、长期稳定性好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤连接的装置，特别是涉及一种光纤接续子。
背景技术
光纤作为通信线路已广泛应用于全世界各个地区，而作为新型传感装置也具有巨大的应用前景。由于目前应用于实际中的大多数光纤是石英光纤，其芯径一般在4-80微米的范围内，所以对光纤的接头要求很高，如单模光纤的芯径一般在8-10微米之间，两根光纤的接头偏差一微米就会出现较大的损耗。另一方面，光纤到户(简称FTTH)是光纤通信下一个阶段的目标，在FTTH的大规模应用中，需要大量的光纤接续工作，若采用熔接机的方法，则需要购置大量的熔接设备，导致成本的大幅增加，最有前途的经济的方案是采用光纤接续子的方法，但现有的接续子操作仍比较复杂，稳定性也待验证。在中国专利申请号为201020519978.6的《一种光纤对接装置》的文献中揭示了一种通过记忆合金材料加工的光纤对接装置，其结构简单、使用方便，具有较好的应用前景。但该专利所公开的光纤对接装置在实际使用中仍有问题，该光纤对接装置只能将光纤的裸纤部分夹持并使光纤对准，但裸纤与未去除涂覆层的光纤间会留出空隙，稍对光纤有所了解的人都知道：没有涂覆层的保护，裸纤的强度是很低的，这样就导致该空隙处的裸纤极易断裂，而造成光纤对接的失败或在长期使用中出现异常。当然，该缺陷也可使用热缩套管或环氧树脂等胶黏剂的粘接来弥补空隙，这又会导致体积增大、操作复杂、长期可靠性下降等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种光纤接续子。该光纤接续子采用以记忆合金管为主而进行光纤端头连接，其成本低、使用简单方便、长期稳定性好的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种光纤接续子，包括一由记忆合金材料构成的对准管，所述的对准管的两端是锥形的光纤导入口，对准管内孔的初始内径DT1、低温扩张后内径DT2与光纤的关系是：
[1-(1-S)×K]×DF＜DT1＜DF (1)
DF＜DT2＜DF×(1+S×K) (2)
DF是对接时光纤的外径，K是由记忆合金材料构成的对准管的形状记忆应变系数，S是选取的比例系数，其特征在于：还包括热缩套管，在所述的热缩套管内部安置有热熔管和位于热熔管外侧、且与热熔管平行的加强件，所述的对准管安置在热熔管内的中部。
上述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的对准管包括中间的一段圆管和向两侧延伸的、径向的开口不小于120度的半圆管一和半圆管二。
上述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的对准管包括中间的一段圆管和向两侧延伸的平板。
上述的一种光纤接续子，其特征在于：沿所述的对准管的轴向在对准管上有一道开口缝隙。
上述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的对准管内孔中含有折射率匹配液、折射率匹配凝胶或热固化折射率匹配材料。
上述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的热固化折射率匹配材料是透明环氧树脂、透明硅胶。
上述的一种光纤接续子，其特征在于：有两个或两个以上的对准管并排安置在一个热熔管内。
上述的一种光纤接续子，其特征在于：有两个或两个以上的安置有对准管的热熔管安置在一个热缩管内。
上述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的加强件是由钢材料、铜材料、玻璃材料、石英玻璃材料或陶瓷材料构成圆棒、圆弧板或平板。
上述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的对准管的内壁上有镀膜层。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的一种光纤接续子，具有结构简单、设计合理、价格低廉、长期稳定性好、体积小、易固定、操作方便、非高温或电弧熔接处理；
2、本发明的一种光纤接续子，可以做成多芯预制件，同时完成多根光纤的接续，适用于带状光纤的接续，并且长期性能稳定、体积小、成本低，特别是每芯光纤均是以自对准方式对接，对接质量高，对接损耗低可以满足大规模的带状光纤的对接；
3、本发明的一种光纤接续子适于特种光纤的接续，如光子晶体光纤、保偏光纤、特种涂覆光纤等光纤的接续使用，不仅可以形成牢固接头，同时不会破坏光纤的结构或光纤的特种涂层；
4、本发明的一种光纤接续子，也适合于光电混合电路板以及纯光路板中光路的连接，该装置不仅体积小、成本低、操作方便，而且易操作、长期性能稳定、耐冲击、固定容易，并可以完成大量并行光路的对接，是一种良好的光路接续子；
综上所述，本发明装置具有结构简单、设计合理、价格低廉、长期稳定性好、体积小、易固定、操作方便、无高温或电弧熔接过程、使用效果好，具有广阔的使用前景。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的第一具体实施方式的结构示意图。
图2为本发明的第一具体实施方式的剖面结构示意图。
图3为本发明的第一具体实施方式的光纤对接时剖面结构示意图。
图4为本发明的第二具体实施方式的对准管结构示意图。
图5为本发明的第二具体实施方式的对准管的立体结构示意图。
附图标记说明：
1-圆管； 2-半圆管一； 3-半圆管二；
4-内腔； 5-对准管； 6-裸光纤；
7-折射率匹配液；10-热缩套管；11-加强件；
12-热熔管。
具体实施方式
实施例1
如图1、图2和图3所示，一种光纤接续子，包括一由记忆合金材料构成的对准管5，所述的对准管5的两端是锥形的光纤6导入口，对准管5内孔的初始内径DT1低温扩张后内径DT2与光纤6的关系是：
[1-(1-S)×K]×DF＜DT1＜DF (1)
DF＜DT2＜DF×(1+S×K) (2)
DF是对接时光纤的外径，K是由记忆合金材料构成的对准管5的形状记忆应变系数，S是选取的比例系数，优选的K值是8％，S值选择0.5，还包括热缩套管10，在所述的热缩套管10内部安置有热熔管12和位于热熔管12外侧、且与热熔管12平行的加强件11，所述的对准管5安置在热熔管12内的中部。
操作过程是：将需对接的两裸光纤6的端头从热熔管12的两端分别导入，并在对准管5的内腔4的中部相接触，根据记忆合金的性质加热至相应的温度以上，使该对准管5收缩并将两裸光纤6的端部箍紧，使两裸光纤6自对准并形成接头，并且持续加热至热熔管12融化以及热缩管10收缩，使热熔管12、加强件11和热缩管10成为一个整体，然后冷却，从而完成对接。所述的对准管5可选择最常用的和技术最成熟的是镍钛记忆合金，特别是以弥散方式掺有钕的镍钛记忆合金具有良好的常温储存性，其使用方法是：常温下加工由镍钛钕记忆合金材料构成的对准管5内腔4的内径DT1为DF的96％，在低温下将镍钛钕记忆合金材料构成的对准管5的内腔4的内径DT1扩张为DF的104％左右的内径DT2，当然在需要时进行形状恢复效应的训练，加工后恢复至常温保存。在使用时，将两光纤6端头切割处理后轻松的分别从热熔管12的两端导入，裸光纤6进入内径为DT2的并在对准管5的内腔4的中部接触，然后对整个接续子加热(如镍钛钕记忆合金材料需加热至90℃左右)至构成对准管5的钛镍钕记忆合金材料的逆相变温度，这时对准管5径向收缩并牢牢的箍紧两裸光纤6的端头，并使两光纤自动对准，热缩管10和热熔管12在80-120℃之间完成收缩和熔融，冷却后完成光纤的接头。
优选的，沿所述的对准管5的轴向在对准管5上有一道开口缝隙。该结构可以减少对准管5在径向收缩时对裸光纤6的压力。
优选的，所述的对准管的内腔4中含有折射率匹配液7、折射率匹配凝胶或热固化折射率匹配材料。进一步的，所述的热固化折射率匹配材料是透明环氧树脂、透明硅胶。
优选的，有两个或两个以上的对准管5并排安置在一个热熔管12内。
优选的，有两个或两个以上的安置有对准管5的热熔管12安置在一个热缩管10内。
优选的，所述的加强件11是由钢材料、铜材料、玻璃材料、石英玻璃材料或陶瓷材料构成圆棒、圆弧板或平板。
优选的，所述的对准管5的内壁上有镀膜层。如铝或铝合金、铜或铜合金，高分子镀膜层等。该薄膜可以均衡对准管5在径向收缩时内腔4对裸光纤6的压力，防止裸光纤6接头外侧表面上出现尖锐的应力点。
优选的，所述的对准管5是由记忆合金薄膜构成。
优选的，所述的对准管5是由厚度大于100微米的记忆合金薄板经弯曲或轧制构成。
实施例2
如图4、图5所示，本实施例中，与实施例1不同的是：所述的对准管5包括中间的一段圆管1和向两侧延伸的、径向的开口不小于120度的半圆管一2和半圆管二3。这样，半圆管一2和半圆管二3在热熔管12熔融和冷却时，可保护无涂覆层的裸光纤6具有良好的强度。
优选的，所述的对准管5包括中间的一段圆管1和向两侧延伸的平板。
本实施例中，其余部分的结构、连接关系和工作原理均与实施例1相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种光纤接续子，包括一由记忆合金材料构成的对准管(5)，所述的对准管(5)的两端是锥形的光纤(6)导入口，对准管(5)内孔的初始内径DT1、低温扩张后内径DT2与光纤(6)的关系是：
[1-(1-S)×K]×DF＜DT1＜DF (1)
DF＜DT2＜DF×(1+S×K) (2)
DF是对接时光纤的外径，K是由记忆合金材料构成的对准管(5)的形状记忆应变系数，S是选取的比例系数，其特征在于：还包括热缩套管(10)，在所述的热缩套管(10)内部安置有热熔管(12)和位于热熔管(12)外侧、且与热熔管(12)平行的加强件(11)，所述的对准管(5)安置在热熔管(12)内的中部。
2.根据权利要求1所述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的对准管(5)包括中间的一段圆管(1)和向两侧延伸的、径向的开口不小于120度的半圆管一(2)和半圆管二(3)。
3.根据权利要求1所述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的对准管(5)包括中间的一段圆管(1)和向两侧延伸的平板。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种光纤接续子，其特征在于：沿所述的对准管(5)的轴向在对准管(5)上有一道开口缝隙。
5.根据权利要求1所述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的对准管(5)内孔中含有折射率匹配液、折射率匹配凝胶或热固化折射率匹配材料。
6.根据权利要求5所述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的热固化折射率匹配材料是透明环氧树脂、透明硅胶。
7.根据权利要求1所述的一种光纤接续子，其特征在于：有两个或两个以上的对准管(5)并排安置在一个热熔管(12)内。
8.根据权利要求1所述的一种光纤接续子，其特征在于：有两个或两个以上的安置有对准管(5)的热熔管(12)安置在一个热缩管内。
9.根据权利要求1所述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的加强件(11)是由钢材料、铜材料、玻璃材料、石英玻璃材料或陶瓷材料构成圆棒、圆弧板或平板。
10.根据权利要求1所述的一种光纤接续子，其特征在于：所述的对准管(5)的内壁上有镀膜层。
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