CN103454743A - 光纤固定装置及其固定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光纤固定装置和固定方法。光纤固定装置包括外壳、弹性密封圈、内芯和压盖。外壳、弹性密封圈和内芯同轴分别开设有通孔。弹性密封圈和内芯开设的通孔的孔径均与预定光纤孔径匹配。外壳开设的通孔包括自下而上同轴对接的第一外壳通孔部和第二外壳通孔部，第一外壳通孔部的孔径与预定光纤孔径匹配且小于第二外壳通孔部的孔径。第二外壳通孔部的孔径与内芯的外径匹配。弹性密封圈和内芯自下而上依次设置在第二外壳通孔部内，内芯远离弹性密封圈的一端与压盖抵接，且压盖与外壳可拆卸式连接。采用本发明的光纤固定装置和固定方法，可以在不损坏光纤的前提下将光纤固定，以免在对光纤施加拉力时，损坏光纤的包层和芯层。

Description

光纤固定装置及其固定方法

技术领域

本发明涉及光纤技术，特别是涉及一种光纤固定装置及其固定方法。

背景技术

位置灵敏型闪烁体中子探测器是利用波移光纤阵列来探测中子的入射位置的一种探测装置。在该中子探测器中所使用的波移光纤自身尺寸较小，直径通常在0.1~5mm之间，且柔软易损。

波移光纤通常由芯层和包层构成，其中芯层是波移光纤的关键部分，是由波移物质和透明度较高的聚苯乙烯构成，质地较脆。波移光纤的包层通常由聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate）构成，该部分主要对芯层起保护作用，同时能够提高波移光纤的光传输效率。一般芯层的直径占整个波移光纤的95%以上，而包层仅占1~5%。在探测器制作过程中，在波移光纤阵列的排布过程中，在对光纤施加张力载荷的过程中，要求不能损坏波移光纤的芯层和包层结构。

对于光纤上张力的施加，最常规、最原始的方法是手工通过单根光纤的拉伸，单根光纤的固定，来逐一完成整个光纤阵列，但显然这种方法既费时又费力，同时由于手工对每根光纤的拉力很难保持一致性，这样绷出来的光纤阵列平面的水平度较差，直接影响位置灵敏型闪烁体中子探测器的位置测量精度。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的一个主要目的在于提供一种可以在不损坏光纤的前提下将光纤固定的光纤固定装置，包括外壳、弹性密封圈、内芯和压盖；

所述外壳、所述弹性密封圈和所述内芯同轴分别开设有通孔；

所述弹性密封圈和所述内芯开设的通孔的孔径均与预定光纤孔径匹配；

所述外壳开设的通孔包括自下而上同轴对接的第一外壳通孔部和第二外壳通孔部；所述第一外壳通孔部的孔径与预定光纤孔径匹配且小于所述第二外壳通孔部的孔径；所述第二外壳通孔部的孔径与所述内芯的外径匹配；

所述弹性密封圈和所述内芯自下而上依次设置在所述第二外壳通孔部内，所述内芯远离所述弹性密封圈的一端与所述压盖抵接，且所述压盖与所述外壳可拆卸式连接。

更进一步地，光纤固定装置的所述第二外壳通孔部的内壁上设有导向槽，所述内芯的外表面上设有与所述导向槽相配合的凸缘。

更进一步地，光纤固定装置的所述弹性密封圈为橡胶密封圈。

更进一步地，光纤固定装置的所述外壳与所述压盖通过螺纹可拆卸地连接。

更进一步地，光纤固定装置的所述外壳上设有用于标定所述压盖与所述外壳之间的压紧程度的刻度线。

根据本发明的另一方面，一种基于光纤固定装置的光纤固定方法，包括：

步骤一：将光纤的一端穿过所述外壳开设的通孔；

步骤二：将完成步骤一的光纤的一端穿过所述弹性密封圈开设的通孔；

步骤三：将完成步骤二的光纤的靠近弹性密封圈的一端插入所述内芯开设的通孔；

步骤四：在所述内芯顶部向下施加压力，直至将所述弹性密封圈推压至所述第二外壳通孔部的底部；

步骤五：将所述压盖与所述内芯顶部抵接并自所述外壳顶部向下加力连接，使得所述内芯挤压所述弹性密封圈。

更进一步地，光纤的固定方法中的所述步骤四还包括：

所述内芯通过其外表面上设有的与所述第二外壳通孔部的内壁上设置的导向槽相配合的凸缘，来沿所述导向槽移动。

更进一步地，光纤的固定方法中的所述步骤五包括：

将光纤固定装置的压盖与光纤固定装置的外壳通过螺纹连接在一起。

采用本发明的光纤固定装置和固定方法，可以在不损坏光纤的前提下将光纤固定，以免在对光纤施加拉力时，损坏光纤的包层和芯层。

附图说明

参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

图1为本发明的光纤固定装置的一种实施方式的结构图；

图2为本发明的光纤固定装置中的外壳与内芯相互配合后的剖面图；

图3为本发明的光纤固定装置装配好后的一种实施方式的结构图；

图4为本发明的光纤固定方法的一种实施方式的流程图；

图5为本发明的光纤固定方法的一种实施方式的步骤一、二的示意图；

图6为本发明的光纤固定方法的一种实施方式的步骤三的示意图；

图7为本发明的光纤固定方法的一种实施方式的步骤四的示意图；

图8为本发明的光纤固定方法的一种实施方式的步骤五的示意图；

其中：

1——外壳；

11——刻度线；

2——弹性密封圈；

3——内芯；

4——压盖；

5——光纤；

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

在制作位置灵敏型闪烁体中子探测器时，需要进行大面积波移光纤的阵列排布。为达到良好的位置分辨和较高的探测效率，希望光纤在排布后满足较高的位置精度要求。而光纤不经拉伸在自然状态下没有办法达到这样的要求，因此每根光纤在固定前需要施加一定的张力，在不损坏光纤的前提下，使同一方向上的所有光纤得到一致的张力并保持在一个理想的设计平面上。由于所使用的光纤头部预先已做过特殊处理，不允许在施加张力的时候对其产生任何损坏，也不允许在施加张力的时候导致光路受损。因此需要考虑一种特殊的结构，既能对光纤施加拉力，又能保护光纤传输效率不受损失。

为此，本发明提供了一种光纤固定装置。图1为本发明实施例一提供的光纤固定装置的爆炸结构示意图。如图1所示，该光纤固定装置包括外壳1、弹性密封圈2、内芯3和压盖4。

外壳1、弹性密封圈2和内芯3同轴分别开设有通孔。

弹性密封圈2和内芯3开设的通孔的孔径均与预定光纤孔径匹配。弹性密封圈2可以采用任何弹性材料制成，例如可采用橡胶。

外壳1开设的通孔包括自下而上同轴对接的第一外壳通孔部和第二外壳通孔部。第一外壳通孔部的孔径与预定光纤孔径匹配且小于第二外壳通孔部的孔径。第二外壳通孔部的孔径与内芯3的外径匹配。

弹性密封圈2和内芯3自下而上依次设置在第二外壳通孔部内。内芯3的远离弹性密封圈2的一端与压盖4抵接，且压盖4与外壳1可拆卸式连接。

压盖4通过挤压内芯3，使得内芯3将弹性密封圈2挤压至第二通孔部的底部。弹性密封圈2由于受到内芯3和第二通孔部底部的挤压而产生形变，从而对光纤5产生沿着光纤5横截面的法向方向的压力，使得光纤在受到一定的轴向拉力时，不会沿着其轴向产生滑动。

作为一种优选方案，压盖4与外壳1可采用螺纹连接，从而使得弹性密封圈2对光纤5产生持续而稳定的压力。

参见图2所示，为本发明的光纤固定装置中的外壳1与内芯3相互配合后的剖面图。

在该实施方式中，光纤固定装置的外壳1上的第二外壳通孔部的内壁上设有导向槽，内芯3的外表面上设有与导向槽相配合的凸缘。

导向槽与凸缘的结构可以保证在压盖4在旋入过程中，内芯3不会随之转动也不会产生侧向位移，从而保证在整个旋入和压紧过程中，弹性密封圈2始终只沿轴向受压，不会有水平方向上的窜动，进而保证光纤5不受损伤。

参见图3所示，本发明的光纤固定装置装配好后的一种实施方式的结构图。外壳1与压盖4可拆卸地固定，例如可采用螺纹连接将二者固定，从而使得弹性密封圈2对光纤5产生持续而稳定的压力。作为一种实施方式，光纤固定装置的外壳1上设有用于标定压盖4与外壳1之间的压紧程度的刻度线11。外壳1与压盖4之间的压紧程度取决于将施加到光纤5上的拉力。如果需要较大的拉力，则外壳1与压盖4之间的压紧程度较大，从而使弹性密封圈2产生较大的形变，进而对光纤5产生较大的压力；反之，如果需要较小的拉力，则外壳1与压盖4之间的压紧程度较小，从而使弹性密封圈2产生较小的形变，进而对光纤5产生较小的压力。刻度线11可以对外壳1与压盖4之间的压紧程度进行量化，使得使用者可以更为直观的观察到外壳1与压盖4之间的压紧程度。

参见图4所示，为本发明的光纤固定方法的一种实施方式的流程图。

该实施方式包括如下步骤：

S1：将光纤5的一端穿过外壳1开设的通孔。

S2：将完成步骤S1的光纤5的一端穿过弹性密封圈3开设的通孔。参见附图5所示，光纤5首先穿过外壳1开设的通孔，然后再穿过弹性密封圈3的通孔。在另一种实施方式中，光纤可以先穿过弹性密封圈3的通孔，然后再穿过外壳1开设的通孔。

S3：将完成步骤S2的光纤5的靠近弹性密封圈3的一端插入内芯3开设的通孔，参见附图6所示。

S4：在内芯3顶部向下施加压力，直至将弹性密封圈3推压至第二外壳通孔部的底部，参见附图7所示。

S5：将压盖4与内芯3顶部抵接并自外壳1顶部向下加力连接，使得内芯3挤压弹性密封圈2，参见附图8。弹性密封圈2由于受到内芯3和第二通孔部底部的挤压而产生形变，从而对光纤5产生沿着光纤5横截面的法向方向的压力，使得光纤在受到一定的轴向拉力时，不会沿着其轴向产生滑动。

参见附图8，光纤固定装置的压盖4挤压光纤固定装置的内芯3，使得光纤固定装置的内芯3将弹性密封圈2挤压至光纤固定装置的外壳1的槽的底部。作为一种优选方案，当在内芯3的顶部向下施加压力时，内芯3可通过其外表面上设有的与第二外壳通孔部的内壁上设置的导向槽相配合的凸缘，来沿导向槽移动。

参见附图8，将光纤固定装置的压盖4与光纤固定装置的外壳1可拆卸地固定在一起，例如，可通过螺纹固定在一起，从而使得弹性密封圈2对光纤5产生持续而稳定的压力。

本发明的光纤固定装置和固定方法，通过弹性密封圈2的形变产生的摩擦力来将光纤固定。从而实现了在不损坏光纤的前提下固定光纤，以免在对光纤施加拉力时，损坏光纤的包层和芯层。

上面对本发明的一些实施方式进行了详细的描述。在本发明的设备和方法中，显然，各部件或各步骤是可以分解、组合和/或分解后重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本发明的等效方案。还需要指出的是，执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行，但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。同时，在上面对本发明具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (8)

1.一种光纤固定装置，其特征在于，包括：

外壳、弹性密封圈、内芯和压盖；

所述外壳、所述弹性密封圈和所述内芯同轴分别开设有通孔；所述弹性密封圈和所述内芯开设的通孔的孔径均与预定光纤孔径匹配；

所述外壳开设的通孔包括自下而上同轴对接的第一外壳通孔部和第二外壳通孔部；所述第一外壳通孔部的孔径与预定光纤孔径匹配且小于所述第二外壳通孔部的孔径；所述第二外壳通孔部的孔径与所述内芯的外径匹配；

所述弹性密封圈和所述内芯自下而上依次设置在所述第二外壳通孔部内，所述内芯远离所述弹性密封圈的一端与所述压盖抵接，且所述压盖与所述外壳可拆卸式连接。

2.根据权利要求1所述的光纤固定装置，其特征在于：所述第二外壳通孔部的内壁上设有导向槽，所述内芯的外表面上设有与所述导向槽相配合的凸缘。

3.根据权利要求1所述的光纤固定装置，其特征在于：所述弹性密封圈为橡胶密封圈。

4.根据权利要求1所述的光纤固定装置，所述外壳与所述压盖通过螺纹可拆卸地连接。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的光纤固定装置，其特征在于：所述外壳上设有用于标定所述压盖与所述外壳之间的压紧程度的刻度线。

6.一种基于如权利要求1-5任一所述的光纤固定装置的光纤固定方法，其特征在于，包括：

步骤一：将光纤的一端穿过所述外壳开设的通孔；

步骤二：将完成步骤一的光纤的一端穿过所述弹性密封圈开设的通孔；

步骤三：将完成步骤二的光纤的靠近弹性密封圈的一端插入所述内芯开设的通孔；

步骤四：在所述内芯顶部向下施加压力，直至将所述弹性密封圈推压至所述第二外壳通孔部的底部；

步骤五：将所述压盖与所述内芯顶部抵接并自所述外壳顶部向下加力连接，使得所述内芯挤压所述弹性密封圈。

7.根据权利要求6所述的光纤的固定方法，其特征在于：

所述步骤四还包括：

所述内芯通过其外表面上设有的与所述第二外壳通孔部的内壁上设置的导向槽相配合的凸缘，来沿所述导向槽移动。

8.根据权利要求6所述的光纤的固定方法，其特征在于：

所述步骤五包括：

将光纤固定装置的压盖与光纤固定装置的外壳通过螺纹连接在一起。

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