CN104678496A - 基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法 - Google Patents

基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104678496A
CN104678496A CN201510111281.2A CN201510111281A CN104678496A CN 104678496 A CN104678496 A CN 104678496A CN 201510111281 A CN201510111281 A CN 201510111281A CN 104678496 A CN104678496 A CN 104678496A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
mode fiber
core
diameter
mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510111281.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104678496B (zh
Inventor
崔继文
朱圣琪
冯昆鹏
党竑
谭久彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201510111281.2A priority Critical patent/CN104678496B/zh
Publication of CN104678496A publication Critical patent/CN104678496A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104678496B publication Critical patent/CN104678496B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/245—Removing protective coverings of light guides before coupling
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/25—Preparing the ends of light guides for coupling, e.g. cutting
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/3628—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers
    • G02B6/3632—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the cross-sectional shape of the mechanical coupling means
    • G02B6/3636—Mechanical coupling means for mounting fibres to supporting carriers characterised by the cross-sectional shape of the mechanical coupling means the mechanical coupling means being grooves
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4439—Auxiliary devices
    • G02B6/4471—Terminating devices ; Cable clamps

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Abstract

基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法属于光纤通信、传感技术领域；本方法采用机械加工或氢氟酸光纤腐蚀处理的方式减小与多芯光纤的纤芯具有相等数量的单模光纤的直径，将直径减小后的单模光纤穿过带有内锥角的细管中并将下端浸没在低粘度紫外胶中，利用毛细现象进行自组装，形成最紧凑的蜂窝状结构，对自组装后的单模光纤进行紫外胶固化，形成单模光纤束，对单模光纤束端面或多芯光纤端面进行研磨，利用六自由度调整装置耦合封装端面研磨后的单模光纤束与多芯光纤，将固化点装置放置在底部有V形槽的长方体容器内，向长方体容器内注入环氧树脂，完成多芯光纤扇出接头的制作；本发明适应性强，低成本，低损耗，制作起点低。

Description

基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法
技术领域
本发明属于光纤通讯、传感技术领域，特别涉及一种基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法。
背景技术
随着现代社会的发展，传统的光纤通信技术已经无法满足人类对信息传播和获取速度的渴望。另一方面，普通单芯光纤制成的传感器无法满足人类对高传感密度的需求。为提高光纤传输线路的单位面积的集成密度，在一个包层下包含多个纤芯的多芯光纤应运而生，一举突破了光纤通信领域100Tbit/s的物理极限和相同空间下提高光纤传感密度的可能。但是，多芯光纤在现阶段应用中，通常被用作高密度、多通道传输介质，其中传输的多路光信号需要通过传统的单通道收、发设备接收和发射。因此，单芯光纤与多芯光纤的耦合技术显得尤为重要，该技术是降低多芯光纤应用成本和推广多芯光纤的关键技术。单芯光纤与多芯光纤的耦合是通过多芯光纤扇出接头完成的，通过扇出接头可以实现每根单芯光纤与多芯光纤间光信号的低损耗传输。
目前，现有的多芯光纤扇出接头的制作方法主要有三种形式：
1.飞秒激光加工三维光波导法制作芯光纤扇出接头：2007年英国Heriot-Watt University的R.R.Thomson等人提出飞秒激光加工三维光波导制作多芯光纤扇出接头，这种方法采用飞秒激光器在高纯石英介质上刻写三维走向的单模光波导，使光波导一端的纤芯分布与多芯光纤的纤芯分布相同、另一端将多芯光纤紧凑的纤芯分布在空间上扩展，光波导一端和多芯光纤对芯耦合，另一端分别和单模光纤进行耦合。这种扇出接头制作方法，光损耗大、加工技术复杂、加工成本高，而且不同多芯光纤需要设计不同的光波导，不利于多芯光纤在市场的推广应用。
2.叠层聚合物光波导法制作多芯光纤扇出接头：2012年日本横滨国立大学的Tatsuhiko Watanabe等人提出叠层聚合物制作多芯光纤扇出接头，这种基于光刻技术扇出接头制作方法，采用聚甲基丙烯酸甲酯作为光波导介质，非光波导介质采用环氧树脂，通过旋涂的方式精确控制扇出接头垂直方向纤芯距，通过掩膜间距精确控制横向纤芯距，从而制作出一端的纤芯分布与多芯光纤的纤芯分布相同、另一端将多芯光纤紧凑的纤芯分布在空间上扩展的三维聚合物光波导，三维聚合物光波导一端和多芯光纤对芯耦合，另一端分别和单模光纤进行耦合。这种扇出接头制作方法，耦合损耗高，加工技术复杂且加工成本高，制作的扇出接头纤芯位置偏差较大且聚合物吸收损耗较大，而且不同多芯光纤需要设计不同的叠层聚合物光波导，同时还需要更换掩膜板，不利于多芯光纤在市场的推广应用。
3.腐蚀-耦合法制作多芯光纤扇出接头：2009年Acreo公司的E.Zetterlund等人提出了采用高浓度HF酸溶液腐蚀多芯光纤，使多芯光纤的各个纤芯分散开，之后分别对多芯光纤分散开的纤芯和单模光纤端面做平整处理后，最后使用多维调整机构和视觉检测机构完成单模光纤和多芯光纤各个分散开的纤芯对准耦合、紫外固化并将固化区域加固，完成多芯光纤扇出接头的制作。因此，这种扇出接头制作工艺、加工技术简单并且成本低，不需要高昂的设备，有利于多芯光纤在市场的推广应用。但多芯光纤在HF酸溶液腐蚀后，散开的各个纤芯的直径仅有30～40微米，十分脆弱，不方便夹持，与单模光纤的对准耦合十分困难，造成光损耗大。
综上所述，目前制作多芯光纤扇出接头的方法，主要受到多芯光纤各个纤芯之间距离微小、腐蚀多芯光纤后散开的各个纤芯直径小且质地脆弱、加工流程复杂、加工设备高昂、加工成本高、光损耗大等缺点，造成多芯光纤由于没有光损耗小而且价格低廉的多芯光纤扇出接头制作方法，难以推广应用。
发明内容
本发明的目的就是针对上述多芯光纤扇出接头制作中存在的纤芯微小、加工流程复杂、加工设备高昂、加工成本高、光损耗大等问题，提供一种基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法，该制作方法利用光纤束在低粘度紫外胶中自发性的组成稳定形状的性质，在普通光纤接头制作的设备上就可以完成多芯光纤扇出接头的制作，而且制作的扇出接头，体积小巧、光损耗小，成本低，不需要高昂的加工设备。因此，基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法可以解决多芯光纤在应用中，多芯光纤与单模光纤互联、分束的难题，有利于多芯光纤在各个领域的推广和应用。
本发明采用的技术方案是：一种基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法，所述方法包括以下步骤：
(1).减小单模光纤直径
取长度为100～1000mm的单模光纤，将其一端的涂覆层部分剥除20～40mm，之后采用机械处理的方法减小单模光纤剥除涂覆层部分的直径：将单模光纤拉直，两端固定在同步旋转电机的固定装置上并且使单模光纤的转动轴线与同步旋转电机的转动轴线重合，在单模光纤的转动轴线上方装有一个包裹研磨片的转轮，包裹研磨片的转轮靠近并接触单模光纤并沿单模光纤剥除涂覆层部分反复匀速运动，进行磨削，同时采用显微观察系统检测单模光纤剥除涂覆层部分的直径，当单模光纤直径减小至d时，停止磨削，用光纤切割刀将直径减小后的单模光纤剥除涂覆层一端未磨削的末端部分切去，之后放置于装有无水乙醇的超声清洗机中洗涤5～20分钟；
(2).直径减小后的单模光纤自组装成为单模光纤束
准备长度10～30mm、一端有内锥角、内径为D的细管；将与多芯光纤纤芯具有相等数量的第(1)步中直径减小后的单模光纤从细管内锥角一端插入，保证直径减小后的单模光纤端部平齐并超出细管一端5～10mm；竖直固定细管并将超出细管一端的直径减小后的单模光纤浸没在装有粘度小于100cp的紫外胶的玻璃杯中3～6mm，在毛细作用力下低粘度紫外胶沿着直径减小后的单模光纤向上运动并使直径减小后的单模光纤紧紧靠近形成最紧凑的单模光纤束的结构，5～15分钟后，将细管和其中自组装后的单模光纤束一并从紫外胶中取出，保证单模光纤束不发生错位，并用紫外胶固化光源对超出细管一端自组装后的单模光纤束照射1～10分钟完成紫外胶固化形成稳定的单模光纤束；尔后，在细管内锥角的一端滴入热固化胶并填满内锥角，将插有单模光纤束的细管放在50～180℃恒温电加热器上加热10～60分钟，使细管一端内锥角中的热固化胶固化；
(3).光纤端面研磨
将第(2)步中插有单模光纤束的细管或夹持有多芯光纤的夹持器固定在光纤研磨机上，调整细管或夹持器高度使单模光纤束或多芯光纤与光纤研磨机上的研磨片接触，之后按照FC/PC光纤接头的研磨方式对单模光纤束或多芯光纤端面进行研磨，将细管外的单模光纤束磨平并用端面观察装置确认平整、无裂痕和残缺，停止端面研磨并用蘸有酒精的无尘纸将端面擦拭干净；
(4).对准耦合和封装
将第(3)步中插有端面研磨后的单模光纤束的细管固定在水平平台上，端面研磨后的多芯光纤水平固定在六自由度调整机构上；将1550nm半导体光纤耦合光源通过分束器分别与端面研磨后的单模光纤束的单模尾纤端连接，并将端面研磨后的多芯光纤的自由端接入光功率计；在视觉监视系统下，调整六自由度调整机构，使固定在六自由度调整机构上的端面研磨后的多芯光纤向固定在水平平台上细管中的端面研磨后的单模光纤束靠近至10μm以内，同时监测光功率计读数，通过调整六自由度调整机构逐渐改变固定在六自由度调整机构上的端面研磨后的多芯光纤的姿态，使端面研磨后的多芯光纤的纤芯分别与端面研磨后的单模光纤束中每根单模光纤的纤芯对准，光功率计探测的光功率达到最大；用点胶针头在固定于六自由度调整机构上的端面研磨后的多芯光纤端面涂抹紫外胶，之后调整六自由度调整机构将固定在六自由度调整机构上的端面研磨后的多芯光纤向固定在水平平台上细管中的端面研磨后的单模光纤束靠近并接触，同时保证光功率计探测的光功率保持在最大值，用紫外胶固化光源对涂抹在端面研磨后的多芯光纤端面上的紫外胶照射1～10分钟完成紫外胶固化形成稳定的固化点；将多芯光纤和单模光纤束固化点放置在底部有V形槽的固化点加强长方体容器中，向固化点加强长方体容器中注入环氧树脂，等待环氧树脂固化实现对固化点的加强，完成多芯光纤扇出接头制作。
本发明的优点是：
1.方法操作性强，针对不同的结构和芯数的多芯光纤，仅改变单模光纤直径和数量就可以完成不同多芯光纤扇出接头的制作。
2.光损耗低，单模光纤直径可以精确控制，而且在低粘度紫外胶中的自组装可以使单模光纤束截面纤芯分布与多芯光纤截面纤芯分布的误差极小，经过端面研磨后的单模光纤束和多芯光纤在对准装置上经对准后，接口处光损耗低，可以满足通讯和传感的需要。
3.成本低廉，本方法制作多芯光纤扇出接头的材料易于获得而且价格低廉，可以很好的解决现有多芯光纤在应用中受到扇出接头成本制约的问题，有利于多芯光纤的产品的推广、应用。
4.制作起点低，不依赖高端加工设备，仅利用制作普通光纤接头的研磨装置和多维调整机构，就可以完成多芯光纤扇出接头的制作。
附图说明
图1为机械处理的方法减小单模光纤直径装置图；
图2为单模光纤自组装装置图；
图3为图2中的细管结构示意图；
图4为单模光纤束端面研磨装置图；
图5为多芯光纤端面研磨装置图；
图6为单模光纤束与多芯光纤的耦合封装装置图；
图7为固化点加强长方体容器示意图；
图8为图7中固化点加强长方体容器C-C剖视图；
图9为氢氟酸光纤腐蚀处理的方法减小单模光纤直径装置图；
图10为图9的俯视图；
图11为图2中制作双芯光纤扇出接头中单模光纤束A-A剖视图；
图12为图2中制作三芯光纤扇出接头中单模光纤束A-A剖视图；
图13为图2中制作四芯光纤扇出接头中单模光纤束A-A剖视图；
图14为图2中制作纤芯数大于四的多芯光纤扇出接头中单模光纤束A-A剖视图；
图中：1.单模光纤，2.同步旋转电机，3.固定装置，4.包裹研磨片的转轮，5.直径减小后的单模光纤，6.细管，7.内锥角，8.玻璃杯，9.紫外胶，10.单模光纤束，11.多芯光纤，12.夹持器，13.光纤研磨机，14.研磨片，15.六自由度调整机构，16.水平平台，17.端面研磨后的单模光纤束，18.端面研磨后的多芯光纤，19.1550nm半导体光纤耦合光源，20.分束器，21.光功率计，22.固化点加强长方体容器，23.V形槽，24.塑料桶盖，25.塑料桶，26.氢氟酸溶液。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施方案进行详细描述。
一种基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法，所述方法是：
(1).减小单模光纤直径
取长度为100～1000mm的单模光纤1，将其一端的涂覆层部分剥除20～40mm，之后采用机械处理的方法减小单模光纤1剥除涂覆层部分的直径：将单模光纤1拉直，两端固定在同步旋转电机2的固定装置3上并且使单模光纤1的转动轴线与同步旋转电机2的转动轴线重合，在单模光纤1的转动轴线上方装有一个包裹研磨片的转轮4，包裹研磨片的转轮4靠近并接触单模光纤1并沿单模光纤1剥除涂覆层部分反复匀速运动，进行磨削，同时采用显微观察系统检测单模光纤1剥除涂覆层部分的直径，当单模光纤1直径减小至d时，停止磨削，用光纤切割刀将直径减小后的单模光纤5剥除涂覆层一端未磨削的末端部分切去，之后放置于装有无水乙醇的超声清洗机中洗涤5～20分钟；
(2).直径减小后的单模光纤自组装成为单模光纤束
准备长度10～30mm、一端有内锥角7、内径为D的细管6；将与多芯光纤11纤芯具有相等数量的第(1)步中直径减小后的单模光纤5从细管6内锥角7一端插入，保证直径减小后的单模光纤5端部平齐并超出细管6一端5～10mm；竖直固定细管6并将超出细管6一端的直径减小后的单模光纤5浸没在装有粘度小于100cp的紫外胶9的玻璃杯8中3～6mm，在毛细作用力下低粘度紫外胶9沿着直径减小后的单模光纤5向上运动并使直径减小后的单模光纤5紧紧靠近形成最紧凑的单模光纤束10的结构，5～15分钟后，将细管6和其中自组装后的单模光纤束10一并从紫外胶9中取出，保证单模光纤束10不发生错位，并用紫外胶固化光源对超出细管6一端自组装后的单模光纤束10照射1～10分钟完成紫外胶固化形成稳定的单模光纤束10；尔后，在细管6内锥角7的一端滴入热固化胶并填满内锥角7，将插有单模光纤束10的细管6放在50～180℃恒温电加热器上加热10～60分钟，使细管6一端内锥角7中的热固化胶固化；
(3).光纤端面研磨
将第(2)步中插有单模光纤束10的细管6或夹持有多芯光纤11的夹持器12固定在光纤研磨机13上，调整细管6或夹持器12高度使单模光纤束10或多芯光纤11与光纤研磨机13上的研磨片14接触，之后按照FC/PC光纤接头的研磨方式对单模光纤束10或多芯光纤11端面进行研磨，将细管6外的单模光纤束10磨平并用端面观察装置确认平整、无裂痕和残缺，停止端面研磨并用蘸有酒精的无尘纸将端面擦拭干净；
(4).对准耦合和封装
将第(3)步中插有端面研磨后的单模光纤束17的细管6固定在水平平台16上，端面研磨后的多芯光纤18水平固定在六自由度调整机构15上；将1550nm半导体光纤耦合光源19通过分束器20分别与端面研磨后的单模光纤束17的单模尾纤端连接，并将端面研磨后的多芯光纤18的自由端接入光功率计21；在视觉监视系统下，调整六自由度调整机构15，使固定在六自由度调整机构15上的端面研磨后的多芯光纤18向固定在水平平台16上细管6中的端面研磨后的单模光纤束17靠近至10μm以内，同时监测光功率计读数，通过调整六自由度调整机构15逐渐改变固定在六自由度调整机构15上的端面研磨后的多芯光纤18的姿态，使端面研磨后的多芯光纤18的纤芯分别与端面研磨后的单模光纤束17中每根单模光纤的纤芯对准，光功率计21探测的光功率达到最大；用点胶针头在固定于六自由度调整机构15上的端面研磨后的多芯光纤18端面涂抹紫外胶，之后调整六自由度调整机构15将固定在六自由度调整机构15上的端面研磨后的多芯光纤18向固定在水平平台16上细管6中的端面研磨后的单模光纤束17靠近并接触，同时保证光功率计21探测的光功率保持在最大值，用紫外胶固化光源对涂抹在端面研磨后的多芯光纤18端面上的紫外胶照射1～10分钟完成紫外胶固化形成稳定的固化点；将多芯光纤和单模光纤束固化点放置在底部有V形槽23的固化点加强长方体容器22中，向固化点加强长方体容器22中注入环氧树脂，等待环氧树脂固化实现对固化点的加强，完成多芯光纤扇出接头制作。
步骤(1)减小单模光纤1的直径也可以采用氢氟酸腐蚀的处理方式：将单模光纤1向下穿过塑料桶盖24上的微孔并固定，向塑料桶25内加入体积分数为10～50％的氢氟酸溶液26并使单模光纤1剥除涂覆层部分的末端浸入体积分数为10～50％的氢氟酸溶液26中60～70mm，每隔20～30分钟将单模光纤1从塑料桶中取出，在电子显微镜下测量单模光纤1剥除涂覆层部分的直径；当单模光纤1剥除涂覆层部分的直径被腐蚀减小至d时，将直径减小后的单模光纤5从塑料桶中取出并放入装有丙酮的玻璃桶中，使直径减小后的单模光纤5剥除涂覆层部分的末端浸入丙酮中80～90mm，做10～30分钟软化处理；之后，将直径减小后的单模光纤5放置于装有无水乙醇的超声清洗机中洗涤5～20分钟。
步骤(2)中细管6的材料为石英或金属。
若制作双芯光纤的扇出接头，多芯光纤11为双芯光纤，其中两根纤芯并列排列，纤芯距为d1，步骤(1)中光纤直径应减小至d＝d1；步骤(2)中细管6内径D应为2d1+(1～5)μm；步骤(2)中自组装后的单模光纤束10结构为两根直径减小后的单模光纤5靠紧形成最紧凑的并列结构。
若制作三芯光纤的扇出接头，多芯光纤11为三芯光纤，其中三根纤芯呈等边三角形分布，纤芯距为d1，步骤(1)中光纤直径应减小至d＝d1；步骤(2)中细管6内径D应为步骤(2)中自组装后的单模光纤束10结构为三根直径减小后的单模光纤5靠紧形成最紧凑的等边三角形分布结构。
若制作四芯光纤的扇出接头，多芯光纤11为四芯光纤，其中四根纤芯呈正方形分布，纤芯距为d1，步骤(1)中光纤直径应减小至d＝d1；步骤(2)中细管6内径D应为步骤(2)中自组装后的单模光纤束10结构为四根直径减小后的单模光纤5靠紧形成最紧凑的正方形分布结构。
纤芯数大于四的多芯光纤11，包层内纤芯按照正六边形蜂窝状分布(最外层六边形每边有n根纤芯，相邻纤芯之间相切；向内一层六边形每边有n-1根纤芯，相邻纤芯之间相切；依次向内递推，最内层仅有中心一个纤芯，与外层相邻纤芯相切)，纤芯数量为3n(n-1)+1，纤芯距为d1；若制作此类多芯光纤的扇出接头，步骤(1)中光纤直径应减小至d＝d1；步骤(2)中细管6内径D应为(2n-1)d1+(1～5)μm；步骤(2)中自组装后的单模光纤束10结构为3n(n-1)+1根直径减小后的单模光纤5靠紧形成最紧凑的六边形蜂窝状(六边形边长为n根光纤)分布。
基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法的技术创新点和有益技术效果是：相关材料易于获得而且价格低廉，与传统的多芯光纤扇出接头制作方法相比，无需价格高昂的设备，极大地降低了多芯光纤扇出接头的制作成本，可以解决多芯光纤在现阶段应用中受到扇出接头成本制约的问题，有利于多芯光纤的产品推广、应用；本发明适应性极强，针对不同结构参数和芯数的多芯光纤，只需改变单模光纤直径、数量和细管的内径即可，与传统的多芯光纤扇出接头制作方法相比，具有更加灵活的特点；本发明中，单模光纤的直径可以精确控制，而且在低粘度紫外胶中的自组装可以使单模光纤束截面纤芯分布与多芯光纤截面纤芯分布的误差极小，单模光纤束和多芯光纤在对准装置上经端面对准后，连接处插入损耗可以降至0.1dB以下，可以满足通讯、传感领域对多芯光纤扇出接头低插入损耗的需求。

Claims (7)

1.一种基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
(1).减小单模光纤直径
取长度为100～1000mm的单模光纤，将其一端的涂覆层部分剥除20～40mm，之后采用机械处理的方法减小单模光纤剥除涂覆层部分的直径：将单模光纤拉直，两端固定在同步旋转电机的固定装置上并且使单模光纤的转动轴线与同步旋转电机的转动轴线重合，在单模光纤的转动轴线上方装有一个包裹研磨片的转轮，包裹研磨片的转轮靠近并接触单模光纤并沿单模光纤剥除涂覆层部分反复匀速运动，进行磨削，同时采用显微观察系统检测单模光纤剥除涂覆层部分的直径，当单模光纤直径减小至d时，停止磨削，用光纤切割刀将直径减小后的单模光纤剥除涂覆层一端未磨削的末端部分切去，之后放置于装有无水乙醇的超声清洗机中洗涤5～20分钟；
(2).直径减小后的单模光纤自组装成为单模光纤束
准备长度10～30mm、一端有内锥角、内径为D的细管；将与多芯光纤纤芯具有相等数量的第(1)步中直径减小后的单模光纤从细管内锥角一端插入，保证直径减小后的单模光纤端部平齐并超出细管一端5～10mm；竖直固定细管并将超出细管一端的直径减小后的单模光纤浸没在装有粘度小于100cp的紫外胶的玻璃杯中3～6mm，在毛细作用力下低粘度紫外胶沿着直径减小后的单模光纤向上运动并使直径减小后的单模光纤紧紧靠近形成最紧凑的单模光纤束的结构，5～15分钟后，将细管和其中自组装后的单模光纤束一并从紫外胶中取出，保证单模光纤束不发生错位，并用紫外胶固化光源对超出细管一端自组装后的单模光纤束照射1～10分钟完成紫外胶固化形成稳定的单模光纤束；尔后，在细管内锥角的一端滴入热固化胶并填满内锥角，将插有单模光纤束的细管放在50～180℃恒温电加热器上加热10～60分钟，使细管一端内锥角中的热固化胶固化；
(3).光纤端面研磨
将第(2)步中插有单模光纤束的细管或夹持有多芯光纤的夹持器固定在光纤研磨机上，调整细管或夹持器高度使单模光纤束或多芯光纤与光纤研磨机上的研磨片接触，之后按照FC/PC光纤接头的研磨方式对单模光纤束或多芯光纤端面进行研磨，将细管外的单模光纤束磨平并用端面观察装置确认平整、无裂痕和残缺，停止端面研磨并用蘸有酒精的无尘纸将端面擦拭干净；
(4).对准耦合和封装
将第(3)步中插有端面研磨后的单模光纤束的细管固定在水平平台上，端面研磨后的多芯光纤水平固定在六自由度调整机构上；将1550nm半导体光纤耦合光源通过分束器分别与端面研磨后的单模光纤束的单模尾纤端连接，并将端面研磨后的多芯光纤的自由端接入光功率计；在视觉监视系统下，调整六自由度调整机构，使固定在六自由度调整机构上的端面研磨后的多芯光纤向固定在水平平台上细管中的端面研磨后的单模光纤束靠近至10μm以内，同时监测光功率计读数，通过调整六自由度调整机构逐渐改变固定在六自由度调整机构上的端面研磨后的多芯光纤的姿态，使端面研磨后的多芯光纤的纤芯分别与端面研磨后的单模光纤束中每根单模光纤的纤芯对准，光功率计探测的光功率达到最大；用点胶针头在固定于六自由度调整机构上的端面研磨后的多芯光纤端面涂抹紫外胶，之后调整六自由度调整机构将固定在六自由度调整机构上的端面研磨后的多芯光纤向固定在水平平台上细管中的端面研磨后的单模光纤束靠近并接触，同时保证光功率计探测的光功率保持在最大值，用紫外胶固化光源对涂抹在端面研磨后的多芯光纤端面上的紫外胶照射1～10分钟完成紫外胶固化形成稳定的固化点；将多芯光纤和单模光纤束固化点放置在底部有V形槽的固化点加强长方体容器中，向固化点加强长方体容器中注入环氧树脂，等待环氧树脂固化实现对固化点的加强，完成多芯光纤扇出接头制作。
2.根据权利要求1所述的基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法，其特征在于：所述步骤(1)减小单模光纤的直径也可以采用氢氟酸腐蚀的处理方式：将单模光纤向下穿过塑料桶盖上的微孔并固定，向塑料桶内加入体积分数为10～50％的氢氟酸溶液并使单模光纤剥除涂覆层部分的末端浸入体积分数为10～50％的氢氟酸溶液中60～70mm，每隔20～30分钟将单模光纤从塑料桶中取出，在电子显微镜下测量单模光纤剥除涂覆层部分的直径；当单模光纤剥除涂覆层部分的直径被腐蚀减小至d时，将直径减小后的单模光纤从塑料桶中取出并放入装有丙酮的玻璃桶中，使直径减小后的单模光纤剥除涂覆层部分的末端浸入丙酮中80～90mm，做10～30分钟软化处理；之后，将直径减小后的单模光纤放置于装有无水乙醇的超声清洗机中洗涤5～20分钟。
3.根据权利要求1所述的基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法，其特征在于：所述步骤(2)中细管的材料为石英或金属。
4.根据权利要求1所述的基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法，其特征在于：若制作双芯光纤的扇出接头，多芯光纤为双芯光纤，其中两根纤芯并列排列，纤芯距为d1，步骤(1)中光纤直径应减小至d＝d1；步骤(2)中细管6内径D应为2d1+(1～5)μm；步骤(2)中自组装后的单模光纤束结构为两根直径减小后的单模光纤靠紧形成最紧凑的并列结构。
5.根据权利要求1所述的基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法，其特征在于：若制作三芯光纤的扇出接头，多芯光纤为三芯光纤，其中三根纤芯呈等边三角形分布，纤芯距为d1，步骤(1)中光纤直径应减小至d＝d1；步骤(2)中细管内径D应为步骤(2)中自组装后的单模光纤束结构为三根直径减小后的单模光纤靠紧形成最紧凑的等边三角形分布结构。
6.根据权利要求1所述的基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法，其特征在于：若制作四芯光纤的扇出接头，多芯光纤为四芯光纤，其中四根纤芯呈正方形分布，纤芯距为d1，步骤(1)中光纤直径应减小至d＝d1；步骤(2)中细管内径D应为步骤(2)中自组装后的单模光纤束结构为四根直径减小后的单模光纤靠紧形成最紧凑的正方形分布结构。
7.根据权利要求1所述的基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法，其特征在于：纤芯数大于四的多芯光纤，包层内纤芯按照正六边形蜂窝状分布(最外层六边形每边有n根纤芯，相邻纤芯之间相切；向内一层六边形每边有n-1根纤芯，相邻纤芯之间相切；依次向内递推，最内层仅有中心一个纤芯，与外层相邻纤芯相切)，纤芯数量为3n(n-1)+1，纤芯距为d1；若制作此类多芯光纤的扇出接头，步骤(1)中光纤直径应减小至d＝d1；步骤(2)中细管内径D应为(2n-1)d1+(1～5)μm；步骤(2)中自组装后的单模光纤束结构为3n(n-1)+1根直径减小后的单模光纤靠紧形成最紧凑的六边形蜂窝状(六边形边长为n根光纤)分布。
CN201510111281.2A 2015-03-05 2015-03-05 基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法 Expired - Fee Related CN104678496B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510111281.2A CN104678496B (zh) 2015-03-05 2015-03-05 基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510111281.2A CN104678496B (zh) 2015-03-05 2015-03-05 基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104678496A true CN104678496A (zh) 2015-06-03
CN104678496B CN104678496B (zh) 2017-10-20

Family

ID=53313804

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510111281.2A Expired - Fee Related CN104678496B (zh) 2015-03-05 2015-03-05 基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104678496B (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106526754A (zh) * 2016-12-23 2017-03-22 中国电子科技集团公司第三十四研究所 一种光纤阵列排布的固定结构、制作装置及制作方法
CN109407240A (zh) * 2018-11-22 2019-03-01 中山市美速光电技术有限公司 一种多芯光纤头的制造方法以及应用该方法制成的光纤头
CN110941053A (zh) * 2018-09-21 2020-03-31 上海永鼎光电子技术有限公司 提高不连续光纤对准精度的方法和光衰减检测方法
CN113616330A (zh) * 2021-08-30 2021-11-09 河南大学第一附属医院 一种用于肿瘤组织切割的激光介入手术系统
CN114660707A (zh) * 2022-03-18 2022-06-24 武汉光迅科技股份有限公司 一种多芯器件及其制作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5748820A (en) * 1994-03-24 1998-05-05 France Telecom Component for connection to a multi-core fiber, and a method of manufacture
CN1325497A (zh) * 1998-11-10 2001-12-05 科英镭射通公司 磨光的熔凝光纤维端面
CN103443679A (zh) * 2011-03-09 2013-12-11 古河电气工业株式会社 光连接器、多芯光纤和光纤束结构的调芯方法以及光纤排列转换部件
CN104297866A (zh) * 2014-10-17 2015-01-21 长飞光纤光缆股份有限公司 一种适用于多芯光纤的空间复用/解复用器及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5748820A (en) * 1994-03-24 1998-05-05 France Telecom Component for connection to a multi-core fiber, and a method of manufacture
CN1325497A (zh) * 1998-11-10 2001-12-05 科英镭射通公司 磨光的熔凝光纤维端面
CN103443679A (zh) * 2011-03-09 2013-12-11 古河电气工业株式会社 光连接器、多芯光纤和光纤束结构的调芯方法以及光纤排列转换部件
CN104297866A (zh) * 2014-10-17 2015-01-21 长飞光纤光缆股份有限公司 一种适用于多芯光纤的空间复用/解复用器及其制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106526754A (zh) * 2016-12-23 2017-03-22 中国电子科技集团公司第三十四研究所 一种光纤阵列排布的固定结构、制作装置及制作方法
CN106526754B (zh) * 2016-12-23 2018-07-06 中国电子科技集团公司第三十四研究所 一种光纤阵列排布的固定结构、制作装置及制作方法
CN110941053A (zh) * 2018-09-21 2020-03-31 上海永鼎光电子技术有限公司 提高不连续光纤对准精度的方法和光衰减检测方法
CN109407240A (zh) * 2018-11-22 2019-03-01 中山市美速光电技术有限公司 一种多芯光纤头的制造方法以及应用该方法制成的光纤头
CN113616330A (zh) * 2021-08-30 2021-11-09 河南大学第一附属医院 一种用于肿瘤组织切割的激光介入手术系统
CN113616330B (zh) * 2021-08-30 2023-03-14 河南大学第一附属医院 一种用于肿瘤组织切割的激光介入手术系统
CN114660707A (zh) * 2022-03-18 2022-06-24 武汉光迅科技股份有限公司 一种多芯器件及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104678496B (zh) 2017-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104678496A (zh) 基于自组装原理的多芯光纤扇出接头制作方法
CN105204119B (zh) 一种基于微孔加工的多芯光纤耦合器制备方法
CN105785511B (zh) 一种基于拉锥自组装的多芯光纤耦合器制备方法
CN103792619B (zh) 一种光子晶体光纤磨抛工艺方法
US11385405B2 (en) Fiber array for vertical coupling
CN104316040A (zh) 一种基于光子晶体光纤的新型光纤陀螺干涉光路
CN102183819B (zh) 透镜光纤的制作方法
CN104669104B (zh) 侧边抛磨光纤及其制备方法及传感器
CN106291821B (zh) 一种空芯光子晶体光纤耦合器
CN104764418A (zh) 一种基于镀金倾斜光纤光栅的扭曲测量传感器
CN102706884A (zh) 一种检测光纤的装置及方法
CN104677283B (zh) 基于自组装原理的四芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法
CN104677293B (zh) 基于自组装原理的三芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法
CN109031532A (zh) 一种平面波导芯片与光纤阵列的耦合方法
CN105511014B (zh) 一种纳米空气孔传光的多孔芯光子晶体光纤
Prajzler et al. Design, fabrication and properties of the multimode polymer planar 1 x 2 Y optical splitter
CN106526754B (zh) 一种光纤阵列排布的固定结构、制作装置及制作方法
CN106908949B (zh) 一种光纤中产生稳定轨道角动量光束的装置、系统及方法
CN103345026A (zh) 无槽式阵列光纤及制造方法
EP2808713A1 (en) System and method for fiber packaging grating-coupled photonic devices
CN111025475A (zh) 基于折射率引导型光子晶体光纤的y波导制造方法
CN102087387A (zh) 一种制作光纤头和多光纤准直器的方法
CN104677290B (zh) 基于自组装原理的双芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法
CN102866459B (zh) 一种集成光子芯片的耦合方法
CN104677294B (zh) 基于自组装原理的七芯光纤光栅微尺度测量探针制作方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171020

Termination date: 20210305

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee