CN105093412A - 一种多芯光纤耦合器及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种多芯光纤耦合器加工方法，包括：利用蚀刻法或研磨抛光法将多根单芯光纤加工成一个多芯光纤耦合器，以避免因多芯光纤耦合器的束锥部分与多芯光纤之间芯径不匹配而引发光纤损耗增加。此外，本发明还公开了一种利用该加工方法加工得到的多芯光纤耦合器。

Description

一种多芯光纤耦合器及其加工方法

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，更具体地说，涉及一种多芯光纤耦合器及其加工方法。

背景技术

多芯光纤耦合器是连接于一根多芯光纤与多根单芯光纤之间的可拆卸连接件，其结构组成如图1所示，包括：用于对接多根单芯光纤10的单芯光纤部分31(虚线左侧)以及用于对接一根多芯光纤20的束锥部分32(虚线右侧)。

所述多芯光纤耦合器多采用熔融拉锥法加工得到，该方法是把多根单芯光纤按照多芯光纤20内纤芯的排列方式固定成一束，再将其一端加热至熔融状态并向外拉伸成锥形，从而得到一个具有束锥部分32的多芯光纤耦合器。

但是，由于单芯光纤的芯径(即纤芯直径)与多芯光纤的芯径相近，因此束锥部分32的芯径相比熔融拉锥之前会同比例减小，束锥部分32与多芯光纤20之间芯径的不匹配造成光纤损耗增加。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种多芯光纤耦合器及其加工方法，以避免因束锥部分与多芯光纤之间芯径不匹配而引发光纤损耗增加。

一种多芯光纤耦合器加工方法，包括：

利用蚀刻法或研磨抛光法将多根单芯光纤加工成一个多芯光纤耦合器。

其中，所述利用蚀刻法或研磨抛光法将多根单芯光纤加工成一个多芯光纤耦合器，包括：

对多根单芯光纤分别进行蚀刻处理或研磨抛光处理，对应得到多根具有锥体部分的单芯光纤；

将所述多根具有锥体部分的单芯光纤按照多芯光纤内纤芯的排列方式固定成一束；

加热固定成束的各个所述单芯光纤的锥体部分的包层使其熔融在一起。

其中，所述加热固定成束的各个所述单芯光纤的锥体部分的包层使其熔融在一起，包括：利用火焰、电弧或激光加热固定成束后的各个所述单芯光纤的锥体部分的包层使其熔融在一起。

一种多芯光纤耦合器，其束锥部分的芯径与单芯光纤的芯径相等。

可选地，所述多芯光纤耦合器还包括：套装在所述多芯光纤耦合器外侧的毛细管保护套。

其中，所述毛细管保护套为石英毛细管保护套或陶瓷毛细管保护套。

从上述的技术方案可以看出，本发明摒弃现有的多芯光纤耦合器加工方法，采用蚀刻法或研磨抛光法将多根单芯光纤加工成一个多芯光纤耦合器，由于在利用所述蚀刻法和所述研磨抛光法处理所述多根单芯光纤的过程中不会对所述多根单芯光纤的芯径造成任何影响，因而避免了因多芯光纤耦合器的束锥部分与多芯光纤之间芯径不匹配而引发的光纤损耗增加的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术公开的一种多芯光纤耦合器结构示意图；

图2为本发明实施例一公开的一种多芯光纤耦合器加工方法流程图；

图3为本发明实施例一公开的一种单芯光纤加工机结构示意图；

图4为本发明实施例一公开的又一种单芯光纤加工机结构示意图；

图5a为本发明实施例一公开的一种具有锥体结构的单芯光纤纵剖面图；

图5b为本发明实施例一公开的一种多芯光纤耦合器的窄端面示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例一公开了一种多芯光纤耦合器加工方法，以避免因束锥部分与多芯光纤之间芯径不匹配而引发光纤损耗增加，包括：利用蚀刻法或研磨抛光法将多根单芯光纤加工成一个多芯光纤耦合器。

本实施例通过改变单芯光纤束锥的加工方法解决了现有技术存在的问题，为便于本领域技术人员容易理解并实施本方案，下面对其进行深入说明。

首先，参见图2，该方案具体包括下述步骤101-103：

步骤101：对多根单芯光纤分别进行蚀刻处理或研磨抛光处理，对应得到多根具有锥体部分的单芯光纤。具体说明如下：

其中，在利用蚀刻法将多根单芯光纤加工成一个多芯光纤耦合器的过程中，所述对多根单芯光纤分别进行蚀刻处理的过程，可采用图3所示的单芯光纤加工机实现：

首先，已知光纤的典型结构是多层同轴圆柱体，其自内向外依次为纤芯、包层、涂覆层，其中涂覆层用于保护光纤增加韧性；在该加工机启动前应先用剥线钳将单芯光纤一端的涂覆层剥离，使之裸露出一段便于蚀刻的裸光纤；

然后，将安装在夹持器2上的一根单芯光纤1的裸光纤部分垂直插入氢氟酸溶液3中，之后利用CCD相机(或测径仪)4在线监测单芯光纤1在液面处的直径，并反馈给上位机5，上位机5在判断得到所述液面处的直径达到预设值时控制提升机构6将夹持器2向上提拉；当单芯光纤1完全离开氢氟酸溶液3时，其裸光纤部分的包层由于受到氢氟酸溶液3的蚀刻已形成锥形；

按照上述方法逐一对多根单芯光纤进行蚀刻处理，即可得到多根具有锥体结构的单芯光纤。

其中，在利用研磨抛光法将多根单芯光纤加工成一个多芯光纤耦合器的过程中，所述对多根单芯光纤分别进行研磨抛光处理的过程，可采用图4所示的单芯光纤加工机实现：

首先，将单芯光纤一端的涂覆层剥离，使之裸露出一段裸光纤；

然后，将一根单芯光纤1安装在旋转机构(图中未示出)上，使得单芯光纤1围绕中心轴旋转；单芯光纤1的裸光纤部分弯曲后与抛光盘7接触，由于裸光纤部分的弯曲会使得单芯光纤1沿轴向的接触压力不同，使得单芯光纤1靠近抛光盘7的一端被研磨成锥形，其锥度通过光纤的弯曲度、抛光时间、光纤和抛光盘的转速以及光纤与抛光盘的接触长度来控制；

按照上述方法逐一对多根单芯光纤进行研磨抛光处理，即可得到多根具有锥体结构的单芯光纤。

其中需要说明的是，在上述蚀刻处理和研磨抛光处理中，所述多根单芯光纤的根数由需要与之对接的多芯光纤的芯数决定；所述具有锥体结构的单芯光纤的纵剖面如图5a所示；具有束锥部分的多芯光纤耦合器的窄端面如图5b所示，该窄端面的外接圆直径与所述多芯光纤的端面直径相等或相近(a、b、c、d分别表示纤芯、包层、涂覆层、窄端面的外接圆)。

步骤102：将所述多根具有锥体部分的单芯光纤按照多芯光纤内纤芯的排列方式固定成一束，得到一个具有束锥部分的多芯光纤耦合器雏形，其中各个所述单芯光纤的锥体部分并拢在一起构成了所述多芯光纤耦合器雏形中的束锥部分。

步骤103：加热固定成束的各个所述单芯光纤的锥体部分的包层使其熔融在一起，从而得到成型的具有束锥部分的多芯光纤耦合器。

关于步骤102-103的具体说明如下：

仍参见图1，已知由单芯光纤部分31和束锥部分32一体化组成的多芯光纤耦合器是光纤通信系统的重要组成部分，通过将束锥部分32与光链路中的多芯光纤20精密对接、同时将单芯光纤部分31与光链路中的多根单芯光纤10精密对接，即可形成连续的光链路，实现光信号的合路(即将光链路中成束的多根单芯光纤10中的光信号耦合进入光链路中的多芯光纤20)与分路(即将光链路中的多芯光纤20内各个纤芯中的光信号耦合进入光链路中的多根单芯光纤10)；

其中，所述精密对接不仅包括光纤与光纤之间端面的对接，还包括该端面上各纤芯的一一对接，因此，本步骤102之所以要求将多根具有锥体结构的单芯光纤按照多芯光纤20内纤芯的排列方式固定成一束，便是为了保证最终成型的多芯光纤耦合器的窄端面上的纤芯可以与多芯光纤20内的纤芯一一对接。

由上述描述可知，本实施例一摒弃熔融拉锥法，采用蚀刻法或研磨抛光法将多根单芯光纤加工成一个多芯光纤耦合器，由于在利用所述蚀刻法和所述研磨抛光法处理所述多根单芯光纤的过程中不会对所述多根单芯光纤的芯径造成任何影响，因而避免了因多芯光纤耦合器的束锥部分与多芯光纤之间芯径不匹配而引发的光纤损耗增加的问题。

利用实施例一所述的多芯光纤耦合器加工方法，本发明实施例二公开了一种多芯光纤耦合器，其束锥部分的芯径与单芯光纤的芯径相等。

更为优选的，为保护所述单芯光纤束锥的裸光纤部分不受损伤或断裂，本实施例二还为加工得到的所述多芯光纤耦合器增设套装在所述多芯光纤耦合器外侧的毛细管保护套；其中所述毛细管保护套可选用石英毛细管保护套或陶瓷毛细管保护套等，并不局限。

综上所述，本发明摒弃现有的单芯光纤束锥加工方法，采用蚀刻法或研磨抛光法将多根单芯光纤加工成一个多芯光纤耦合器，由于在所述蚀刻法和所述研磨抛光法中所涉及的针对所述多根单芯光纤的整个处理过程均不会对所述多根单芯光纤的芯径造成任何影响，因而避免了因多芯光纤耦合器的束锥部分与多芯光纤之间芯径不匹配而引发的光纤损耗增加的问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的加工成品而言，由于其与实施例公开的加工方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见加工方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种多芯光纤耦合器加工方法，其特征在于，包括：

利用蚀刻法或研磨抛光法将多根单芯光纤加工成一个多芯光纤耦合器。

2.根据权利要求1所述的多芯光纤耦合器加工方法，其特征在于，所述利用蚀刻法或研磨抛光法将多根单芯光纤加工成一个多芯光纤耦合器，包括：

对多根单芯光纤分别进行蚀刻处理或研磨抛光处理，对应得到多根具有锥体部分的单芯光纤；

将所述多根具有锥体部分的单芯光纤按照多芯光纤内纤芯的排列方式固定成一束；

加热固定成束的各个所述单芯光纤的锥体部分的包层使其熔融在一起。

3.根据权利要求2所述的多芯光纤耦合器加工方法，其特征在于，所述加热固定成束的各个所述单芯光纤的锥体部分的包层使其熔融在一起，包括：利用火焰、电弧或激光加热固定成束后的各个所述单芯光纤的锥体部分的包层使其熔融在一起。

4.一种多芯光纤耦合器，其特征在于，所述多芯光纤耦合器的束锥部分的芯径与单芯光纤的芯径相等。

5.根据权利要求4所述的多芯光纤耦合器，其特征在于，还包括：套装在所述多芯光纤耦合器外侧的毛细管保护套。

6.根据权利要求5所述的多芯光纤耦合器，其特征在于，所述毛细管保护套为石英毛细管保护套或陶瓷毛细管保护套。