CN105739010A - 一种扩束光纤增加温度梯度的方法及其结构 - Google Patents
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Abstract
一种扩束光纤增加温度梯度的方法及其结构，属于扩束光纤的制备领域，一种扩束光纤增加温度梯度的方法，其特征在于：将光纤本体的一端经过剥除涂敷层后的形成一扩束端；在剥离涂敷层的光纤端依次套接有保护套以及玻璃毛细管；加热器加热剥除涂敷层后的扩束端形成扩束端面。由于发明玻璃毛细管以及保护管两次隔热，从而增加扩束端和非扩束端之间的温度梯度，自由控制扩束芯径的同时保护光纤涂敷层。
Description
技术领域
本发明涉及一种扩束光纤的制备方法，尤其涉及扩束光纤增加温度梯度的方法。
技术背景
在当今的光通信技术中，光纤与光源、光纤与波导之间的耦合是一个非常重要的课题。扩束光纤是通过加热纤芯从而扩大光束，减少光纤传输的功率密度，提高器件的传输功率和光束的“聚焦”，而减少光纤非接触传输的损耗。
其中，光纤出射模场分布是一个重要的参数，它影响着光纤与光纤、光纤与波导之间的耦合效率的高低和传输功率大小。高斯光束的模场分布情况是通过“模场直径”的大小表现出来的，因此可通过各种对光纤端面进行修饰从而改变模场分布。这意味着可以从本质上减小在传输过程中的各种损耗。对光纤端面的修饰有许多种方法：down-taper法，up-taper法，加热扩散法，熔接透镜光纤(GIF)法，腐蚀法，熔拉法以及制作各种异形光纤透镜等。
加热扩芯光纤(TECF)最早是由M.N.Mclandrich于1988年提出的。单模光纤(SMF)的纤芯使用Ge为摻杂物质，当加热光纤达到高温时纤芯中的摻杂物扩散，造成纤芯折射率降低。包层与纤芯相对折射率差降低，光纤有效芯径变大。所以，实验中将单模光纤的尾端进行加热扩散处理以得到扩大的模场直径。制作方法是依照OsamuHanaizumi等提出的方法。将单模光纤尾端放置在圆柱形的表面加热至光纤软化点左右持续一段时间。由于加热的区域足够大，摻杂不发生纵向扩散，纤芯扩散规律符合自然指数的规律，因而光纤归一化截止频率不变，扩芯后的光纤模场直径变大但仍能保持单模传输，其模场仍遵从高斯分布，只是衰减因子相对单模光纤变小。由于只是纤芯的摻杂无扩散，因此光纤外径不变。光纤端面经过加热扩散后，出射端的模场直径得到了扩大，起到了模场转变的作用。如图1所示：
目前，在制作过程中，需要满足光纤加热端a加来实现纤芯的摻杂物扩散，而光纤的非加热端需要处于常温，从而保持原有折射率，这样就需要光纤加热端a和非加热端b之间存在足够大的温度差，即温度梯度。而现有技术光纤垂直放置时，温度梯度不能保持到足够大，而使得制备出的扩束光纤的有效纤芯变化不大，容易破坏涂敷层。而平行放置时，光纤易弯曲和温度不均匀而造成扩束量率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扩束光纤垂直放置时增加温度梯度的方法，从而可自由控制扩束纤芯直径的同时保护涂敷层。
为了实现上述目的，本发明一种扩束光纤增加温度梯度的方法，其特征在于：将光纤本体的一端经过剥除涂敷层后的形成一扩束端；在剥离涂敷层的光纤端依次套接有保护套以及玻璃毛细管；加热器加热剥除涂敷层后的扩束端形成扩束端面。
其中，优选方案为：所述扩束端垂直夹持于一光纤夹具上。
其中，优选方案为：所述玻璃毛细管接近加热器端。
其中，优选方案为：所述保护管介于玻璃毛细管与包括涂敷层的非扩束端之间。
其中，优选方案为：所述保护管为特氟隆材质组成。
其中，优选方案为：所述保护套部分套接于涂敷层上。
本发明还包括一种扩束光纤增加温度梯度的结构，其特征在于：包括剥除涂敷层后的形成一扩束端以及非扩束端；扩束端依次套接有保护套以及玻璃毛细管；加热器近于扩束端。
本发明的优点为：由于发明玻璃毛细管以及特氟隆材质的保护管两次隔热，从而增加扩束端和非扩束端之间的温度梯度，从而自由控制扩束芯径的同时保护光纤涂敷层。
附图说明
图1为扩束光纤制备的结构原理图；
图2a为本发明一种扩束光纤增加温度梯度的方法的第一实施例的原理图；
图2b为本发明一种扩束光纤增加温度梯度的方法的第二实施例的原理图；
图3为本发明一种扩束光纤增加温度梯度的结构原理图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
如图2a所示：本发明一种扩束光纤增加温度梯度的方法的第一实施例的原理图，包括将光纤10的一端经过剥除涂敷层11后的形成一扩束端12；在剥离涂敷层11的扩束端12依次套接有保护套21以及玻璃毛细管22；通过加热器23加热剥除涂敷层后的扩束端12形成扩束端面。
为了使加热过程中利用重力作用使光纤10垂直，所述扩束端12垂直借由一光纤夹具23将所述光纤10垂直夹持。
其中，所述玻璃毛细管22套接于近加热端，当扩束端12利用加热器23加热至1200℃以上，使扩束端12出射端的模场直径得到了扩大，从而达到扩束的效果，而借由本发明所提供的玻璃毛细管22温度可降到300℃左右，而后再次借由邻近玻璃毛细管22的保护管21进行第二次的隔热，实验证明，借由本发明所述的保护管21后，涂敷层11的温度几乎接近常温，从而借由所述玻璃毛细管22以及所述保护管21实现两次隔热，增加扩束端12和非扩束端13之间的温度梯度。
其中，所述保护管21为类似的耐高温不损坏光纤，热传递慢的材质，如特氟隆(TeFlong)材质组成。
图2b为本发明一种扩束光纤增加温度梯度的方法的另一实施例的原理图，如图2b所示：所述保护套21包括第一端211和第二端212，其中，所述第一端211邻近所述玻璃毛细管22，所述第二端212延伸覆盖到涂敷层11。
其中，所述玻璃毛细管22套接于近加热端，当加热器23加热扩束端12至1200℃以上，使扩束端12出射端的模场直径得到了扩大，从而达到扩束的效果，而借由本发明所提供的玻璃毛细管22温度可降到300℃左右，而后借由邻近玻璃毛细管22的保护管21进行再一次的隔热，实验证明，借由本发明所述的保护管21后，涂敷层11的温度几乎接近常温，由于本实施例中所述保护管21所述第一端211邻近所述玻璃毛细管22，所述第二端212延伸覆盖到涂敷层11，更加充分实现两次隔热，进一步增加了扩束端12和非扩束端13之间的温度梯度。
图3为本发明一种扩束光纤增加温度梯度的结构50的结构原理图，光纤本体51包括剥除涂敷层52后的形成一扩束端53以及非扩束端54；所述扩束端53依次套接有保护套531以及玻璃毛细管532；加热器54接近扩束端形成扩束端面。为了使加热过程中利用重力作用使光纤51垂直，所述扩束端53垂直借由一光纤夹具55将所述光纤51垂直夹持。
其中，所述保护管531还可包括所述第一端邻近所述玻璃毛细管，所述第二端延伸覆盖到涂敷层，如图2所示：在此不再累述。
本发明的优点在于：由于发明玻璃毛细管以及保护管两次隔热，从而增加扩束端和非扩束端之间的温度梯度，从而自由控制扩束芯径的同时保护光纤涂敷层。
以上所述者，仅为本发明最佳实施例而已，并非用于限制本发明的范围，凡依本发明申请专利范围所作的等效变化或修饰，皆为本发明所涵盖。
Claims (10)
1.一种扩束光纤增加温度梯度的方法，其特征在于：将光纤本体的一端经过剥除涂敷层后的形成一扩束端；在剥离涂敷层的光纤端依次套接有保护套以及玻璃毛细管；加热器加热剥除涂敷层后的扩束端形成扩束端面。
2.如权利要求1所述的扩束光纤增加温度梯度的方法，其特征在于：所述扩束端垂直夹持于一光纤夹具上。
3.如权利要求1所述的扩束光纤增加温度梯度的方法，其特征在于：所述玻璃毛细管接近加热器端。
4.如权利要求1所述的扩束光纤增加温度梯度的方法，其特征在于：所述保护管介于玻璃毛细管与包括涂敷层的非扩束端之间。
5.如权利要求1所述的扩束光纤增加温度梯度的方法，其特征在于：所述保护管为铁氟隆材质组成。
6.如权利要求1或4或5任一所述的扩束光纤增加温度梯度的方法，其特征在于：所述保护套部分套接于涂敷层上。
7.一种扩束光纤增加温度梯度的结构，其特征在于：包括剥除涂敷层后的形成一扩束端以及非扩束端；扩束端依次套接有保护套以及玻璃毛细管；加热器近于扩束端。
8.如权利要求7所述扩束光纤增加温度梯度的结构，其特征在于：还包括一垂直夹持扩束端的光纤夹具。
9.如权利要求7所述扩束光纤增加温度梯度的结构，其特征在于：所述玻璃毛细管接近加热器端。
10.如权利要求7所述扩束光纤增加温度梯度的结构，其特征在于:所述保护管介于玻璃毛细管与包括涂敷层的非扩束端之间。
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