CN110316952B - 制造多芯光纤的方法及多芯光纤 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于制造多芯光纤(MCF)的方法，在该MCF中，芯的位置相对于MCF的外部形状的变化小。该方法包括：一体化步骤，其中加热共用包层管和芯棒，从而使管与芯棒一体化，以形成包括多个芯和共用包层并且具有非圆形截面形状的芯‑包层复合体；轮廓检测步骤，其中检测复合体的轮廓；光纤预制棒形成步骤，其中利用在轮廓检测步骤中得到的结果对复合体的外周表面进行加工，以形成具有平坦表面的预制棒；以及拉丝步骤，其中在加热下对预制棒的一端进行拉丝，以得到MCF。本发明还提供了一种易于进行旋转对准操作的MCF。

Description

制造多芯光纤的方法及多芯光纤
技术领域
本公开涉及制造多芯光纤的方法，并且涉及多芯光纤。
背景技术
一种已知的具有更大的信道容量的光纤为具有多个芯的多芯光 纤(MCF)。当将两个这种MCF连接在一起时，其中一个MCF的 芯必须与另一个MCF的芯对准。具体而言，两个MCF的中心轴必 须彼此对准，并且必须进行旋转对准操作。由于常规的MCF具有圆 形截面，因而旋转对准操作耗费时间。
为了简化旋转对准操作，已经提出了具有非圆形截面形状的 MCF，并且具有扁平截面形状的MCF是已知的。在日本未审查专利 申请公开No.10-104443的图9中描述了制造具有扁平截面形状的 MCF的方法。在该方法中，为了制造具有扁平截面形状的MCF，对 具有圆形截面形状的多芯光纤预制棒进行磨削，从而得到具有大致矩 形截面形状的多芯光纤预制棒。
发明内容
本发明涉及制造多芯光纤(MCF)的方法，该多芯光纤包括沿 MCF的纵向方向延伸的多个芯以及覆盖多个芯中的每个芯的共用包 层。在第一方面，该方法包括：玻璃棒加工步骤，其中对具有圆形截 面形状的玻璃棒的外周表面进行加工，以形成平坦表面；玻璃棒钻孔 步骤，其中在具有所述平坦表面的所述玻璃棒中形成沿纵向方向延伸 的多个芯棒插入孔，以制作共用包层管；芯棒插入步骤，其中在各个 所述多个芯棒插入孔中插入将成为所述多个芯的芯棒；一体化步骤， 其中加热所述共用包层管和所述芯棒，从而使所述共用包层管与所述 芯棒一体化，以形成具有非圆形截面形状并且包括所述多个芯和所述 共用包层的芯-包层复合体；轮廓检测步骤，其中检测所述芯-包层复 合体的轮廓；光纤预制棒形成步骤，其中利用在所述轮廓检测步骤中 得到的结果对所述芯-包层复合体的外周表面进行加工，以形成具有 平坦表面的光纤预制棒；以及拉丝步骤，其中在加热下对所述光纤预 制棒的一端进行拉丝，以得到MCF。
在第二方面，该方法包括：玻璃棒钻孔步骤，其中在具有圆形 截面形状的玻璃棒中形成沿纵向方向延伸的多个芯棒插入孔，并且在 与所述多个芯棒插入孔的位置不同的位置处形成凹部形成用孔，以形 成共用包层管；芯棒插入步骤，其中在各个所述多个芯棒插入孔中插 入将成为所述多个芯的芯棒；一体化步骤，其中加热所述共用包层管 和所述芯棒，从而使所述共用包层管与所述芯棒一体化，并且使所述 凹部形成用孔塌缩，以形成具有非圆形截面形状并且包括所述多个芯 和所述共用包层的芯-包层复合体；轮廓检测步骤，其中检测所述芯- 包层复合体的轮廓；光纤预制棒形成步骤，其中利用在所述轮廓检测步骤中得到的结果对所述芯-包层复合体的外周表面进行加工，以形 成具有平坦表面的光纤预制棒；以及拉丝步骤，其中在加热下对所述 光纤预制棒的一端进行拉丝，以得到MCF。
根据本发明另一方面的MCF包括：沿MCF的纵向方向延伸的 多个芯；以及覆盖所述多个芯中的每个芯的共用包层，其中所述MCF 具有多个孔，所述多个孔的形状相同并且设置成使得所述多个芯中的 每个芯位于所述多个孔中相应的两个孔之间，所述多个孔中的这两个 孔设置在相对于所述多个芯中的每个芯对称的位置处，并且其中，所 述多个芯各自具有椭圆形截面形状。
附图说明
图1A为示出通过本发明的制造方法制造的多芯光纤(MCF)的 截面形状的一个实例的图示。
图1B为示出通过本发明的制造方法制造的MCF的截面形状的 一个实例的图示。
图1C为示出通过本发明的制造方法制造的MCF的截面形状的 一个实例的图示。
图1D为示出通过本发明的制造方法制造的MCF的截面形状的 一个实例的图示。
图2为示出本发明的多芯光纤制造方法的第一方面的流程图。
图3A为示出制造方法的第一方面中的部件的截面形状的图示。
图3B为示出制造方法的第一方面中的部件的截面形状的图示。
图3C为示出制造方法的第一方面中的部件的截面形状的图示。
图3D为示出制造方法的第一方面中的部件的截面形状的图示。
图3E为示出制造方法的第一方面中的部件的截面形状的图示。
图3F为示出制造方法的第一方面和第二方面中的光纤预制棒的 截面形状的图示。
图4A为示出制造方法的第一方面中的轮廓检测步骤的示意图。
图4B为示出制造方法的第一方面中的轮廓检测步骤的示意图。
图4C为示出芯-包层复合体的信号强度与旋转角度间的关系的 图。
图4D为示出在测量光照射下的芯-包层复合体的位置的图示。
图4E为示出在测量光照射下的芯-包层复合体的位置的图示。
图4F为示出在测量光照射下的芯-包层复合体的位置的图示。
图4G为示出在测量光照射下的芯-包层复合体的位置的图示。
图5为示出本发明的多芯光纤制造方法的第二方面的流程图。
图6A为示出制造方法的第二方面中的部件的截面形状的图示。
图6B为示出制造方法的第二方面中的部件的截面形状的图示。
图6C为示出制造方法的第二方面中的部件的截面形状的图示。
图7A为示出制造方法的第二方面中的轮廓检测步骤的示意图。
图7B为示出芯-包层复合体的信号强度与旋转角度间的关系的 图。
图7C为示出在测量光照射下的芯-包层复合体的位置的图示。
图7D为示出在测量光照射下的芯-包层复合体的位置的图示。
图7E为示出在测量光照射下的芯-包层复合体的位置的图示。
图7F为示出在测量光照射下的芯-包层复合体的位置的图示。
图8A为示出本发明的实施方案中的MCF的截面形状的一个实 例的图示。
图8B为示出本发明的实施方案中的MCF的截面形状的另一个 实例的图示。
图8C为示出本发明的实施方案中的MCF的截面形状的另一个 实例的图示。
图9为示出本发明的制造MCF的方法的实施方案的流程图。
图10A为示出在本发明的制造MCF的方法中的步骤中部件的截 面形状的图示。
图10B为示出在本发明的制造MCF的方法中的步骤中部件的截 面形状的图示。
具体实施方式
在日本未审查专利申请公开No.10-104443中描述的方法中，对 具有圆形截面的多芯光纤预制棒的外周表面进行磨削。然而，由于不 能从多芯光纤预制棒的外部精确地测定芯的位置，因而难以根据芯的 位置对多芯光纤预制棒的外周表面进行磨削。因此，当通过对由上述 方法制造的多芯光纤预制棒进行拉丝而制得多芯光纤(MCF)，并 利用MCF的外形作为基准将MCF连接在一起时，在连接处可能发 生芯的未对准。当利用MCF的芯而不是MCF的外形作为基准来进 行旋转对准操作时，旋转对准操作仍然耗费时间。
将参照附图，对本发明的MCF和本发明的多芯光纤制造方法的 优选实施方案进行说明。在以下说明中，不同附图中的相同的附图标 记表示相同的元件，因而可以省略其说明。本发明不限于这些实施方 案中的实例，并且包括落入权利要求及其等同物的范围内的所有变化。 当可以对多个实施方案进行组合时，本发明还包括实施方案的任意组 合。
通过本发明的制造方法制造的MCF的实例
图1A、图1B、图1C和图1D为示出通过本发明的制造方法制 造的MCF 100A、100B、100C和100D的截面图。MCF 100A、100B、100C和100D由玻璃制成，并且各自包括：由沿纵向方向延伸并用 作光波导的多个芯111构成的芯组110；以及覆盖芯组110的共用包 层120。各MCF 100A、100B、100C和100D均具有平坦表面121。 本文所用的“平坦表面”为曲率半径比其他部分大的表面。当将MCF 连接在一起时，平坦表面121用作基准表面。
图1A所示的MCF 100A的共用包层120相对于沿左右方向延伸 的对称轴D1和沿垂直方向延伸的对称轴D2线对称。共用包层120 具有作为平坦表面121的平行于对称轴D1的上侧平坦表面121a和 下侧平坦表面121b。MCF 100A的芯111具有圆形截面形状，并且 在沿左右方向延伸的芯排列轴X上以规则的间隔排列在共用包层 120中。芯组110位于MCF 100A的垂直方向的中央，并且位于左右 方向的中央。因此，芯排列轴X与对称轴D1重合并且与对称轴D2 正交。上侧平坦表面121a和下侧平坦表面121b相对于芯排列轴X 线对称。
图1B所示的MCF 100B的共用包层120相对于沿垂直方向延伸 的对称轴D2线对称。共用包层120具有作为平坦表面121的上侧平 坦表面121a，该上侧平坦表面121a与对称轴D2正交。MCF 100B 的芯111也具有圆形截面形状，并且在芯排列轴X上以规则的间隔 排列在共用包层120中。芯组110位于MCF 100B的左右方向的中央。 芯排列轴X平行于上侧平坦表面121a。
图1C所示的MCF 100C的共用包层120具有与MCF 100A的共 用包层120相同的外形，并且具有沿左右方向延伸的对称轴D1和沿 垂直方向延伸的对称轴D2。共用包层120具有作为平坦表面121的 平行于对称轴D1的上侧平坦表面121a和下侧平坦表面121b。MCF100C的芯也具有圆形截面形状，并且在沿垂直方向延伸的芯排列轴 X上以规则的间隔排列在共用包层120中。芯组110位于MCF 100C 的垂直方向的中央，并且位于MCF 100C的左右方向的中央。因此， 芯排列轴X与对称轴D2重合。芯排列轴X与上侧平坦表面121a和 下侧平坦表面121b正交。
图1D所示的MCF 100D的共用包层120具有与MCF 100A的共 用包层120相同的外形，并且具有沿左右方向延伸的对称轴D1和沿 垂直方向延伸的对称轴D2。共用包层120具有作为平坦表面121的 平行于对称轴D1的上侧平坦表面121a和下侧平坦表面121b。MCF100D的芯111具有圆形截面形状，并且以相对于对称轴D1和对称 轴D2对称的方式排列。在共用包层120中沿左右方向延伸的多个芯 排列轴X1、X2和X3彼此平行并且以规则的垂直间隔形式排列。芯 组110以规则的间隔排列在多个芯排列轴X1、X2和X3上。芯排列 轴X2与对称轴D1重合并且与对称轴D2正交。芯排列轴X1、X2 和X3平行于上侧平坦表面121a和下侧平坦表面121b。
多芯光纤制造方法的第一方面
图2为示出本发明的多芯光纤制造方法的第一方面的流程图， 并且图3A至图3F为示出制造方法的第一方面的不同步骤中的部件 的截面图。制造MCF 100A、100B、100C和100D的方法基本相同。 因此，将对制造MCF 100A的方法进行说明，并且将根据需要给出 制造MCF 100B、100C和100D的方法的说明。
在制造方法的第一方面中，首先，准备图3A所示的具有圆形截 面形状的玻璃棒MG。在玻璃棒加工步骤S110中，对玻璃棒MG进 行加工，以得到图3B所示的具有上侧平坦表面GF1和下侧平坦表面 GF2的玻璃棒G。对于MCF 100B，仅形成上侧平坦表面GF1。上侧 平坦表面GF1和下侧平坦表面GF2彼此平行。在这种情况下，玻璃 棒G具有不与上侧平坦表面GF1和下侧平坦表面GF2相交的对称轴 CV。
接下来，在玻璃棒钻孔步骤S120中，对玻璃棒G进行加工以制 造图3C所示的共用包层管CL。在玻璃棒钻孔步骤S120中，在对称 轴CV上形成多个具有圆形截面形状并沿共用包层管CL的纵向延伸 的芯棒插入孔CL1。在这种情况下，以相对于对称轴CH线对称的方式，以规则的间隔形成芯棒插入孔CL1，其中对称轴CH与共用包层 管CL(玻璃棒G)的上侧平坦表面GF1和下侧平坦表面GF2相交。 具体而言，芯棒插入孔CL1的排列方向平行于上侧平坦表面GF1和 下侧平坦表面GF2。在图3C中，芯棒插入孔CL1的数量为四个，但 不限于四个。
当形成MCF 100C时，在对称轴CH上形成多个具有圆形截面 形状的芯棒插入孔CL1。在这种情况下，以相对于对称轴CV线对称 的方式，以规则的间隔形成芯棒插入孔CL1。芯棒插入孔CL1的排 列方向与上侧平坦表面GF1正交。
当形成MCF 100D时，重复与形成MCF 100A的具有截面形状 的共用包层管CL的情况中相同的步骤，然后在与对称轴CV间隔特 定距离的多个平行的轴上形成多个芯棒插入孔CL1。在这种情况下， 以相对于对称轴CH线对称的方式，以规则的间隔形成芯棒插入孔CL1。具体而言，芯棒插入孔CL1的排列方向平行于上侧平坦表面 GF1和下侧平坦表面GF2。
接下来，在芯棒插入步骤S130中，将芯棒CR插入共用包层管 CL的各个芯棒插入孔CL1中，以得到图3D所示的状态。芯棒CR 的直径小于芯棒插入孔CL1的直径。
接下来，在一体化步骤S140中，对其中插入有芯棒CR的共用 包层管CL进行加热和一体化，以制造图3E所示的芯-包层复合体 CF。芯-包层复合体CF包括共用包层CF1和多个芯CF2。在这种情 况下，共用包层管CL被加热并软化，因此共用包层管CL的上侧平 坦表面CL3和下侧平坦表面CL4变形，以形成上侧突出部CF3和下 侧突出部CF4。
接下来，在轮廓检测步骤S150和光纤预制棒形成步骤S160中， 对芯-包层复合体CF的外周表面进行加工，以制造图3F所示的多芯 光纤预制棒MF。
图4A至图4G为示出制造方法的第一方面中的轮廓检测步骤的 示意图。如图4A和图4B所示，在轮廓检测步骤S150中，使用可对 物体的轮廓进行光学检测的检测器E对芯-包层复合体CF的轮廓进 行检测。检测器E包括发射检查光L的投光器Ef和作为接收光的受 光器的线性传感器Er。线性传感器Er可以为光电晶体管、光电二极 管、CCD或CMOS，或者线性传感器Er可以包括排成一行的光电传 感器。
投光器Ef和线性传感器Er设置在同一水平面中，并且从投光 器Ef发射的检查光L在该水平面中传播。如图4B所示，检查光L 的宽度Lw大于芯-包层复合体CF的外接圆的直径φC。在轮廓检测步 骤S150中，使芯-包层复合体CF沿其移动方向D(垂直向下的方向) 降低规定的量，然后绕其纵向轴A旋转，以检测芯-包层复合体CF 的轮廓。在这种情况下，因芯-包层复合体CF的自重而造成的在垂 直于纵向轴A的方向上的变形小于当芯-包层复合体CF的移动方向 D为水平方向时所发生的变形，从而可以更适当地检测芯-包层复合 体CF的轮廓。
接下来将参照图4B、图4C和图4D至图4G，对制造方法的第 一方面中通过检测器E检测芯-包层复合体CF的轮廓的原理进行说 明。为了简单起见，在下面的说明中，将图4D所示的状态(该状态 中，芯-包层复合体CF的垂直于纵向轴A的截面中的对称轴CF5平 行于线性传感器Er的受光面Er1)用作基准位置(θ＝0度)。
在芯-包层复合体CF从基准位置旋转到图4E所示的位置(曲率 不连续的点CFa投射阴影的位置)期间，芯-包层复合体CF的外周 与其外接圆重合。在这种情况下，由线性传感器Er输出的信号确定 的表观外径是恒定的，即等于外接圆的直径φC(图4C中的(d)(0度) 至(e))。在芯-包层复合体CF从图4E所示的位置旋转到图4F所示 的位置(θ＝90度的位置)期间，芯-包层复合体CF的外周逐渐偏离 外接圆。在这种情况下，由线性传感器Er输出的信号确定的表观外 径减小(图4C中的(e)至(f)(90度))。在芯-包层复合体CF从图 4F所示的位置旋转到图4G所示的位置(曲率不连续的点CFb投射 阴影的位置)期间，芯-包层复合体CF的外周逐渐接近外接圆。在 这种情况下，由线性传感器Er输出的信号确定的表观外径增大(图 4C中的(f)(90度)至(g))。在芯-包层复合体CF从图4G所示的位 置旋转到θ＝180度的位置期间，芯-包层复合体CF的外周与外接圆 重合。在这种情况下，由线性传感器Er输出的信号确定的表观外径 是恒定的，即等于外接圆的直径φC(图4C中的(g)至180度)。当θ 大于180度时，由于芯-包层复合体CF具有对称轴，因此芯-包层复 合体CF的表观外径的行为与θ＝0度至180度时的行为完全相同， 因此将省略对其的说明。
当芯-包层复合体CF如上所述从基准位置旋转一圈时，得到图 4C所示的对应关系。存储对应于表观外径不恒定的区域(例如，θ＝ 0度至180度的范围内的(e)至(g)的区间)(这些范围被称为突出区 域CF6)的角度范围。
如图4A所示，在光纤预制棒形成步骤S160中，基于通过检测 器E检测到的芯-包层复合体CF的轮廓检测结果(基于对应于突出 区域CF6的角度范围)来确定芯-包层复合体CF的对称轴CF5，并 旋转芯-包层复合体CF直至对称轴CF5平行于加工工具T的工具表 面T1。然后使芯-包层复合体CF在其移动方向D上移动并降低至加 工工具T的位置。加工工具T为(例如)磨削工具。至少一个加工 工具T设置在检测器E的正下方，使该加工工具T可以在包括前后 方向、左右方向和上下方向在内的所有方向上移动。将芯-包层复合 体CF磨削至与对称轴CF5相距规定距离的位置，以机械地除去上侧 突出部CF3和下侧突出部CF4。从而形成上侧平坦表面MF1和下侧 平坦表面MF2。
当形成MCF 100B时，基于芯-包层复合体CF的轮廓检测结果 来确定芯-包层复合体CF的芯排列轴X4(参见图3E)，并旋转芯- 包层复合体CF直至芯排列轴X4平行于一个加工工具T的工具表面 T1。然后，将芯-包层复合体CF磨削至与芯排列轴X4相距规定距离 的位置，以机械地除去上侧峰部DF1。从而形成上侧平坦表面MF1。
最后，在拉丝步骤S170中，在加热下对多芯光纤预制棒MF的 一端进行拉丝以形成光纤。以这种方式，制造图1A至图1D所示的 MCF 100A、100B、100C和100D。
多芯光纤制造方法的第二方面
图5为示出多芯光纤制造方法的第二方面的流程图。图6A、图 6B和图6C为示出制造方法的第二方面的不同步骤中的部件的截面 图。
在制造方法的第二方面中，预先准备具有圆形截面形状的玻璃 棒G。然后，在玻璃棒钻孔步骤S220中，在垂直于玻璃棒G(共用 包层管CL)的中心轴的截面中的直径线DV上形成多个具有圆形截 面形状并沿玻璃棒G的纵向方向延伸的芯棒插入孔CL1。芯棒插入 孔CL1的形成位置与制造方法的第一方面中的形成位置相同，因而 将省略对上述位置的说明。然后，在与芯棒插入孔CL1不同的位置 处，在垂直于直径线DV的直径线DH上形成具有圆形截面形状且直 径大于芯棒插入孔CL1的直径的凹部形成用孔CL2。在图6A中，凹 部形成用孔CL2的数量为两个，但不限于两个。
当形成MCF 100A、100C和100D时，以相对于直径线DV线对 称的方式形成凹部形成用孔CL2。当形成MCF 100B时，仅在直径线 DV的一侧形成凹部形成用孔CL2。
接下来，在芯棒插入步骤S230中，将芯棒CR插入各个芯棒插 入孔CL1中，以得到图6B所示的状态。芯棒CR的直径小于芯棒插 入孔CL1的直径。
接下来，在一体化步骤S240中，对其中插入有芯棒CR的共用 包层管CL进行加热，以使芯棒CR与共用包层管CL一体化，并且 使凹部形成用孔CL2塌缩，以形成包括上侧峰部DF1和上侧凹部CF7 的上侧突出部DF3以及包括下侧峰部DF2和下侧凹部CF8的下侧突 出部DF4。由此制造了图6C所示的芯-包层复合体CF。芯-包层复合 体CF包括共用包层CF1和芯CF2并且具有非圆形截面。
接下来，在轮廓检测步骤S250和光纤预制棒形成步骤S260中， 对芯-包层复合体CF的外周表面进行加工，以制造图3F所示的多芯 光纤预制棒MF。在轮廓检测步骤S250中，使用图4A中所示的检测 器E对芯-包层复合体CF的轮廓进行光学检测。图7A至图7F为示 出制造方法的第二方面中的轮廓检测步骤的示意图。如图7A所示， 在制造方法的第二方面中，检查光L的宽度Lw也大于芯-包层复合 体CF的外接圆的直径φC。为了简单起见，在以下说明中，将图7C 所示的状态(该状态中，不与芯-包层复合体CF的上侧突出部DF3 及下侧突出部DF4相交的对称轴CF5平行于线性传感器Er的受光面 Er1)用作基准位置(θ＝0度)。
在芯-包层复合体CF从基准位置旋转到图7D所示的位置(点 CFa投射阴影的位置)期间，芯-包层复合体CF的外周与其外接圆重 合。由线性传感器Er输出的信号确定的表观外径是恒定的，即等于 外接圆的直径φC(图7B中的(d)(0度)至(e))。在芯-包层复合体 CF从图7D所示的位置旋转到图7E所示的位置(θ＝90度的位置) 期间，芯-包层复合体CF的外周位于连接顶点CFc和CFd的直线的 中心侧。在这种情况下，由线性传感器Er输出的信号确定的表观外 径单调减小(图7B中的(e)至(f)(90度))。在芯-包层复合体CF 从图7E所示的位置旋转到图7F所示的位置(点CFb投射阴影的位 置)期间，芯-包层复合体CF的外周位于连接顶点CFc和CFd的直 线的中心侧。在这种情况下，由线性传感器Er输出的信号确定的表观外径单调增大(图7B中的(f)(90度)至(g))。在芯-包层复合体 CF从图7F所示的位置旋转到θ＝180度的位置期间，芯-包层复合体 CF的外周与外接圆重合。在这种情况下，由线性传感器Er输出的信 号确定的表观外径是恒定的，即等于外接圆的直径φC(图7B中的(g) 至180度)。当θ大于180度时，由于芯-包层复合体CF具有对称轴， 因而芯-包层复合体CF的表观外径的行为与θ＝0度至180度时的行 为完全相同，因此将省略对上述行为的说明。
当芯-包层复合体CF如上所述由基准位置旋转一圈时，得到图 7B中所示的对应关系。存贮对应于表观外径不恒定的区域(例如，θ ＝0度至180度的范围内的(e)至(g)的区间)(这些范围被称为突出区 域CF6)的角度范围。
在光纤预制棒形成步骤S260中，如制造方法的第一方面中那样， 基于由检测器E检测到的芯-包层复合体CF的轮廓检测结果，在使 芯-包层复合体CF以与光纤预制棒形成步骤S160中相同的方式在移 动方向D上移动的同时，使用加工工具T对芯-包层复合体CF的外 周表面进行加工，以制造如图3F所示的多芯光纤预制棒MF。最后， 在拉丝步骤S270中，在加热下对多芯光纤预制棒MF的一端进行拉 丝以形成光纤。以这种方式，制造了图1A至图1D所示的MCF 100A、 100B、100C和100D。
如上所述，在本发明的制造方法的第一和第二方面中，由于芯- 包层复合体CF具有非圆形截面形状，因而可以通过检测芯-包层复 合体CF的轮廓来估计芯CF2的位置。因此，减少了相对于MCF的 外形的芯CF2的位置变化，并且可以相对于平坦表面121来进行旋转对准，从而使得所制造的MCF 100A、100B、100C和100D的旋 转对准操作能够易于进行。在轮廓检测步骤S150和S250中，由于 在不与芯-包层复合体CF接触的情况下对芯-包层复合体CF的轮廓 进行光学检测，因而可以降低刮擦芯-包层复合体CF的可能性。在 玻璃棒钻孔步骤S120和S220中，以使多个芯棒插入孔CL1的排列 具有线对称性的方式形成多个芯棒插入孔CL1。在这种情况下，由于 线对称轴(例如，直径线DV)平行于平坦表面(CL3和CL4)，所以平坦表面121平行于芯111的排列方向。因此，对于由不同的玻璃 棒制造的MCF而言，能够易于进行旋转对准操作。
由于制造方法的第一方面包括玻璃棒加工步骤S110，在S110 中对具有圆形截面形状的玻璃棒MG的外周表面进行加工以形成平 坦表面(GF1和GF2)，因此在插入芯棒Cr前将玻璃棒G加工成截 面为非圆形，因此可以减少光纤预制棒形成步骤S160中的加工量。 在制造方法的第二方面的玻璃棒钻孔步骤S220中，形成多个芯棒插 入孔CL1，然后在与多个芯棒插入孔CL1的位置不同的位置处形成 凹部形成用孔CL2。在一体化步骤中，凹部形成用孔CL2塌缩，因 而可以使用这种简单的操作得到芯-包层复合体CF的非圆形截面形 状。
在本发明的实施方案中的MCF
图8A、图8B和图8C为示出本发明的实施方案中的多芯光纤 (MCF)200A、200B和200C的截面形状的实例的图示。MCF 200A、 200B和200C各自由玻璃制成，并且包括：芯组210，其包括沿MCF 的纵向方向延伸并用作光波导的多个芯211；以及覆盖芯组210的共 用包层220。所述多个芯211位于垂直于光纤纵轴的截面中的轴(芯 排列轴X)上。各MCF具有通过使共用包层220的一部分平坦化而 形成的平坦表面221。当将MCF连接在一起时，各平坦表面221起 到基准面的作用。在共用包层220中形成多个孔222。
图8A所示的MCF 200A的共用包层220在其垂直于光纤纵轴的 截面中具有沿芯排列轴X延伸的对称轴D1和垂直于芯排列轴X的 对称轴D2。共用包层220具有作为平坦表面221的平行于对称轴D1 的上侧平坦表面221a和下侧平坦表面221b。共用包层220还具有孔222(上侧孔222a和下侧孔222b)，孔222设置在与对称轴D1平行 的孔排列轴Y1和Y2上。以相对于对称轴D1线对称的方式设置孔 排列轴Y1和Y2。因此，孔222相对于对称轴D1以及沿垂直方向延 伸的对称轴D2线对称。
MCF 200A的芯211具有椭圆形截面形状，并且在沿左右方向延 伸的芯排列轴X上以规则的间隔排列在共用包层220中。芯组210 位于MCF 200A的垂直方向的中央，并且位于MCF 200A的左右方 向的中央。因此，芯排列轴X与共用包层220的对称轴D1重合，并 且与共用包层220的对称轴D2正交。换句话说，芯排列轴X平行于 上侧平坦表面221a，并且上侧平坦表面221a和下侧平坦表面221b 相对于芯排列轴X线对称。即，具有相同形状的上侧孔222a和下侧 孔222b形成在相对于它们之间的多个芯211对称的位置处。
图8B所示的MCF 200B的共用包层220在垂直于光纤纵轴的截 面中相对于与芯排列轴X正交的对称轴D2线对称。共用包层220具 有作为平坦表面221的与对称轴D2正交的上侧平坦表面221a。共用 包层220还具有设置为平行于上侧平坦表面221a的孔222(上侧孔222a和下侧孔222b)。上侧孔222a设置在孔排列轴Y1上，而下侧 孔222b设置在孔排列轴Y2上。以相对于芯排列轴X线对称的方式 设置孔排列轴Y1和Y2。因此，孔222相对于芯排列轴X以及对称 轴D2线对称。
MCF 200B的芯211具有椭圆形截面形状，并且在沿左右方向延 伸的芯排列轴X上以规则的间隔设置在共用包层220中。芯组210 位于MCF 200B的垂直方向的中央，并且位于MCF 200B的左右方向 的中央。因此，芯排列轴X与共用包层220的对称轴D2正交。换句 话说，芯排列轴X平行于上侧平坦表面221a。具有相同形状的上侧 孔222a和下侧孔222b形成在相对于它们之间的多个芯211对称的位 置处。
图8C所示的MCF 200C的共用包层220在其垂直于光纤纵轴的 截面中具有沿芯排列轴X延伸的对称轴D1和垂直于芯排列轴X的 对称轴D2。共用包层220具有作为平行于对称轴D1的平坦表面221 的彼此平行的上侧平坦表面221a和下侧平坦表面221b。共用包层220具有孔222，孔222以规定的间隔排列在与对称轴D1重合的孔排列 轴Y上。因此，孔222相对于对称轴D1和对称轴D2线对称。
MCF 200C的芯211具有椭圆形截面形状，并且在沿左右方向延 伸的芯排列轴X上以规则的间隔设置在共用包层220中。各芯211 设置在相邻的孔222之间。芯组210位于MCF200C的垂直方向的中 央，并且位于MCF 200C的左右方向的中央。因此，芯排列轴X与 共用包层220的对称轴D1以及孔排列轴Y重合，并且与共用包层 220的对称轴D2正交。换句话说，芯排列轴X平行于上侧平坦表面 221a，并且上侧平坦表面221a和下侧平坦表面221b相对于芯排列轴 X线对称。
制造MCF 200A、200B和200C的方法
图9为示出制造MCF 200A、200B和200C的方法的流程图， 并且图10A和图10B为示出在实施方案中的多芯光纤制造方法的步 骤中的部件的截面形状的图示。
玻璃棒加工步骤S310与玻璃棒加工步骤S110相同。玻璃棒钻 孔步骤S320与玻璃棒钻孔步骤S120或玻璃棒钻孔步骤S220相同。 芯棒插入步骤S330与芯棒插入步骤S130或芯棒插入步骤S230相同。 一体化步骤S340与一体化步骤S140或一体化步骤S240相同。轮廓检测步骤S350与轮廓检测步骤S150或轮廓检测步骤S250相同。
在光纤预制棒形成步骤S360中，重复与光纤预制棒形成步骤 S160或光纤预制棒形成步骤S260中相同的步骤，直至形成平坦表面 MF1和MF2。然后形成芯变形用孔MF3。当形成MCF 200A或200B 的截面形状时，以规则的间隔在平行的轴MF5a和MF5b上形成芯变 形用孔MF3，其中轴MF5a和MF5b与垂直方向上的中心轴MF4间 隔特定距离。在这种情况下，上下一组芯变形用孔MF3形成为相对 于相应的一个芯MF6垂直对称。当形成MCF 200C的截面形状时， 在垂直方向上的中心轴MF4上形成芯变形用孔MF3。在这种情况下， 如图10B所示，以使各相邻的一对芯变形用孔MF3设置在相应的一 个芯MF6的左侧和右侧的方式形成芯变形用孔MF3。
最后，在拉丝步骤S370中，在加热下对多芯光纤预制棒MF的 一端进行拉丝以形成光纤。以这种方式，制造出图8A至图8C所示 的MCF 200A、200B和200C。在这种情况下，优选的是，对芯变形 用孔MF3施加压力，以使多芯光纤预制棒MF中的芯变形用孔MF3 扩大(使得相对于MCF 200A、200B和200C的外径的孔222的直径 大于相对于多芯光纤预制棒MF的外径的芯变形用孔MF3的直径)。
在制造MCF 200A、200B和200C的方法中，芯棒插入孔CL1 具有圆形截面形状。在光纤预制棒形成步骤S360中，以这样的方式 形成具有相同形状的芯变形用孔，使得各芯MF6位于相应的两个芯 变形用孔之间，所述两个芯变形用孔设置在相对于各孔MF6对称的 位置处。因此，在拉丝步骤S370中，芯MF6被压缩变形，从而具有 非圆形截面形状。所制造的MCF 200A、200B和200C的芯211可以 保持光的偏振状态。由此得到的各MCF 200A、200B和200C均具有 平坦表面221。因此，能够易于进行旋转对准操作。此外，由于芯211 具有椭圆形截面形状，因而芯211可以保持光的偏振状态。
修改
虽然已经描述了本发明的实施方案，但是本发明不限于这些实 施方案。在本发明实施方案中的轮廓检测步骤中，对芯-包层复合体 的轮廓进行光学检测。然而，也可以使探针与芯-包层复合体相接触， 从而对芯-包层复合体的外周进行检测。在本发明的实施方案中，通 过加工工具进行的加工为磨削，但也可以为切削。在本发明的实施方 案中，检测器为包括投光器和线性传感器的设备，但也可以为光学距 离传感器。在轮廓检测步骤和光纤预制棒形成步骤中，芯-包层复合 体CF的移动方向D为垂直向下的方向，但也可以为水平方向。

Claims (6)

1.一种制造多芯光纤的方法，所述多芯光纤包括沿所述多芯光纤的纵向方向延伸的多个芯以及覆盖所述多个芯中的每个芯的共用包层，所述方法包括：
玻璃棒加工步骤，其中对具有圆形截面形状的玻璃棒的外周表面进行加工，以形成平坦表面；
玻璃棒钻孔步骤，其中在具有所述平坦表面的所述玻璃棒中形成沿纵向方向延伸的多个芯棒插入孔，以制作共用包层管；
芯棒插入步骤，其中在各个所述多个芯棒插入孔中插入将成为所述多个芯的芯棒；
一体化步骤，其中加热所述共用包层管和所述芯棒，从而使所述共用包层管与所述芯棒一体化，以形成具有非圆形截面形状并且包括所述多个芯和所述共用包层的芯-包层复合体；
轮廓检测步骤，其中检测所述芯-包层复合体的轮廓；
光纤预制棒形成步骤，其中利用在所述轮廓检测步骤中得到的结果对所述芯-包层复合体的外周表面进行加工，以形成具有平坦表面的光纤预制棒；以及
拉丝步骤，其中在加热下对所述光纤预制棒的一端进行拉丝，以得到所述多芯光纤。
2.根据权利要求1所述的制造多芯光纤的方法，
其中，在所述玻璃棒钻孔步骤中，包括所述多个芯棒插入孔的所述共用包层管的截面具有线对称性，所述截面垂直于所述纵向方向。
3.一种制造多芯光纤的方法，所述多芯光纤包括沿所述多芯光纤的纵向方向延伸的多个芯以及覆盖所述多个芯中的每个芯的共用包层，所述方法包括：
玻璃棒钻孔步骤，其中在具有圆形截面形状的玻璃棒中形成沿纵向方向延伸的多个芯棒插入孔，并且在与所述多个芯棒插入孔的位置不同的位置处形成凹部形成用孔，以形成共用包层管；
芯棒插入步骤，其中在各个所述多个芯棒插入孔中插入将成为所述多个芯的芯棒；
一体化步骤，其中加热所述共用包层管和所述芯棒，从而使所述共用包层管与所述芯棒一体化，并且使所述凹部形成用孔塌缩，以形成具有非圆形截面形状并且包括所述多个芯和所述共用包层的芯-包层复合体；
轮廓检测步骤，其中检测所述芯-包层复合体的轮廓；
光纤预制棒形成步骤，其中利用在所述轮廓检测步骤中得到的结果对所述芯-包层复合体的外周表面进行加工，以形成具有平坦表面的光纤预制棒；以及
拉丝步骤，其中在加热下对所述光纤预制棒的一端进行拉丝，以得到所述多芯光纤。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造多芯光纤的方法，
其中，在所述轮廓检测步骤中，对所述芯-包层复合体的轮廓进行光学检测。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制造多芯光纤的方法，
其中，在所述光纤预制棒形成步骤中，形成形状相同的芯变形用孔，使得所述多个芯中的每个芯位于所述芯变形用孔中相应的两个孔之间，所述芯变形用孔中的这两个孔设置在相对于所述多个芯中的每个芯对称的位置处。
6.一种多芯光纤，包括：
沿所述多芯光纤的纵向方向延伸的多个芯；以及
覆盖所述多个芯中的每个芯的共用包层，
其中所述多芯光纤具有通过使所述共用包层的一部分平坦化而形成的平坦表面，
其中所述多芯光纤具有多个孔，所述多个孔的形状相同并且设置成使得所述多个芯中的每个芯位于所述多个孔中相应的两个孔之间，所述多个孔中的这两个孔设置在相对于所述多个芯中的每个芯对称的位置处，并且
其中，所述多个芯各自具有椭圆形截面形状。
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