CN110831906B - 用于制造光纤预制棒的方法 - Google Patents

用于制造光纤预制棒的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110831906B
CN110831906B CN201880044747.3A CN201880044747A CN110831906B CN 110831906 B CN110831906 B CN 110831906B CN 201880044747 A CN201880044747 A CN 201880044747A CN 110831906 B CN110831906 B CN 110831906B
Authority
CN
China
Prior art keywords
capillary
outer tube
laser beam
tube
directing
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.)
Active
Application number
CN201880044747.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110831906A (zh
Inventor
N·惠勒
P·沙德洛
F·波莱蒂
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.)
University of Southampton
Original Assignee
University of Southampton
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 University of Southampton filed Critical University of Southampton
Publication of CN110831906A publication Critical patent/CN110831906A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110831906B publication Critical patent/CN110831906B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • C03B37/0122—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube for making preforms of photonic crystal, microstructured or holey optical fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/20—Uniting glass pieces by fusing without substantial reshaping
    • C03B23/207—Uniting glass rods, glass tubes, or hollow glassware
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01225—Means for changing or stabilising the shape, e.g. diameter, of tubes or rods in general, e.g. collapsing
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02295—Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/02319—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by core or core-cladding interface features
    • G02B6/02323—Core having lower refractive index than cladding, e.g. photonic band gap guiding
    • G02B6/02328—Hollow or gas filled core
    • 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
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02295—Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/02342—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by cladding features, i.e. light confining region
    • G02B6/02357—Property of longitudinal structures or background material varies radially and/or azimuthally in the cladding, e.g. size, spacing, periodicity, shape, refractive index, graded index, quasiperiodic, quasicrystals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/14—Non-solid, i.e. hollow products, e.g. hollow clad or with core-clad interface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/14—Non-solid, i.e. hollow products, e.g. hollow clad or with core-clad interface
    • C03B2203/16—Hollow core
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/42—Photonic crystal fibres, e.g. fibres using the photonic bandgap PBG effect, microstructured or holey optical fibres

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

一种用于制造光纤预制棒的方法，该方法包括：提供空心玻璃外管；提供空心主毛细玻璃管，其外径小于外管的内径；将主毛细管定位在外管内，使得主毛细管的外表面沿着平行于主毛细管和外管的纵向轴线的接触线抵靠在外管的内表面上；并且通过将激光束引导在外管或主毛细管在与接触线对准的一个或多个位置处的表面上，来将主毛细管粘合到其在外管内部的位置上。

Description

用于制造光纤预制棒的方法
技术领域
本发明涉及用于制造制作光纤(特别是用于制造空心光纤)的预制棒的方法。
背景技术
基于玻璃的光纤可以由预制棒制成，该预制棒是管状元件，其包括所需的光纤横截面结构，该结构具有所需的芯和包层特征，并且以比光纤的预期宽度大得多的比例进行组装。然后通过在炉中加热使预制棒软化，并拉伸或拉制成更大的长度和更小的宽度，直到达到光纤所需的直径。这可以在拉制塔中完成，在拉制塔中，将预制棒在从其下端竖向悬垂下来的重量作用下进行重力辅助拉伸，或者在预制棒的末端的张力作用下拉制光纤。也可以制造被称为细长条(cane)的中间产品，该中间产品仅部分地拉制成所需的光纤尺寸。将大比例部件布置到预制棒中比组装最终预期尺寸的部件更为实用，特别是对于具有复杂内部结构的光纤(例如带孔光纤)，包括空心光纤(其中中芯包含空气填充的空隙)的多孔光纤尤其如此。
一个例子是反谐振空心光纤，它包括玻璃外套管或空心包层管，其具有一系列较小直径的空心玻璃管或毛细管，它们以间隔开的间隔布置在外套管的内表面内侧并粘合到外套管的内表面，而不存在较小直径管之间的接触。这种光纤可以称为管状非接触空心光纤。这种管式光纤的子类别是嵌套式反谐振无节点光纤(NANF)，其中一个或多个较小直径的毛细管嵌套在隔开的小直径管中，并紧贴内表面固定，以使每个嵌套套件的管之间的接触点落在套管上的相同方位角或圆周位置。NANF对于提供超低损耗、宽光带宽和单模光导很有益处。然而，这些高性能取决于精确而严格的几何形状，其中嵌套管之间的接触沿光纤的长度方向保持笔直并平行于套管的纵向中心轴线。
一些其他类型的空心光纤(例如Kagome或光子带隙光纤)包括许多紧密堆积起来的小毛细管。毛细管一旦堆叠在包层管内以形成预制棒，就在拉伸过程中很好地保持其位置，从而获得具有精确结构的成品光纤。相反，除非以某种方式固定，否则反谐振光纤类型的间隔开的内管可从其在预制棒内的所需位置自由移动。仅在预制棒的端部将所有管保持在适当的位置往往不能有效地生产规则且精确结构化的细长条和光纤，这是因为当预制棒处于炉中时，毛细管可以在两端之间非常自由地从其所需位置移动。因此，已经考虑了用于制造非接触光纤的其他途径。
典型的制造程序[1-6]可能需要熟练的从业人员进行大量的人工操作。因此，这样的过程易于将污染引入光纤材料中，并且不容易按比例放大到大批量生产。例如，可以将填充元件插入套管，以将毛细管保持在所需位置；例如，填充材料只能在末端，也可以沿着管的长度。这是一个熟练的用户密集型程序。在一个报道的NANF制造示例中[7]，通过拉制一对管(嵌套在较大管中的较小管)来预制嵌套部件，然后将它们组装在套管中。然而，在拉出嵌套对期间不可避免地会发生扭曲，因此就不可能以嵌套结构的正确的平行定向将该对管堆叠到套管中。如果内部毛细管的接触点与外部毛细管的接触点未正确对准，例如如果其沿管反而以螺旋方式扭曲，则光纤的性能会严重降低。在另一个例子[8]中，使用小的氢氧焰将一对固定在车床上的嵌套管熔合在一起，然后将其进行拉制并堆叠在一起以形成从中拉制出成品光纤的预制棒。虽然获得了光纤的看似规则的横截面，但仍存在一些可见的方位角不对称性。而且，该技术似乎仅限于由相对较厚的管形成的预制棒，从而获得具有厚膜和位于远红外光中的后续基本光导窗口的光纤。使用火焰使管熔化会给结构传递大量热量，从而在使用较细的管时会导致变形。因此，该方法不适用于制作用于在短波长，特别是近红外电信波长下要求低损耗的光纤的嵌套元件预制棒，这需要很薄的光纤膜。而且，据信该技术易于在嵌套元件内相对于预制棒的外部扭曲。因此，与理想的无扭曲结构相比，所得光纤将遭受高损失，或者该方法仅限于生产短长度的均匀光纤。此外，使用火焰对可用于将管保持在适当位置的填充材料的类型有严格限制，因为它们需要承受超过1600℃的温度。因此，用于制造非接触空心光纤的预制棒的改进方法是有吸引力的。
发明内容
根据本申请所述的某些实施例的第一方面，提供了一种制作光纤预制棒的方法，该方法包括：提供空心玻璃外管；提供空心主毛细玻璃管，其外径小于所述外管的内径；将主毛细管定位在外管内部，使得主毛细管的外表面沿着平行于主毛细管和外管的纵轴线的接触线抵靠在外管的内表面上；并且通过将激光束引导至外管或主毛细管在与接触线对准的一个或多个位置处的表面上，来将主毛细管粘合到其在外管内部的位置上。
根据本申请所述的某些实施例的第二方面，提供一种制造空心光纤或用于空心光纤的细长条的方法，该方法包括：根据第一方面的方法制造光纤预制棒；并且在加热下将预制棒拉制成光纤或细长条的所需直径。
根据本申请所述的某些实施例的第三方面，提供了一种根据第一方面的方法制造的光纤预制棒。
根据本申请所述的某些实施例的第四方面，提供了一种用于光纤的预制棒，其包括空心玻璃外管和多个空心主毛细玻璃管，其外径小于外管内径，每个主毛细管通过沿平行于外管和主毛细管的纵轴线的接触线的一个或多个激光焊接点粘合到外管的内表面上，从而使主毛细管围绕外管的圆周彼此间隔开。
根据本申请所述的某些实施例的第五方面，提供了一种用于根据第四方面的光纤的预制棒，其还包括多个空心副毛细玻璃管，其外径小于主毛细管的内径，每个副毛细管通过一个或多个激光焊接点粘合到主毛细管的内表面上。
根据本申请所述的某些实施例的第六方面，提供了一种空心光纤或用于空心光纤的细长条，其通过拉伸根据第四或第五方面的预制棒制造而成。
某些实施例的这些和其他方面在所附的独立和从属权利要求中阐述。应当理解，从属权利要求的特征可以彼此组合，并且独立权利要求的特征可以以除了权利要求中明确阐述的那些组合之外的组合来进行组合。此外，本申请所述的方法不限于诸如以下阐述的特定实施例，而是包括并预期本申请所呈现的特征的任何适当组合。例如，可以根据本申请所述的途径来提供一种用于制作光纤预制棒或使用这种方法的预制棒或光纤的方法，该方法包括适当地在以下描述的各种特征中的任何一个或多个。
附图说明
为了更好地理解本发明并示出如何可以实现本发明，现在通过示例的方式参考附图，在附图中：
图1示出了本公开的实施例可应用到的第一示例性非接触空心光纤的示意性横截面图；
图2示出了本公开的实施例可应用到的第二示例性非接触空心光纤的示意性横截面图；
图3示出了图2的示例性光纤的示意性纵向截面图；
图4A示出了根据本公开的实施例的用于制造方法的设备的简化示意性横向视图；
图4B示出了图4A的设备的简化示意性纵向视图；
图5(a)、5(b)和5(c)示出了根据一个实施例的预制棒制造方法中的三个阶段的简化横向视图；
图6示出了根据一个实施例的用于执行预制棒制造方法的示例性设备的示意图；
图7示出了根据一个实施例的组装用于制造预制棒的部件的侧视图；
图8示出了根据另一实施例的组装用于制造预制棒的部件的侧视图；
图9示出了根据又一实施例的组装用于制造预制棒的部件的侧视图；
图10示出了根据一个实施例而形成的预制棒的横截面的照片图像；
图11示出了根据一个实施例的预制棒制造方法中的步骤的流程图；
图12示出了根据一个实施例的用于制造方法的替代设备的简化示意性纵向视图；
图13和图14示出了可以使用所公开的方法的实施例制造的示例性光纤的示意性横截面；和
图15示出了用于实现所公开的方法的实施例的另一示例性设备的简化示意性横向视图。
具体实施方式
本申请讨论/描述了某些示例和实施例的各个方面和特征。某些示例和实施例的一些方面和特征可以常规地实现，并且为了简洁起见而没有详细讨论/描述这些方面和特征。因此，将认识到，可以根据用于实现这样的方面和特征的任何常规技术来实现这里没有详细描述的设备和方法的各个方面和特征。
图1示出了示例性管状非接触空心光纤(一种反谐振空心光纤)的横截面视图。光纤10包括由玻璃形成的空心圆柱形外管或外套12，其是光纤10的包层。光纤10的芯包括七个同样由玻璃形成的内部圆柱形管或毛细管14。每个毛细管14的外径小于外套管12，并且还具有较薄的壁厚，即形成管的玻璃材料的厚度。每个毛细管14在其外表面上粘合或固定到外管12的内表面上，使得毛细管14围绕外管12的内圆周规则地间隔开。因此，每个毛细管14在光纤10的横截面中的接触点16处触碰、抵靠或接触外管12的内表面。接触点16围绕外管10的内圆周规则地间隔开，使得每个接触点相对于外管12的中心纵轴线占据不同角度、圆周或方位角位置，标记为X。为了在光纤10中进行最佳的低损耗光传输，有利的是，沿着光纤10的纵向范围(即沿着纵轴线X)使横截面结构保持不变。换句话说，沿光纤长度不存在管(毛细管)相对于彼此的扭曲或移位，使得每个毛细管14的中心纵向轴线Y保持平行于外管12的纵向轴线X。类似地，每个接触点16沿着光纤10的长度的突出部分也保持平行于各条纵向轴线X、Y。接触点16沿着光纤的这种突出部分可以被认为是代表毛细管14抵靠外管12的内表面接触的接触线。
注意，毛细管14围绕外管的圆周间隔开，使得相邻毛细管之间没有接触，这是管状非接触空心光纤的特征。类似地，光纤芯的中心区域(毛细管在该中心区域周围间隔开)是一个空的充满空气的空隙，从而提供了中空的芯。可以选择毛细管的直径以保持非接触布置，并提供所需宽度的中心空隙。
图2示出了另一种反谐振空心光纤的示例的横截面视图，即嵌套式反谐振无节点光纤(NANF)20。与图1的实例相同，光纤20包括外套层12以及多条(在此实例中为六条)毛细管14，后者以等距间隔开的间隔粘合到外套12的内表面上，以使得相邻毛细管14之间不存在接触。另外，NANF 20包括嵌套在主要毛细管14内的额外的较小的毛细管18。因此，主要毛细管14可以被指定为主毛细管，而较小的毛细管可以被指定为副毛细管18。副毛细管18的外径小于主毛细管14的内径，并且还可以具有更薄的壁厚(在其他示例中，该壁厚可以大于或等于主毛细管的壁厚)。如前所述，每个主毛细管14具有接触点16，而每个主毛细管14在该接触点处抵靠在外套12的内壁上。此外，将一个副毛细管18布置在每个主毛细管14的内部，并且在与该主毛细管的接触点16径向对准的点处抵靠在该主毛细管的内表面上。因此，每对主和副毛细管在相同的角度或方位角位置上具有共享的或公共的接触点，其沿着光纤长度延伸部分或突出部分为公共的接触线。这种布置意味着，副毛细管18的纵向轴线Z平行于外管12和主毛细管14的纵向轴线X和Y，并且还平行于接触线。每个副毛细管18可以描述为嵌套在主毛细管14内部，并且每个嵌套毛细管对(由较大的主毛细管内部的较小的副毛细管形成)以不同的接触点/线粘合到外管12上。
图3示出了通过示例性空心光纤或其预制棒的纵向截面图(未按比例)，为清楚起见，其中示出了一对嵌套毛细管。直径为d1的最内侧的副毛细管18位于直径为d2的主毛细管14内，该主毛细管14又位于直径为d3的外管12内。副毛细管18的外表面抵靠在主毛细管14的内表面上。进而，主毛细管14的外表面在与内表面上与副毛细管18的接触点相同的径向位置处抵靠在外管12的内表面上。因此，在外管12上的单个方位角位置处存在共享的接触点16。接触点当沿着光纤/预制棒的长度突出时，限定平行于光纤/预制棒的纵轴线X的接触线22。为了清楚起见，主毛细管d2的壁用虚线表示，使得可以理解沿接触线彼此抵靠的管和毛细管的构造。
诸如这些示例这样的具有复杂横截面结构的光纤可以方便地由光纤预制棒制造，该光纤预制棒包括给出相同横截面结构但具有更大比例的部件。因此，图1和图2的附图均表示适合于成型为具有相同横截面结构的光纤的预制棒的横截面图，其中该预制棒和该光纤都可以被视为包含一种外套管，其内部具有一或两种尺寸的毛细管。注意，图1和2的光纤的结构仅是示例。可以根据需要包括更多或更少的主或副毛细管。同样，各种管和毛细管不一定是圆柱形的。可以使用其他管状形状，例如具有六边形横截面的管。使用拉制塔内的炉加热和拉伸预制棒，以从预制棒中拉出光纤；沿纵向(沿X轴)拉出会导致直径相应减小，直到达到所需的光纤宽度。
因此，所需预制棒的结构几何形状尽可能精确，以增加成品光纤的几何形状具有足够高的标准的机会。为此，将预制棒的部件牢固地保持在它们的相对位置以减少在拉制光纤期间发生相对移动的风险是有益的。这对于具有非接触几何形状的反谐振光纤尤为重要，因为在光纤拉制过程中，毛细管的间隔位置为未固定部件的移动提供了足够的自由空间。虽然拉制塔中施加的热量会导致玻璃管软化或熔化，从而使毛细管粘合在适当的位置上形成成品光纤，但在初始预制棒中缺乏任何粘合会导致毛细管粘合到不正确的位置上，这不会保留各种纵向轴线的所需平行关系，并破坏光纤的几何形状。从而损害光纤的性能。
因此，在本公开中提出了提供毛细管到其在预制棒中的所需位置的某种粘合，从而可以在拉制和制成成品光纤期间更好地保留光纤的几何形状。“粘合”是指玻璃在接触线中的至少一些区域被软化或熔化，使得相邻的管和毛细管熔合或熔化在一起。根据各种示例，可以沿着预制棒的长度连续地提供粘合或者在沿着预制棒的长度的选定间隔位置处提供粘合，以便将毛细管“钉”在适当的位置上。沿着玻璃已经熔合的接触线提供粘合。沿接触线的两个接触、触碰或近乎触碰的表面之一或全部被软化或熔化以实现粘合。
注意，术语“接触线”不一定意味着沿该线的整个长度在两个表面之间进行物理接触，因为管和毛细管中的较小弯曲或瑕疵会产生局部不平坦的表面，因此不能接触。尽管如此，但两个表面之间的接触通常是沿着接触线的长度进行的，并且尽可能地在所用部件的物理缺陷内实现。在真实的预制棒或真实的光纤中，无论如何精心加工，都有可能由于各种外套和毛细管的弯曲、曲率或类似变形而导致远离上述平行纵轴线和接触线的理想布置的至少最小化变形。因此，本申请中提到的“接触”的管和毛细管不一定意味着在沿着相应部件的长度的每个点都接触。在可用部件的公差范围内，部件可以只在沿接触线的某些位置处接触。术语“接触线”表示有限但相对较窄的宽度的线性区域，在理想情况下，沿着该区域与完美的直管和毛细管连续接触。
根据本发明，通过将例如可以聚焦或准直的激光束施加到套管的外表面或毛细管的内表面，来实现毛细管在预制棒的外套内的粘合，在某些示例中，光束的焦点位于所述表面上或所述表面附近(下面将进一步讨论)。激光束传递的能量(在某些情况下与聚焦光束的较小空间范围结合在一起)可提供局部加热，这种加热可以精确地将其定位在需要的地方(即在接触线上)以软化或熔化玻璃，从而使相邻结构熔合在一起。可以减少或避免能够由更广泛的加热方式(例如用火焰或在拉制塔式炉中)引起的更大比例的变形，因此预制棒的几何形状可以非常精确，并且通过仔细拉制可以保留到成品光纤中。因此也可以实现高水平的光纤性能。由于将两个接触的、触碰的或近乎触碰的表面中的一个或两个软化或熔化来实现粘合，因此可以将熔合过程视为激光焊接过程。从下面的描述中将会认识到，与先前提出的制造技术相比，激光粘合或焊接减少了对大量用户输入的需求，尤其是减少了人工操作。从而减少了污染，并且制造可以更快、更有效和更自动化。而且，由于来自激光束的局部目标加热使得该方法可应用于任意小壁厚的玻璃管，因此该方法比使用火焰加热的技术更广泛地适用。该方法还可以容易地按比例缩放以制造具有均匀几何形状的长型预制棒，从而获得更大的光纤产量。
图4A示出了根据一个示例的激光焊接布置的简化的示意性横截面图。毛细管14(仅示出一部分)布置在外管12(也仅部分示出)内，其在接触点16处接触。可操作以产生激光束34的光源30定位在外管12的外部，使得光束34与接触点16对准地引导至外管12。将描绘为单个会聚透镜，但是可以包括多个光学元件以实现所需焦点的聚焦系统32布置在激光束34中，以将光源30的输出聚焦到焦点36或光束腰部(激光束变成最窄宽度的地方)。在该示例中，焦点定位成与接触点16重合。然而，这不是必须的，并且焦点可以在光束到达外表面之前位于外管12的外表面上，在外管12或毛细管14的壁厚之内或在毛细管的内表面之内。可以在考虑到激光波长在形成外管和毛细管的一种或多种玻璃中的吸收深度、玻璃材料的折射率、外管和毛细管的壁厚以及焦点的宽度的情况下来选择所述位置，目的是传递足够的热能以在接触点产生足够的软化或熔化，从而在相邻表面之间形成粘合。在一些构造中，光束宽度和功率可以适合于提供足够的能量而无需聚焦，并且可以使用准直光束或发散光束。在一个示例中，光束在接触点处的宽度可以小于被粘合的最窄毛细管的内径或外径。如果激光能量及其加热效果远远超出接触点(取决于玻璃材料对能量的吸收率)，则可以避免小毛细管过度暴露于激光能量，从而减少可能引起变形的软化。另外，可以考虑景深。具有非常短的光束腰部的非常紧密的焦点可以传递高功率，因此可以在较小厚度的玻璃上提供高温，从而实现更有针对性的粘合。然而，在多个管堆叠在接触线处(多个嵌套元件)的示例中，粘合应该通过各根管的壁进行，因此更宽的焦点和更长的光束腰部是合适的；这样可以允许通过一个焊接步骤熔合套中的所有管。
图4B示出了图3A的示例上的激光焊接布置的简化示意性纵向截面图。光束34的焦点36位于接触点处。回想一下，接触点沿预制棒部件的长度方向伸出，以定义接触线22。因此，为了在外管12和毛细管14之间实现牢固的粘合，进行激光束和预制棒之间的平移以使光束焦点沿着接触线的长度移动。这可以通过以下方式实现：在保持预制棒静止的同时沿平移方向T移动激光源30，或在保持激光源静止的同时在与第一方向T相反的平移方向t上移动预制棒，或者这两种移动的组合。替代地，可以采用可移动的聚焦系统(例如包括可平移的镜子)以将光束引导至预制棒上并且使光束的聚焦部分沿着预制棒移动，同时激光源30和/或预制棒保持静止。在所有情况下，目的是在激光束和预制棒之间产生相对移动，以使接触线沿着预制棒的长度的范围暴露于激光束的能量下以形成焊接点。在恒定发射激光束的情况下，该移动可以是连续的，以沿着接触线形成连续的焊接点。可替代地，可以沿着接触线间歇地操作激光束以产生一系列的点焊。可以在恒定的相对移动期间执行对激光束的这种间歇性暴露，或者可以将部件从一个焊接点重新定位到下一个焊接点，并在提供激光暴露的同时保持静止。
图5示出了示例性焊接过程中的步骤的简化示意性横向视图。在图5(a)中，在主毛细管14内包括副毛细管18的一对嵌套毛细管位于外管12的内部，在共同的接触点16对准。接触点16具有方位角位置，该方位角是接触点相对于外管12的圆周上的任意基准点的角位移。
图5(b)示出了通过施加来自光源30并由聚焦系统32聚焦的激光束34而在接触点16处制造并且沿着如上参考图4B所讨论的接触线的激光焊接。注意，在该示例中，激光束34从下方引导至外管12(光束方向为向上)，而图4A和4B示例性地示出了从上方引导至外管14的激光束(光束方向为向下)。该方法在这方面不受限制，并且可以根据方便来选择光束方向。这可以至少部分地由在焊接过程中选来将管和毛细管保持在适当位置的技术决定。下面将进一步讨论各种技术。这些技术中的某些技术必须要求将外管保持成水平定向，但是通常，可以将外管支撑在任何方便的位置上，并且在受到用于在外管内定位和保持毛细管的技术所施加的任何位置限制的情况下，相应地以最方便的方向来定向激光束。
图5(c)示出了部分成型预制棒，该预制棒包括焊接到外管12上的主毛细管14和副毛细管18，它们在图5(b)的第一焊接过程中绕其纵轴线X旋转以远离其位置。毛细管通过激光焊接的粘合允许第一对嵌套毛细管与外管一起旋转，并使外管的新部分与一种最低位置对准，激光束可以撞击到该最低位置以形成焊接点。因此，通过重复图5(a)的步骤，可以将第二方位角位置处的第二接触点16a定位成用于焊接并且可以在第二接触点16a处将第二套嵌套毛细管对放在外管12内，以通过重复图5(b)步骤来进行下一焊接步骤。第一接触点16和第二接触点16a的方位角位置充分分开，以使第二嵌套毛细管对不会触碰第一毛细管对。可以重复旋转、定位和焊接步骤，直到所有所需的毛细管都与外管粘合在一起为止。
请注意，毛细管可以任何顺序定位并粘合。制造过程不一定围绕外管的圆周依次跟随毛细管。同样，焊接点之间的旋转重新定位可以通过激光束的移动(通过移动光源30和/或聚焦系统32)到围绕外管的新角度位置来实现，既可以单独进行，也可以与管的旋转相结合而进行。
此外，如果多于一个激光束可用于引导至外管的不同部分上，则可以同时粘合多于一个毛细管或毛细管对。可以使用多个光源，也可以使用包括分束器和引导光学器件的复杂聚焦系统将来自单个光源的光束分成多个焊接光束，以便在不同位置引导至管上。实际上，如果与在焊接过程中将毛细管保持在适当位置的技术兼容，则可以使用多个光束同时焊接所有接触点/线。在这种情况下，可以省去图5(c)中所示的旋转定位，而仅需要使用图4B的纵向平移。
图6示出了用于执行本申请所公开的方法的示例性设备的示意图。用于预制棒40的外管安装在旋转台42中，该旋转台42被构造成使管绕其纵轴线旋转。将嵌套毛细管(未显示)插入管中。外管和毛细管由二氧化硅制成。提供了包括二氧化碳(CO 2)激光器的激光源30，其可操作以产生10.6μm波长的输出。其输出光束34使用反射镜36(或类似的引导光学器件)和安装在用于使透镜沿光束轴线移动的镜台38上的聚焦透镜32引导至外管上，因此可以调整焦点的位置。该透镜是平凸透镜，焦距为100mm，由ZnSe制成。聚焦的光束与嵌套毛细管相对于外管内表面的接触点对准地入射到外管上。激光输出以品质因数M2<1.5线性地偏振，并且能够以250W的峰值有效功率和10-500μs的脉冲长度在高达100kHz的频率下切换。可替代地，可以使用连续波激光器。10.6μm激光在二氧化硅中具有约35μm的吸收深度。该深度随着温度的升高而减小[9]。该吸收深度相对较短，因此由激光束传递的能量不会在二氧化硅中扩散很远。因此，入射激光束在局部目标区域中升高外管的温度，仅引起玻璃软化。通过将该区域布置在外管与毛细管之间的接触点所处的深度处，将嵌套元件粘合到外管上。可以通过激光的平均功率和聚焦激光光斑的大小来控制粘合过程的温度。脉冲CO2激光的平均功率的控制是通过激光器的脉冲长度和脉冲重复频率的乘积来实现的，激光器会产生具有约250W的峰值功率的高帽型脉冲。希望避免提高玻璃的峰值温度到高于烧蚀阈值，因此可以使用高重复频率(60kHz或更高)以及短脉冲长度(5至20μs)的操作。这使从管表面的材料烧蚀最小化，同时使预制棒材料所吸收的平均功率最大化。通过定位聚焦透镜到预制棒表面的距离，可以控制激光光斑的大小，以管理焊接缝(或光斑焊接点)的宽度。例如，使用直径在0.5毫米至1.5毫米之间的光束，可以保证接触点的对准公差，以确保牢固的焊接，并提升加热到内部嵌套毛细管的均匀性。然而，不排除其他光斑尺寸。可以参考预制棒部件的尺寸来选择光斑尺寸，以获得合适的焊接点尺寸。
旋转台42安装在平移台43上，以用于预制棒40和激光束34沿接触线的纵向范围(沿x方向)的相对移动。平移台43还可提供沿横向于预制棒的纵向范围的y方向的移动，以精细地调节与光束的对准，从而将其引导至外管的顶点上。可以通过沿接触线仅在某些点处用激光暴露而将管和毛细管按点钉在一起，也可以在从激光束持续暴露期间将预制棒40沿其纵向方向转变，以便将毛细管缝焊到外管上。对于缝焊，预制棒可以沿其长度以例如0.1至1.0mm/s的速率转变，尽管其他速度将适合于不同的激光参数。为了有效地粘合多个嵌套毛细管和管，激光沿着预制棒管的多遍通过可以确保改善的粘合。一旦完成焊接，就使用旋转台42旋转预制棒40(也可以横向于x轴线调节以进行精确定位)，然后插入下一组嵌套毛细管，并重复该过程，直到粘合了所需的所有嵌套毛细管为止。
邻近激光入射点包括提取器44，以从工件上去除所有烧蚀的二氧化硅，以避免该材料与随后的激光脉冲相互作用，并沉积到预制棒40和聚焦光学器件32上。
该设备可以被修改为包括来自同一激光器的第二光束传输线，例如以将来自预制棒下方的激光束施加到预制棒的最低点。也可以包括在其他角度位置处的附加光束线。
通过这种技术，可以将各种厚度的外管与主和副(或其他)嵌套毛细管粘合在一起，并将以后可以将其用于更常规的堆叠结构中以制造有孔光纤法人嵌套毛细管单独粘合在一起。术语“外管”并不意味着该部件具有作为成品光纤中的最外层的任何作用。
为了生产低损耗的光纤，使嵌套毛细管相对于彼此以及与外管正确对准很重要。光纤中的正确对准可以通过原始预制棒内的精确对准来辅助。在NANF的先前生产中，填充元件已插入到预制棒的套管中，以将元件对准所需的位置。这不仅是一个熟练的用户密集型过程，而且使用基于火焰的加热元件来粘合管，使得填充材料的选择仅限于那些能够承受超过1600℃加热的填充材料。相比之下，由于预制棒材料的温度仅在特定目标的局部区域中升高，因此根据本公开的激光焊接的使用使得用作填充元件的材料的范围更大。
此外，无需填充材料或其他安置或定位元件就可以实现预制棒的对准。提出了一些利用重力的对准技术。
图7示出了重力辅助的第一示例性对准技术的示意性侧视图。该示例可以被认为是“支持嵌套元件”或“支持毛细管嵌套”的技术。副毛细管18被放置在主毛细管14的内部，而主毛细管14又被放置在外管12的内部。最内侧的副毛细管从其他部件突出，并且支撑在该突出端处(在本示例中，用从下方支撑管的支架48或其他支撑件支撑)。例如，支撑元件可以包括沟槽，毛细管的端部放置在该沟槽中。相应的支撑元件设置在副毛细管的另一端(未示出)。可替代地，副毛细管可以例如通过将毛细管端部插入其中的悬带或其他悬挂的支撑件而从上方支撑。主毛细管14和外管12悬挂在副毛细管18上，并且重力作用使三根管沿着单条方位角接触线22(其沿着预制棒部件的顶点)对准。因此，来自光源30的激光束34从上方引导至外管12上以沿着接触线22产生焊接点。这种构造可以产生特别精确的对准，因为由于外管的重量而引起的旋转对准扭矩可以克服静力。然而，对副毛细管强度及其弯曲极限的限制可能会约束可以有效焊接的预制棒的最大长度。
图8示出了利用重力的第二示例对性准技术的示意性侧视图。在该示例中，副毛细管18和主毛细管14像以前一样布置在外管12的内部，但是在这种情况下，外管而不是最内侧的毛细管受到支撑。例如，外管可以如图6的示例那样安装在旋转台上。嵌套毛细管14、18在外管12内自由移动，因此在重力的作用下，它们沿着一条方位角接触线22(其沿着外管12的最低部分)沉降在最低点。因此，来自光源30的激光束34从下方入射到外管12上。这种构造是方便的，因为可以将部分成型预制棒精确地旋转到相继的角度位置，而无需从旋转台上卸下。因此可以快速完成一系列焊接点的准备，并且可以精确地控制各个方位角接触点的间距。然而，毛细管的静电效应和可能相对较轻的重量可以克服重力，从而如果让它们在没有帮助的情况下沉降，则可能发生管的偏移。
图9示出了第三示例性对准技术的示意性侧视图。外管12和毛细管14、18如在图8的示例中那样布置，但是引入磁力以辅助重力对准并克服任何静电效应。为此，将铁条50放置在最内侧的副毛细管18的端部内部。外部磁体52例如作为用于支撑外管12的任何旋转台的部件被安装在预制棒下方。铁条50和磁体52之间的吸引力抵消了限制毛细管14、18到达外管12底部的任何静电。磁力相当于内部嵌套管的更大重量，因此可以提高对准公差。铁条和磁铁的位置可以颠倒，以便将磁铁放置在内毛细管内部。可替代地，可以采用实现相反的磁极的任何一对元件(即磁吸元件)。类似地，静电力可用于提供对准。
虽然图7、8和9的示例分别包括一个外管和一对嵌套毛细管，但是对准技术可以应用于将单根毛细管焊接到外管中，也可以应用于将嵌套的两根以上的毛细管焊接在外管内。
此外，如果磁极对具有足够强的吸引力以克服重力，从而将一个或多个毛细管保持在外管内部的升高位置，则可以使用磁体对准来在外管最下部以外的位置上对准毛细管。可以扩展此范围，以同时固定不止一个其中可以使用不止一个激光束的毛细管嵌套。
另外，可以优选地使用与这些示例不同的对准技术和用于固定焊接过程的管位置的技术。
作为示例，通过重力辅助对准和毛细管元件在外管内的CO2激光焊接来制造预制棒。将具有用于以后的光纤拉制的拉制手柄的外管安装在类似于图6示例的设备中。将一组双层嵌套毛细管元件(外径为3.3mm的主毛细管和外径为2.8mm、壁厚为200μm的副毛细管)插入外管。然后，以0.1mm/s的平移速度形成接缝焊接，其中激光器以14μm的脉冲以18kHz(等于约60W的平均功率)和约500μm的激光光斑大小工作。注意，可以根据所需的功率输出量来选择平移速度，其中要考虑到激光输出、吸收深度和玻璃厚度。粘合第一组毛细管后，将预制棒管自动旋转60度，然后插入下一组嵌套毛细管，通过重力对准并焊接，依此类推，总共焊接六个毛细管嵌套。总焊接长度(受可用平移台的限制)为220毫米，总制造时间仅超过3小时，其中包括不到20分钟的熟练用户时间来准备和插入嵌套毛细管。在剩余时间内，激光和平移台的自动操作可使焊接过程实现自动化。作为最初的证明，主和副毛细管的面积比非常相似，因此副毛细管的对准对于沿着焊接长度的正确接触线是不够精确的。随后使用较小的副毛细管并以较高的速度多遍通过激光，可以产生更有效的粘合。
图10示出了从根据本公开制造的用于NANF的预制棒拉出的中间细长条的横截面的照片图像。可以看到单根(主)毛细管的粘合及其精确的方位角对准。另外，尽管两根嵌套毛细管的面积比太接近，而无法避免其他变形，但显示了一个辅助嵌套毛细管的插入和粘合(在“10点钟”的位置处)。
如本申请所公开的预制棒制造的优点在于，可以减少或最小化预制棒的手动处理。一旦预制棒部件就位，就可以对激光和任何平移/旋转台进行远程控制和编程，从而潜在地消除了始终需要有经验的从业人员的需求。例如，如上所述，已经在需要从业者存在三个小时的制造持续时间中的少于20分钟的情况下制造了示例性预制棒。通过在生产设施中使用适当的设施，该方法可以使任何预制棒在一个人的监督下同时进行组装，并且与现有方法相比，能够提供更自动化的制造过程。此外，该过程可以通过同一遍激光同时粘合多个嵌套的管，从而提供了一种省时的方式来熔合嵌套的部件，而不会导致不所需的变形，而其他单独处理相继管的方法可能会发生这种变形。
到目前为止讨论的示例已经将激光束从外部部署到了预制棒上，从而使激光束入射到外玻璃管的外部外表面上。激光束和/或激光束产生的热能穿过主管的壁到达接触点，并引起所需的玻璃材料软化或熔化。然而，该方法在这方面不受限制，并且可替代地，可通过激光束的内部部署来实现粘合，从而使激光束通过毛细管的一侧或两侧入射到预制棒的相关部分上。虽然可以通过物理方式在预制棒内部布置紧凑的激光源来以这种方式引导光束，但使用一面或多面反射镜可能更方便。激光源可以布置在预制棒的外部，从而使光束沿预制棒的内部纵向向下(最好平行于或接近于纵向轴线)引导至位于预制棒内部的倾斜镜，该镜将光束以更横的方向引导至接触点。
图12示出了实现这种内部焊接的示例性布置的示意性截面图。如前所述，毛细管14紧靠外管12的内表面定位。在管12和毛细管14之间的接触点16处需要焊接。布置激光源30，使得其光束34可沿预制棒的内部纵向地被引导。如果需要的话，这可以通过合适的光束引导和/或聚焦光学器件(未示出)来实现。将聚焦光学器件32(在此示例中为单个凹面镜，用于将光束聚焦和反射到所需方向，但是在其他情况下，可以使用不同的光学元件，例如透镜和反射镜的组合)以一定的角度定位在预制棒内部以截取光束34，并将其与接触点16对准地或在其附近地朝着管壁向外引导。如图所示，光束34沿着外管12行进，并且反射镜32位于外管内部。在这种布置中，被重定向的光束首先入射在毛细管14的外部，并通过毛细管壁，穿过毛细管14的内腔，到达毛细管的内表面，以在接触点16周围进行吸收。在这种情况下，可能最好使用聚焦激光束，其焦点位于接触点16处或附近，更重要的是，远离光束34穿过的毛细管14的相对壁，从而到达焊接区域，以减少对毛细管14的该部分的加热。在替代布置中，光束34可从源30沿着毛细管14的内部引导至定位在毛细管14内部的光学器件32，光学器件32将光束34直接引导至毛细管的内表面上。这种构造避免了光束34穿过整根毛细管14到达接触点16的需要，但是由于毛细管14的内径比外管12的内径小，因此可能不太方便。
如前所述，可以包括更多的嵌套毛细管，其中激光束沿着任何毛细管的内腔行进以到达引导光学器件，受内径约束的限制，而不是光束通过毛细管到达接触点区域的要求。然而，在这些示例中的任何一个或所有示例中，即使光束也位于毛细管(该毛细管也位于外管内部)内部，毛细管也被认为是沿着外管内部引导至接触点。这与先前的示例相反，在先前的示例中，该光束从外部引导至外管以到达接触点。在前一种情况下，光束相对于光束传播方向入射在毛细管位于接触点之前的内表面上(无论它为了达内表面已经经过的任何毛细管壁)，在后一种情况下，光束相对于束传播方向入射在外管位于接触点之前的外表面上。
在诸如以上讨论的图12的示例及其变型的布置中，引导光学器件32可以安装在台架60等上，以沿着平行于外管12的纵向轴线的方向平移。通过平台60的操作，光学器件32沿该方向(由箭头所示)的移动将使光束的入射点沿预制棒的长度平移，以实现沿毛细管14和外管12之间的接触线的粘合。如前所述，这可以是连续焊接点或间隔开的焊接点的钉合。可以使用光束的一遍通过或多遍通过。
可以使用本申请公开的方法制造的预制棒不限于到目前为止示出的示例。如将容易理解，可以制造具有各种数量的管的其他构造。两根管或毛细管之间的任何接触点都可以通过适当引导的激光束粘合。可以顺序执行位置不同或公共接触线的焊接，以构建预制棒结构，或者可以焊接多个管/毛细管的公共接触线，以通过一个焊接步骤形成完整的预制棒。
图13示出了具有替代构造的示例性预制棒(或细长条或成品光纤)的横截面视图。在这种情况下，外管12具有粘合到其内表面的主毛细管14。主毛细管14又具有粘合到其内表面的三根相等大小的副毛细管18，其中副毛细管18围绕主毛细管14的圆周沿着不同的接触线间隔开。包括主毛细管和副毛细管的毛细管单元可以作为第一制造步骤来制造，然后将单元粘合到外管。可以在外管12内围绕外管12的圆周的不同接触线处添加其他毛细管单元。
图14示出了另一示例性预制棒的横截面视图。在该示例中，外管12具有粘合至其内表面的毛细管单元，并且该毛细管单元包括主毛细管14，该主毛细管具有以嵌套形式粘合在其内部的三根直径递减的副毛细管18a、18b、18c。这四根毛细管和外管12均沿着共同的接触线粘合。在将完成的嵌套毛细管单元固定到外管12中之前，可以通过顺序焊接阶段来构造毛细管单元，以在中间副毛细管18b内粘合最小的副毛细管18c，然后在最大副毛细管18a内粘合中间副毛细管18b，接下来在主毛细管14内粘合最大副毛细管18a(或(以另一顺序)。可替代地，毛细管和外管可以全部在单个焊接步骤中粘合在一起。可以在围绕外管12的内表面的其他接触线上添加其他相同或不同的毛细管单元。
尽管本申请讨论的特定示例涉及由二氧化硅制成的预制棒，但是该技术通常适用于由任何玻璃材料制成的预制棒。单根预制棒中的各种管或部件(外管和内毛细管，包括主、副或其他毛细管)可以由相同的玻璃或不同的玻璃制成。在此，术语“玻璃”是指具有适当的物理和光学特性的任何材料，使得可以由其制成用于光纤的外管或毛细管，并且可以通过入射激光束而软化或熔化成足以使部件粘合到预制棒内的适当位置。通常，玻璃是非晶态的非晶态固体，其当向液态加热时，表现出玻璃化转变。玻璃的类型包括基于化合物二氧化硅(二氧化硅或二氧化硅)的“硅酸盐玻璃”或“二氧化硅基玻璃”，其实例很多。适用于光学应用的其他玻璃包括但不限于硫属化物、碲酸盐玻璃、氟化物玻璃和掺杂的二氧化硅玻璃。这些材料中的某些材料(例如硫族化物)将需要适当选择激光操作参数(波长、功率、能量、脉冲持续时间和频率、两次暴露之间的时间、光束大小等)，以减少或避免诸如比二氧化硅可能容易发生的玻璃破裂或玻璃结晶之类的问题。所述玻璃可包括一种或多种掺杂剂，以用于定制光学性质，例如改变吸收率/透射率或实现光学泵送。
可以参考要粘合的玻璃材料的特性来选择用于产生激光束的光源(激光器)，以使波长具有适当的吸收深度，来产生所需的温升，以便在所述材料围绕接触点或接触线的合适尺寸的区域上进行粘合。可以类似地选择操作参数以传递适当量的能量以产生玻璃材料所需的软化/熔化，并且还可能避免材料的烧蚀。这些参数可能包括脉冲激光的平均功率、峰值功率、脉冲持续时间和重复率，或者连续波(cw)操作的选择。如所指出那样，二氧化碳激光器的10.6μm波长输出适合于二氧化硅玻璃。其他激光器可包括但不限于：二氧化碳激光器(9至11μm波长范围)，用于二氧化硅、掺杂的二氧化硅和氟化物玻璃；一氧化碳激光器(5至6μm波长范围)，其用于二氧化硅、掺杂的二氧化硅和氟化物玻璃；532nm波长的激光(绿色输出)，优选用于与二氧化硅、掺杂的二氧化硅、硫属化物、碲化物或氟化物玻璃一起使用的脉冲操作；以及紫外波长的激光器，其用于二氧化硅、掺杂的二氧化硅、硫属化物、碲化物和氟化物玻璃。
可以以垂直几何形状将激光束引导至预制棒的表面(外管的外表面或毛细管的内表面)上，使激光束沿管或毛细管的半径与该半径和接触点相交的位置对准(与接触点径向对准)。换句话说，光束方向在接触点处与相关管或毛细管的切线正交。然而，这不是必需的，可以优选地或方便地使用其他几何形状，只要其可以有效地将所需的能量传递到接触点附近以实现玻璃表面在接触点处的所需熔合。垂直的几何形状可以最小化表面入射点和接触点之间的玻璃厚度，这在某些情况下可能是适当的。在其他情况下，倾斜或成角度的几何形状(例如图12中的几何形状)可能更可取，以增加通过玻璃的路径长度，从而增加能量吸收率，进而增加传递的热量。在其他情况下，成角度的非垂直入射在物理上可能更便于实现。在任何情况下，在确定需要传递的热量和该热量被传递到的区域时，都应考虑通过玻璃的路径长度。成角度的光束布置还可以同时使用多个光束来进行焊接。
图15示出了一种示例性制造方法的横截面视图，其中两个激光束34a、34b从预制棒的外部引导至外管12与一对嵌套毛细管14、18之间的接触点16。这些光束以一定角度布置在垂直位置的任一侧，因此它们可以同时从两侧将能量传递到接触点区域。这对于更快地形成焊接点，或者在激光束在玻璃中的吸收深度小和/或玻璃中的热导率低到以至于很难用一个光束有效地产生所需的加热的情况下，这可能会很有用。如果在无法从单个激光源获得足够功率的情况下使用两个激光源，则两个光束还允许增加能量的传递。就工作波长或二进制时间特性而言，两个激光源不需要相同。可替代地，两个光束可以经由分束器从单个激光源导出。这样的布置不限于两个光束，可以采用两个以上的光束。对于多激光器的使用(两个或多个光束)，可以将光束引导至预制棒上的公共入射位置或相邻位置，以便将其效果组合在一起(如图15所示)，也可以引导至多个不同的入射位置，使得能够同时焊接多条接触线或沿着同一条接触线的多个间隔开的点。
前述讨论假定光与玻璃发生线性相互作用，玻璃吸收激光以使得激光的能量引起玻璃中的温度升高以产生软化或熔化。然而，本发明在这方面不受限制，可以替代地使用非线性光学方式。为此，用于产生一个或多个激光束的光源是通过参考要粘合的一种或多种玻璃材料的非线性特性而选择的脉冲源，使得脉冲峰值功率、脉冲持续时间和脉冲重复频率的组合提供足够的非线性光学吸收率以产生温升，以便在玻璃材料围绕接触点或接触线的适当尺寸的区域上粘合。非线性光学吸收通常是通过多光子吸收效应发生，并且需要很高的光场强度，这可以使用短或超短光脉冲以及紧密聚焦的激光束来实现。这种聚焦布置能够使热量局部地沉积在其他透明材料中(在线性方式下，特定激光的吸收率可能较低)。
因此，要使用非线性光学吸收进行粘合，应将激光束的焦点定位在预定的粘合位置处或附近(因此，在两个要粘合的管之间的界面处的接触点或接触线处或周围)将热量定位在需要的地方。因此，玻璃在粘合位置处熔化，同时最小化或防止其他地方的发热。这对于避免玻璃材料的其他部分中可能不希望的热效应可能是有利的。
此外，在非线性吸收方式中，有可能在没有热效应或除了热效应的情况下产生粘合，这通过光电离效应(可能包括离子转移或烧蚀)发生。
为了通过非线性吸收效应(热和非热)进行粘合，可以使用可产生毫微微秒、皮秒或纳秒级脉冲的激光器，其峰值脉冲功率应在10kW、100kW或100MW或者更高或以上。此外，激光器在玻璃材料中的工作波长的线性光吸收率可以相对较低，例如1dB/m或更小，0.1dB/m或更小，0.01dB/m或更小，0.001dB/m或更小，甚至更低。因此，与线性吸收方式相比，在选择激光源时可以提供更大的灵活性，而在线性吸收方式中，激光波长应与玻璃的特性相匹配，以实现有效吸收并足够的温度提高。
因此，可以根据引导至预制棒以供玻璃吸收的激光束的特性，即激光特性是否引起线性或非线性光学吸收，通过热效应(加热)使玻璃的一部分软化或熔化和/或通过非热效应(包括光电离和烧蚀)来实现玻璃的粘合。对于所有选项，能量都是通过激光束传递到两根相邻(接触)管之一或两根的玻璃上，从而使两根管的玻璃在接触点或沿接触线熔合在一起，以提供所需的粘合体。尽管可以通过激光能量(加热、熔化、软化、电离等)在玻璃中引起各种物理效应，但仍可以产生将两个相邻玻璃表面粘合或合并的理想结果。两根管的玻璃可以聚结以形成粘合体。
假如考虑到由非线性方式产生的高度局部化效应来正确地定位激光束的焦点，则上面描述的用于定位玻璃管和施加激光束的各种构造也与使用非线性光学吸收进行粘合有关。
尽管上面已经提到了外管和毛细管的尺寸和壁厚的一些特定示例，但是实施例在这方面不受限制。可以用其制造预制棒的管的这些参数的一些典型示例包括(但不限于)直径最大为30mm(使外管12的外径为30mm)的光纤预制棒，其壁厚为最多2mm，并且外径最大为10mm、壁厚最大为2mm的主毛细管与外径最大为7mm、壁厚最大为2mm的副毛细管嵌套。也可以使用其他直径和厚度的管和毛细管替代。
用于抗谐振空心光纤的预制棒可以包括任何数量的主毛细管，在主毛细管内部嵌套或不嵌套副毛细管，以及可选地，在副毛细管内部嵌套其他毛细管。结构不限于本申请所述的示例，并且本申请公开的方法适用于用于抗谐振空心光纤的预制棒的所有和任何构造，以及适用于包含在这种预制棒中的元件，例如要在单独的后期阶段并入外管中的一组嵌套的毛细管。而且，该方法可适用于制造用于包括空心管状元件的其他光纤的预制棒。
图11示出了根据本公开的示例性方法中的步骤的流程图。在第一步骤S1中，提供用于由玻璃材料制成的预制棒的外管。在步骤S2中，提供也由玻璃制成并且直径小于外管的主毛细管。在步骤S3中，将主毛细管定位在外管内部，紧靠外管的内表面并且沿着管之间的平行于两根管的纵轴线的接触线。然后，可选地，在步骤S4中，可以添加也由玻璃制成并且具有比主毛细管小的直径的副毛细管，该副毛细管抵靠其内表面定位在主毛细管内部并且与接触线对准。可替代地，通过首先将副毛细管定位在主毛细管内，然后将主毛细管定位在外管内，可以颠倒定位动作。
在步骤S5中，沿接触线在一个或多个位置处将激光束引导至外管上，以传递能量来加热接触线附近的玻璃而使其软化，并且一旦玻璃冷却并硬化就使玻璃管能够沿着接触线粘合在一起。然后可以在步骤S6中重复步骤S2至S5，以沿着围绕外管的圆周与第一接触线间隔开的接触线将其他主毛细管(和可选的副毛细管)固定在外管内部。最后，步骤S7允许重复步骤S6，直到将所需数量的毛细管粘合在外管内部，并根据所需光纤的所需设计围绕周向间隔开。因此，制造了这样一种预制棒，其可以被拉伸以形成细长条或光纤。
呈现本申请所述的各种实施例仅是为了帮助理解和教导要求保护的特征。提供这些实施例仅作为实施例的代表性示例，并且不是穷举的和/或排他的。应当理解，本申请所述的优点、实施例、示例、功能、特征、结构和/或其他方面不应被认为是对权利要求所限定的本发明范围的限制或对权利要求的等同物的限制，在不背离所要求保护的发明范围的情况下，可以利用其他实施例并且可以进行修改。除了本申请具体描述的那些内容之外，本发明的各种实施例可以适当地包括所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、装置等的适当组合，由或基本上由所公开的元件、部件、特征、零件、步骤、装置等的适当组合组成。另外，本公开可以包括当前未要求保护但将来可能要求保护的其他发明。
参考文献
[1]J.R.Hayes,S.Sandoghchi,T.D.Bradley,Z.Liu,R.Slavík,M.A.Gouveia,N.V.Wheeler,G.T.Jasion,Y.Chen,E.Numkam-Fokoua,M.N.Petrovich,D.J.Richardsonand F.Poletti,"Antiresonant hollow core fiber with octave spanning bandwidthfor short haul data communications,"Optical Fiber Communication ConferencePostdeadline Papers(Optical Society of America,2016),p.Th5A.3.
[2]A.N.Kolyadin,A.F.Kosolapov,A.D.Pryamikov,A.S.Biriukov,V.G.Plotnichenko and E.M.Dianov,"Light transmission in negative curvaturehollow core fiber in extremely high material loss region,"Opt.Express 21(8),9514-9519(2013).
[3]W.Belardi and J.C.Knight,"Hollow antiresonant fibers with reducedattenuation,"Opt.Lett.39(7),1853-1856(2014).
[4]M.Michieletto,J.K.
Figure BDA0002354320060000241
C.Jakobsen,J.
Figure BDA0002354320060000242
O.Bang andT.T.Alkeskjold,"Hollow-core fibers for high power pulse delivery,"Opt.Express24(7),7103-7119(2016).
[5]B.Debord,A.Amsanpally,M.Chafer,A.Baz,L.Vincetti,J-M.Blondy,F.Gerome and F.Benabid,"7.7dB/km losses in inhibited coupling hollow-corephotonic crystal fibers,"CLEO 2016(San Jose,USA),OSA Technical Digest(online)(Optical Society of America,2016),paper JTh4C.
[6]S.R.Sandoghchi,M.N.Petrovich,D.R.Gray,Yong Chen,N.V.Wheeler,T.D.Bradley,N.H.L.Wong,G Jasion,J.R.Hayes,E.Numkam Fokoua,M.Botelho Alonso,S.M.Abokhamis Mousavi,D.J.Richardson,F.Poletti,"Optical side scatteringradiometry for high resolution,wide dynamic range longitudinal assessment ofoptical fibers,"Opt.Express 23(21),27960-27974(2015).
[7]W.Belardi,"Design and properties of hollow antiresonant fibers forthe visible and near infrared spectral range,"J.Lightwave Technol.33(21),4497-1503(2015).
[8]A.F.Kosolapov,G.K.Alagashev,A.N.Kolyadin,A.D.Pryamikov,A.S.Biryukov,I.A.Bufetov and E.M.Dianov,"Hollow-core revolver fibre with adouble-capillary reflective cladding,"Quantum Electron.46(3),267-270(2016).
[9]A.D.McLachlan and F.P.Meyer,"Temperature dependence of theextinction coefficient of fused silica for CO2 laser wavelengths,"Appl.Opt.26,1728-1731(1987).

Claims (30)

1.一种制作光纤预制棒的方法，包括：
提供空心玻璃外管；
提供空心主毛细玻璃管，其外径小于所述外管的内径；
将所述主毛细管定位在所述外管内部，使得所述主毛细管的外表面沿着平行于所述主毛细管和所述外管的纵轴线的接触线抵靠所述外管的内表面；以及
通过将激光束引导至所述外管或所述主毛细管的在与所述接触线对准的一个或多个位置处的表面上，来将所述主毛细管粘合到其在所述外管内部的位置上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光束沉积热能以引起至少所述外管或所述主毛细管的玻璃软化，从而能够进行粘合。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述激光束在所述玻璃中经历线性光学吸收。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述激光束在所述玻璃中经历非线性光学吸收。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述激光束在所述玻璃中经历非线性光学吸收，以产生光电离以实现所述粘合。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：
提供空心副毛细玻璃管，其外径小于所述主毛细管的内径；并且
在引导激光束之前，将副毛细管定位在所述主毛细管内，使得所述副毛细管的外表面与所述接触线径向对准地抵靠在所述主毛细管的内表面上，
其中引导激光束以将所述主毛细管和所述副毛细管两者粘合到它们的位置上。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括：
在引导激光束之后，沿着与所述接触线成角度地间隔开的另一接触线将另一主毛细管定位在所述外管内部，从而使所述主毛细管和所述另一主毛细管彼此间隔开，
可选地将另一副毛细管与所述另一接触线径向对准地定位在所述另一主毛细管内；并且
引导激光束以将所述另一主毛细管粘合就位，并且如果包括所述另一副毛细管，则也将所述另一副毛细管粘合就位。
8.根据权利要求6所述的方法，其中：
所述定位包括：将所述主毛细管插入所述外管中并且可选地将所述副毛细管插入所述主毛细管中；并且以水平定向支撑所述外管，使得一个或多个毛细管在重力作用下将自身定向在所述外管内部的最低点处。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：将一对磁吸元件中的一个放置在最内侧的毛细管内；并且将所述一对磁吸元件中的第二个竖向地布置在所述外管的下方，以使得在所述一对磁吸元件之间的磁力协助重力而将毛细管定向在最低点处。
10.根据权利要求6所述的方法，其中：
所述定位包括：将所述主毛细管插入所述外管中并且可选地将所述副毛细管插入所述主毛细管中；将一对磁吸元件中的一个放置在最内侧的毛细管内；并且将所述一对磁吸元件中的第二个布置在与所述接触线径向对准的外管外侧，以使得所述一对磁吸元件之间的磁力将一个或多个毛细管沿所述接触线拉动就位。
11.根据权利要求1的方法，还包括：
用旋转台保持所述外管；并且
在引导激光束的步骤之后，使所述外管绕其纵轴线旋转，以在进行激光束相对于下一条接触线的进一步定位和进一步引导之前，使所述下一条接触线与激光束对准。
12.根据权利要求6所述的方法，其中：
所述定位包括：将所述主毛细管插入所述外管中并且可选地将所述副毛细管插入所述主毛细管中；并且沿水平定向支撑最内侧的毛细管，以便剩余的一个或多个管在重力作用下从最内侧的管悬挂。
13.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述定位包括施加填充材料以在聚焦激光束的引导期间将一个或多个毛细管支撑就位。
14.根据权利要求1所述的方法，其中引导激光束包括将激光束引导至所述外管的外表面上。
15.根据权利要求1所述的方法，其中引导激光束包括将激光束引导至一毛细管或所述毛细管的内表面上。
16.根据权利要求15所述的方法，包括将所述激光束在所述外管内部纵向引导至所述外管内部的光学引导元件上，所述光学引导元件被构造为将所述光束转向所述接触点。
17.根据权利要求1所述的方法，其中将激光束引导到与所述接触线对准的一个或多个位置处包括：将激光束引导到沿着所述接触线间隔开的两个或更多个离散位置处。
18.根据权利要求1所述的方法，其中将激光束引导到与所述接触线对准的一个或多个位置包括：沿着所述接触线连续地引导激光束。
19.根据权利要求17或权利要求18所述的方法，包括使用平移台来提供平行于所述外管与所述激光束之间的接触线的相对线性移动，以将所述激光束定位成将所述激光束引导到所述一个或多个位置处。
20.根据权利要求1所述的方法，还包括：
提供附加空心玻璃外管，其内径大于所述外管的外径；
将所述外管定位在所述附加外管内，使得所述外管的外表面沿着作为所述接触线的另一接触线抵靠在所述附加外管的内表面上；并且
将激光束引导至所述附加外管或所述外管的在与所述另一接触线对准的一个或多个位置处的表面上，以将所述外管粘合到其在所述附加外管内部的位置上。
21.根据权利要求1所述的方法，其中引导激光束包括聚焦激光束并且将焦点定位成与所述接触线重合。
22.根据权利要求1所述的方法，包括与所述接触线径向对准地引导所述激光束。
23.根据权利要求1所述的方法，包括与所述接触线的径向对准成角度地间隔开地引导激光束。
24.根据权利要求1所述的方法，包括：在引导所述激光束的同时，将第二激光束引导到所述一个或多个位置处或其附近。
25.根据权利要求1所述的方法，其中所述玻璃包括二氧化硅，并且所述激光束的波长为10.6μm。
26.一种制造空心光纤或用于空心光纤的细长条的方法，包括：
根据权利要求1至25中任一项所述的方法制造光纤预制棒；以及
在加热的情况下将预制棒拉制成光纤或细长条的所需直径。
27.一种根据权利要求1至26中任一项所述的方法制造的光纤预制棒。
28.一种用于光纤的预制棒，包括：空心玻璃外管；以及多个空心主毛细玻璃管，其外径小于所述外管的内径，每个主毛细管通过沿着平行于所述外管和所述主毛细管的纵轴线的接触线的一个或多个激光焊接点粘合到所述外管的内表面上，使得所述主毛细管围绕所述外管的圆周彼此间隔开。
29.根据权利要求28所述的用于光纤的预制棒，还包括：
多个空心副毛细玻璃管，其外径小于所述主毛细管的内径，每个副毛细管通过一个或多个激光焊接点粘合到所述主毛细管的内表面上。
30.一种空心光纤或用于空心光纤的细长条，其通过拉伸根据权利要求28或权利要求29所述的预制棒而制造。
CN201880044747.3A 2017-07-05 2018-07-04 用于制造光纤预制棒的方法 Active CN110831906B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1710813.5 2017-07-05
GBGB1710813.5A GB201710813D0 (en) 2017-07-05 2017-07-05 Method for fabricating an optical fibre preform
PCT/GB2018/051877 WO2019008352A1 (en) 2017-07-05 2018-07-04 METHOD FOR MANUFACTURING OPTICAL FIBER PREFORM

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110831906A CN110831906A (zh) 2020-02-21
CN110831906B true CN110831906B (zh) 2022-07-19

Family

ID=59592589

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880044747.3A Active CN110831906B (zh) 2017-07-05 2018-07-04 用于制造光纤预制棒的方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US11964899B2 (zh)
EP (1) EP3649090B1 (zh)
JP (1) JP6910486B2 (zh)
CN (1) CN110831906B (zh)
DK (1) DK3649090T3 (zh)
GB (1) GB201710813D0 (zh)
WO (1) WO2019008352A1 (zh)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110537144B (zh) * 2017-01-09 2023-04-25 马克斯-普朗克科学促进协会 宽带光源装置和产生宽带光脉冲的方法
GB2601918B (en) 2018-08-08 2023-02-22 Univ Southampton Hollow core optical fibre
CN109283612B (zh) * 2018-11-13 2019-04-26 北京航空航天大学 一种基于嵌套支撑环的空芯反谐振光纤及其设计方法
GB2583352B (en) * 2019-04-24 2023-09-06 Univ Southampton Antiresonant hollow core fibre, preform therefor and method of fabrication
EP3766840A1 (de) * 2019-07-17 2021-01-20 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung einer hohlkernfaser und zur herstellung einer vorform für eine hohlkernfaser
EP3766848B1 (de) * 2019-07-17 2022-03-02 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung einer hohlkernfaser und zur herstellung einer vorform für eine hohlkernfaser
EP3766845A1 (de) 2019-07-17 2021-01-20 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung einer hohlkernfaser und zur herstellung einer vorform für eine hohlkernfaser
EP3766847A1 (de) * 2019-07-17 2021-01-20 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung einer hohlkernfaser und zur herstellung einer vorform für eine hohlkernfaser
EP3766851A1 (de) 2019-07-17 2021-01-20 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung einer hohlkernfaser und zur herstellung einer vorform für eine hohlkernfaser
EP3766849A1 (de) * 2019-07-17 2021-01-20 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung einer hohlkernfaser und zur herstellung einer vorform für eine hohlkernfaser
EP3766842A1 (de) * 2019-07-17 2021-01-20 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung einer hohlkernfaser und zur herstellung einer vorform für eine hohlkernfaser
EP3766850A1 (de) * 2019-07-17 2021-01-20 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung einer hohlkernfaser und zur herstellung einer vorform für eine hohlkernfaser
CN113126199B (zh) * 2019-12-31 2023-06-27 武汉光谷长盈通计量有限公司 一种空心内悬挂芯光纤及其制造方法
CN111458787B (zh) * 2020-04-24 2021-07-30 燕山大学 一种单模单偏振空芯负曲率光纤
CN111474628B (zh) * 2020-05-10 2021-12-28 暨南大学 一种保偏空芯反谐振光纤
EP4011840A1 (de) * 2020-12-09 2022-06-15 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung einer vorform einer antiresonanten-hohlkernfaser
EP4015475A1 (de) 2020-12-17 2022-06-22 Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG Verfahren zur herstellung einer vorform für eine antiresonanten hohlkernfaser mit verschachtelten kapillaren, vorform und zwischenprodukt
US11555958B2 (en) 2021-04-01 2023-01-17 Saudi Arabian Oil Company Nested anti-resonant nodeless optical fiber and subsurface system using the same
US11585976B2 (en) 2021-04-01 2023-02-21 Saudi Arabian Oil Company Optical fiber with corrugations
CN113900183B (zh) * 2021-10-15 2022-07-15 西安邮电大学 一种基于双芯负曲率光纤的太赫兹偏振分束器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4410346A (en) * 1980-09-17 1983-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing distributor and mixer elements for optical communication technology
JPH0859260A (ja) * 1994-08-15 1996-03-05 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd シリカガラス加工品の製造方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4650281A (en) * 1984-06-25 1987-03-17 Spectran Corporation Fiber optic magnetic field sensor
AU2001247240A1 (en) * 2000-03-01 2001-09-12 Heraeus Amersil, Inc. Method, apparatus, and article of manufacture for determining an amount of energy needed to bring a quartz workpiece to a fusion weldable condition
DE10052072B4 (de) * 2000-10-19 2005-06-16 Heraeus Tenevo Ag Verfahren zur Bearbeitung eines langgestreckten hohlzylindrischen Bauteils aus Quarzglas mittels Laserstrahlung
DE10110740A1 (de) * 2001-03-02 2002-09-12 Rolf Rosberg Streifen
US20060005579A1 (en) * 2004-07-08 2006-01-12 Crystal Fibre A/S Method of making a preform for an optical fiber, the preform and an optical fiber
DK1846784T3 (en) * 2004-12-30 2016-10-03 Imra America Inc Fiber with photonic band gap
JP4254716B2 (ja) * 2005-01-27 2009-04-15 日立電線株式会社 レーザエネルギー伝送用光ファイバ及びレーザエネルギー伝送方法並びにレーザエネルギー伝送装置
US7324724B2 (en) * 2005-10-21 2008-01-29 Institut National D'optique Optical fiber devices using component insertion
DE102007008540A1 (de) * 2007-02-21 2008-08-28 Friedrich-Schiller-Universität Jena Verfahren zum Laser-gestützten Bonden, derart gebondete Substrate und deren Verwendung
WO2009077637A1 (en) 2007-12-14 2009-06-25 Corelase Oy Method and device relating to optical fibers
FR2941057B1 (fr) * 2009-01-13 2011-04-22 Univ Claude Bernard Lyon Procede de gainage d'un milieu laser solide et dispositif de mise en oeuvre
US8622625B2 (en) * 2009-05-29 2014-01-07 Corning Incorporated Fiber end face void closing method, a connectorized optical fiber assembly, and method of forming same
WO2012077718A1 (ja) * 2010-12-08 2012-06-14 浜松ホトニクス株式会社 ガラス溶着装置及びガラス溶着方法
US8739574B2 (en) * 2011-09-21 2014-06-03 Polaronyx, Inc. Method and apparatus for three dimensional large area welding and sealing of optically transparent materials
JP2013072963A (ja) * 2011-09-27 2013-04-22 Sumitomo Electric Ind Ltd マルチコア光ファイバの製造方法及びマルチコア光ファイバコネクタの製造方法
US20130331689A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 Poincare Systems, Inc. Rotating shaft containing optical waveguide
EP2754524B1 (de) * 2013-01-15 2015-11-25 Corning Laser Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen Substraten, d.h. Wafer oder Glaselement, unter Verwendung einer Laserstrahlbrennlinie
JP6243641B2 (ja) 2013-07-02 2017-12-06 三菱電線工業株式会社 ガラス構造体の製造方法
US10302858B2 (en) * 2013-10-01 2019-05-28 Raytheon Company Low-latency, hollow-core optical fiber with total internal reflection mode confinement
GB2526879A (en) * 2014-06-06 2015-12-09 Univ Southampton Hollow-core optical fibers
EP3308202B2 (en) * 2015-06-09 2024-10-16 Corelase OY Laser processing apparatus and method and an optical component therefor
DK3136143T3 (en) * 2015-08-26 2020-05-18 Max Planck Gesellschaft Hollow-Core Fibre and Method of Manufacturing Thereof
EP3394650B1 (en) * 2015-12-23 2023-08-09 NKT Photonics A/S Hollow core optical fiber and a laser system
JP2018150184A (ja) * 2017-03-10 2018-09-27 古河電気工業株式会社 光ファイバの製造方法
EP3754389A1 (en) * 2019-06-21 2020-12-23 ASML Netherlands B.V. Mounted hollow-core fibre arrangement
EP4380902A1 (en) * 2021-08-06 2024-06-12 Corning Incorporated Anti-resonant hollow core optical fiber preform and methods of making

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4410346A (en) * 1980-09-17 1983-10-18 Siemens Aktiengesellschaft Method for manufacturing distributor and mixer elements for optical communication technology
JPH0859260A (ja) * 1994-08-15 1996-03-05 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd シリカガラス加工品の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hollow-core revolver fiber with a double-capillary reflective cladding;A.F. Kosolapov, G.K. Alagashev et al.;《Quantum Electronics》;20160329;第46卷(第3期);第267-270页 *

Also Published As

Publication number Publication date
GB201710813D0 (en) 2017-08-16
US11964899B2 (en) 2024-04-23
EP3649090A1 (en) 2020-05-13
CN110831906A (zh) 2020-02-21
JP2020525391A (ja) 2020-08-27
DK3649090T3 (da) 2024-01-22
US20200156987A1 (en) 2020-05-21
JP6910486B2 (ja) 2021-07-28
EP3649090B1 (en) 2023-12-27
WO2019008352A1 (en) 2019-01-10
US20240190754A1 (en) 2024-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110831906B (zh) 用于制造光纤预制棒的方法
EP3353584B1 (en) Beam parameter product (bpp) control by varying fiber-to-fiber angle
US20060005579A1 (en) Method of making a preform for an optical fiber, the preform and an optical fiber
US10668537B2 (en) Systems for and methods of temperature control in additive manufacturing
JP6268977B2 (ja) 屈曲光ファイバの製造方法
TW201617659A (zh) 光學組件及其製造與使用方法
EP1609768A1 (en) Hot formed articles and method and apparatus for hot-forming
US20180281108A1 (en) Dynamic aspect ratio rectangular laser beams
CN116655231A (zh) 一种制备空芯光纤和空芯光纤预制棒的装置及制备方法
CN109928614B (zh) 一种锥形光纤的制备方法
JP2013007959A (ja) 光ファイバの端面処理方法及び光ファイバの端末構造
WO2021044677A1 (ja) 光ファイバ、レーザ生成装置、レーザ加工装置、及び光ファイバの製造方法
US20110052121A1 (en) Fiber ball lens apparatus and method
US11114812B2 (en) Optical tube waveguide lasing medium and related method
Frank et al. Air and silica core Bragg fibers for radiation delivery in the wavelength range 0.6–1.5 μm
JP2013522695A (ja) 機械的に位置合わせされた光学的要素及びその製造方法
CN112351959B (zh) 用于玻璃结构的增材制造方法
JP7553692B2 (ja) マルチコア光ファイバ母材、マルチコア光ファイバ母材の製造方法およびマルチコア光ファイバの製造方法
JP2004264843A (ja) 光機能素子付き光ファイバ、光機能素子付き光ファイバの製造方法及び光機能素子付き光ファイバの製造装置
JP2006010961A (ja) フォトニッククリスタルファイバおよびレーザ加工機
JP2019031423A (ja) シングルコア光ファイバ用母材の製造方法、及び、シングルコア光ファイバの製造方法
WO2017197094A2 (en) Optical tube waveguide lasing medium and related method
JP2004309636A (ja) ガラス構造物の加工方法
JP2016216314A (ja) マルチコアファイバ用母材の製造方法、及び、これを用いたマルチコアファイバの製造方法
CN117023969A (zh) 一种光纤预制棒、模式扰动光纤及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant