CN111025479A - 星型耦合器光纤部件制造工艺及星型耦合器制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及星型耦合器光纤部件制造工艺及星型耦合器制造工艺。其中，星型耦合器光纤部件制造工艺至少包括以下步骤：分别制造光纤部件输入端和光纤部件输出端；其中，光纤部件输入端和光纤部件输出端的制造过程均包括：将一定数量的光纤聚拢成束；对成束光纤进行熔融拉锥处理；将拉锥处理后的成束光纤在熔融成一体的柱体部分切断成两部分，分别得到光纤部件输入端和光纤部件输出端；光纤部件输出端和光纤部件输入端在切断的一端进行熔接，得到光纤部件。采用本发明的制造工艺，通过光纤部件输入端输入的光信号能够在熔接部分均匀混合并平均分散到光纤部件输出端的多根光纤中，保证了光信号的传输质量，提高了星型耦合器的光分配性能。

Description

星型耦合器光纤部件制造工艺及星型耦合器制造工艺
技术领域
本发明涉及一种星型耦合器制造工艺及其光纤部件的制造工艺。
背景技术
换流阀是高压直流输电的核心设备，通常一个直流输电工程的换流阀包括成百上千个晶闸管，每个晶闸管与阀控设备之间的控制信号与状态反馈信号都是靠光纤进行传输的，由于晶闸管数量多、光纤数量多，阀控所对应的光发射管和光接收管数量也多，其成本往往居高不下。为解决这一难题，大部分换流阀都使用了多模星型耦合器，多模星型耦合器的作用是接收阀控设备下发的少量的光控制信号，然后均匀混合后均分成若干等分的、数量众多的光信号去触发对应的晶闸管，这样大大减少了光发射管、光纤的配置，节约了成本。
通常多模星型耦合器设计成n*m形式，即n路光通道输入，m路光通道输出，在直流输电换流阀中常见的有5*16、2*8等类型的多模星型耦合器。将n路输入光均匀混合再均分成m路输出是多模星型耦合器的核心功能，通常称之为“光分配”功能，那么能够将输入光均匀混合且平均分散，是衡量星型耦合器性能和质量的重要指标。
目前的星型耦合器在制造时，多是将多根光纤紧密排布成束，然后对该束光纤的中部进行熔融拉锥，使多根光纤的中部融合为一体，然后即形成中部一体、两端分散成多根的星型耦合器光纤部件，然后将光纤部件的一端中多余的光纤切断，即可形成一端光纤数量多、一端光纤数量少的星型耦合器光纤部件，这种制造工艺虽然工序简单、制造效率高，但是，切断部位会对光在光纤部件的中部一体位置的分散传输产生影响，导致光在输出侧的多个光纤中输出不平均，影响耦合器的光传输性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种星型耦合器光纤部件制造工艺，以解决现有的耦合器光纤部件制造工艺导致的耦合器光传输质量差的问题。同时，本发明还提供了一种加工质量较高的星型耦合器的制造工艺。
本发明的星型耦合器光纤部件制造工艺至少包括以下步骤：
分别制造光纤部件输入端和光纤部件输出端；
其中，光纤部件输入端和光纤部件输出端的制造过程均包括：
将一定数量的光纤聚拢成束；
对成束光纤进行熔融拉锥处理；
将拉锥处理后的成束光纤在熔融成一体的柱体部分切断成两部分，分别得到光纤部件输入端和光纤部件输出端；
光纤部件输出端和光纤部件输入端在切断的一端进行熔接，得到光纤部件。
本发明的星型耦合器光纤部件在分别制造好光纤部件输入端和光纤部件输出端后，将两者熔接形成完整的光纤部件，这样，具有不同数量的光纤的光纤部件输入端和光纤部件输出端能够通过熔接形成一体化结构，通过光纤部件输入端输入的光信号能够在熔接部分均匀混合并平均分散到光纤部件输出端的多根光纤中，保证了光信号的传输质量，提高了星型耦合器的光分配性能。
进一步地，使光纤部件输入端和光纤部件输出端的熔接端面的直径相等。这样能够更好的保证从光纤部件输入端输入的光信号的均匀混合以及向光纤部件输出端分配的光信号更加均匀。
更进一步地，在对光纤部件输入端和光纤部件输出端进行熔融拉锥处理时，使两成束光纤熔融成一体的柱体部分为圆柱结构，且直径相等，这样更便于保证光纤部件输入端和光纤部件输出端熔接端面处的直径相等，光混合和光分配效果更好。
作为另外的优化方案，在切断圆柱部分时，切割面与圆柱部分的轴线之间的夹角在1°以内，这样更好的保证了光信号在光纤部件输入端和光纤部件输出端之间的直线传输，进一步保证光信号在光纤部件输出端内的平均分配。
作为另外的优化方案，构成光纤部件输入端的输入光纤聚拢成的光纤束的截面形状与构成光纤部件输出端的输出光纤聚拢成的光纤束的截面形状相同。这样更便于光纤部件输出端和光纤部件输入端之间吻合熔接。
更为优化地，在制造光纤部件输入端和光纤部件输出端时，均将多根光纤紧密排布成正多边形光纤束。将多跟光纤聚拢成正多边形，能够使多更光纤更为紧密的贴合在一起，有助于多个输入光纤的光信号更好的混合。
更为优化地，在制造光纤部件输入端和光纤部件输出端时，均将光纤排布成正六边形光纤束。正六边形光纤束不仅便于排布，而且各根光纤的聚拢效果较好。
本发明的星型耦合器的制造工艺至少包括以下步骤：
制造星型耦合器光纤部件；
将制造好的星型耦合器光纤部件安装在壳体内；
其中，星型耦合器光纤部件的制造工艺包括以下步骤：
分别制造光纤部件输入端和光纤部件输出端；
其中，光纤部件输入端和光纤部件输出端的制造过程均包括：
将一定数量的光纤聚拢成束；
对成束光纤进行熔融拉锥处理；
将拉锥处理后的成束光纤在熔融成一体的柱体部分切断成两部分，分别得到光纤部件输入端和光纤部件输出端；
光纤部件输出端和光纤部件输入端在切断的一端进行熔接，得到光纤部件。
本发明的星型耦合器光纤部件在分别制造好光纤部件输入端和光纤部件输出端后，将两者熔接形成完整的光纤部件，这样，具有不同数量的光纤的光纤部件输入端和光纤部件输出端能够通过熔接形成一体化结构，通过光纤部件输入端输入的光信号能够在熔接部分均匀混合并平均分散到光纤部件输出端的多根光纤中，保证了光信号的传输质量，提高了星型耦合器的光分配性能。
进一步地，使光纤部件输入端和光纤部件输出端的熔接端面的直径相等。这样能够更好的保证从光纤部件输入端输入的光信号的均匀混合以及向光纤部件输出端分配的光信号更加均匀。
更进一步地，在对光纤部件输入端和光纤部件输出端进行熔融拉锥处理时，使两成束光纤熔融成一体的柱体部分为圆柱结构，且直径相等，这样更便于保证光纤部件输入端和光纤部件输出端熔接端面处的直径相等，光混合和光分配效果更好。
作为另外的优化方案，在切断圆柱部分时，切割面与圆柱部分的轴线之间的夹角在1°以内，这样更好的保证了光信号在光纤部件输入端和光纤部件输出端之间的直线传输，进一步保证光信号在光纤部件输出端内的平均分配。
作为另外的优化方案，构成光纤部件输入端的输入光纤聚拢成的光纤束的截面形状与构成光纤部件输出端的输出光纤聚拢成的光纤束的截面形状相同。这样更便于光纤部件输出端和光纤部件输入端之间吻合熔接。
作为另外的优化方案，在制造光纤部件输入端和光纤部件输出端时，均将多根光纤紧密排布成正多边形光纤束。将多跟光纤聚拢成正多边形，能够使多更光纤更为紧密的贴合在一起，有助于多个输入光纤的光信号更好的混合。
更为优化地，在制造光纤部件输入端和光纤部件输出端时，均将光纤排布成正六边形光纤束。正六边形光纤束不仅便于排布，而且各根光纤的聚拢效果较好。
在将星型耦合器光纤部件安装到壳体内时，对熔接点进行涂覆粘接防护胶后，使用导热材料进行封装。这样能够对壳体内的光纤部件起到更好的防护和固定。
附图说明
图1为本发明的星型耦合器光纤部件制造工艺的原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
本发明的星型耦合器制造工艺的具体实施例1：
星型耦合器主要包括壳体以及安装在壳体内的光纤部件，其中，光纤部件包括光纤部件输入端和与光纤部件输入端熔接成一体的光纤部件输出端，光纤部件输入端包括多个输入光纤，光纤部件输出端包括多根输出光纤，且输出光纤的数量大于输入光纤的数量。壳体上安装有分别与输入光纤和输出光纤连接的光纤接头，以在分别与光输入设备和光输出设备连接。
星型耦合器在制造时，主要包括制造星型耦合器光纤部件的步骤和将制造好的星型耦合器光纤部件安装在壳体内的步骤。其中，星型耦合器制造方法如图1所示，首先分别制造光纤部件输入端和光纤部件输出端。光纤部件输入端和光纤部件输出端的制造过程大致相同，以下先以光纤部件输入端的制造过程为例进行说明。由于星型耦合器型号有多种，不同型号的输入、输出光纤的数量也不相同，以下5*16星型耦合器为例进行说明。
光纤部件输入端在制造时，现将7根输入光纤聚拢成正六边形光纤束，然后在光纤束的中部位置进行熔融拉锥处理，使中部位置形成熔融为一体的圆柱段，然后在圆柱段将成束的输入光纤切断，得到两部分结构相同的、一端熔融成一体、一端包括7根独立光纤的光纤部件输入端。
光纤部件输出端在制造时，大致过程与以上描述的光纤部件输入端的制造过程相同，不同的是，输出光纤的数量要大于输入光纤的数量，即本实施例中，将19根输出光纤聚拢成正六边形光纤束，然后再进行后续的熔融拉锥及切断处理。
在将光纤部件输入端和光纤部件输出端制造完成之后，将光纤部件输入端和光纤部件输出端的切断面熔接在一起，即制成本发明的星型耦合器的光纤部件。
以上步骤中，需要说明的是，在对成束的输入光纤和成束的输出光纤进行拉锥处理时，使输入光纤和输出光纤熔融形成的圆柱段的直径相等，这样在将成束的输入光纤和成束的输出光纤切断后，形成的光纤部件输入端和光纤部件输出端的两圆形切断面的直径相等，这样在光纤部件输入端和光纤部件输出端熔接后，两者的熔接部位构成直径一致的圆柱结构，这样便于各根输入光纤输入的光信号在该段位置充分混合，也便于充分混合后的光信号均匀分配到各根输出光纤中去。
此外，优选地，在将成束的输入光纤熔融成一体的圆柱段以及成束的输出光纤熔融成一体的圆柱段进行切断处理时，尽可能的使切断面为垂直于圆柱段轴线的平面，这样在光纤部件输入端和光纤部件输出端进行熔接时，两者之间的熔接质量更高，且光信号在熔接位置传输时损耗较小。本实施例中，特别地，使切断面与圆柱段轴线之间的夹角小于1°。
在制成星型耦合器光纤部件后，将光纤部件的熔接位置涂覆粘接防护胶，以对该位置起到防护作用，且能够方便的粘接固定到壳体中，然后在光纤部件的输入光纤和输出光纤的端部分别连接光纤插头，并将光纤插头安装在壳体上，再将光纤部件通过导热材料进行封装并安装在壳体内即可。
采用本发明的星型耦合器制造工艺，能够制造成传输质量较高的星型耦合器光纤部件，保证了光信号在耦合器内的传输质量，提升了耦合器的使用性能。
当然，本发明的星型耦合器制造工艺并不仅限于上述实施方式，以下提供几种优选的其他实施方式。
例如，在其他实施方式中，在对成束的输入光纤和成束的输出光纤进行熔融拉锥处理时，也可使两者形成的熔融成一体的部分为中间细、两端粗的结构形式，在切断后，形成的光纤部件输入端和光纤部件输出端的熔融成一体的部分为锥形，只需保证光纤部件输入端和光纤部件输出端在熔接端面处的直径相等即可。当然，在其他实施方式中，光纤部件输入端和光纤部件输出端在熔接端面处的直径也可以不等，但尽量使两者的尺寸相差在较小的范围内。
再例如，在其他实施方式中，输入、输出光纤聚拢成的光纤束也可以为其他正多边形，例如正方形或正五边形或正八边形等；再或者，输入光纤和输出光纤聚拢成的光纤束的截面形状也可以不相同，例如一个为正六边形、一个为正方形，或者，一个为近似圆形、一个为近似椭圆形；再或者，两者的截面形状均为不规则形状。
本发明的星型耦合器光纤部件制造工艺的实施例：其具体制造工艺已在上述的各种星型耦合器制造工艺的实施例中进行了说明，此处不再赘述。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种星型耦合器光纤部件制造工艺，其特征是，至少包括以下步骤：
分别制造光纤部件输入端和光纤部件输出端；
其中，光纤部件输入端和光纤部件输出端的制造过程均包括：
将一定数量的光纤聚拢成束；
对成束光纤进行熔融拉锥处理；
将拉锥处理后的成束光纤在熔融成一体的柱体部分切断成两部分，分别得到光纤部件输入端和光纤部件输出端；
光纤部件输出端和光纤部件输入端在切断的一端进行熔接，得到光纤部件。
2.根据权利要求1所述的星型耦合器光纤部件制造工艺，其特征是，使光纤部件输入端和光纤部件输出端的熔接端面的直径相等。
3.根据权利要求2所述的星星耦合器光纤部件制造工艺，其特征是，在对光纤部件输入端和光纤部件输出端进行熔融拉锥处理时，使两成束光纤熔融成一体的柱体部分为圆柱结构，且直径相等。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的星型耦合器光纤部件制造工艺，其特征是，在切断圆柱部分时，切割面与圆柱部分的轴线之间的夹角在1°以内。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的星型耦合器光纤部件制造工艺，其特征是，构成光纤部件输入端的输入光纤聚拢成的光纤束的截面形状与构成光纤部件输出端的输出光纤聚拢成的光纤束的截面形状相同。
6.根据权利要求5任意一项所述的星型耦合器光纤部件制造工艺，其特征是，在制造光纤部件输入端和光纤部件输出端时，均将多根光纤紧密排布成正多边形光纤束。
7.根据权利要求6所述的星型耦合器光纤部件制造工艺，其特征是，在制造光纤部件输入端和光纤部件输出端时，均将光纤排布成正六边形光纤束。
8.一种星型耦合器制造工艺，其特征是，至少包括以下步骤：
制造星型耦合器光纤部件；
将制造好的星型耦合器光纤部件安装在壳体内；
其中，星型耦合器光纤部件的制造工艺为权利要求1-7中任意一项所述的制造工艺。
9.根据权利要求8所述的星型耦合器制造工艺，其特征是，在将星型耦合器光纤部件安装到壳体内时，对熔接点进行涂覆粘接防护胶后，使用导热材料进行封装。
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