CN112596164B - 一种光纤熔融拉锥机及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤熔融拉锥机及其使用方法，拉锥机包括光开关、光功率计、氢氧喷嘴和XYZ三方向喷嘴运送机构，所述光开关为非机械式光开关；所述光功率计同时对两个波长光的功率值进行采样，检测其分光比；所述熔融拉锥机通过检测分光比确定拉锥结束时间，当分光比CR(λ1)≥CR(1)且分光比CR(λ2)≤CR(2)时结束拉锥。该拉锥机使用非机械式开关，用电或磁驱动光路实现常开或常闭的光路转换，提高了光开关的使用寿命和转换速度，实现了快速的计算并显示分光比和损耗；且通过检测两个波长的分光比确定拉锥的停止时间，提高了一次拉锥的成功率，也缩短了制造时间并提高了产品的可靠性。
Description
技术领域
本发明属于光纤加工设备领域，具体涉及一种光纤熔融拉锥机及其使用方法。
背景技术
光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具,其传输原理是“光的全反射”。光纤在传输过程中需要分光，需要将两根或多根光纤进行熔融，生产熔锥式耦合器。目前光纤熔融拉锥都使用熔融拉锥机，熔融拉锥机一般由光开关，光功率计，氢氧喷嘴和XYZ三方向运送喷嘴的机械结构，使光纤结合可拉伸回复的精密平台，熔拉后用基板和环氧树脂胶来固定耦合区的包装装置。
目前熔融拉锥机的光开关都为机械开关，使用寿命短，且控制熔拉结束的时间是通过检测一个波长的分光比，当达到特定的分光比时停止拉锥，还可以根据拉制的周期长度等来控制分波，制做波分复用器。
发明内容
本发明提供了一种光纤熔融拉锥机及其使用方法，该设备的使用可以提高设备的使用寿命并提高了一次熔拉的合格率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种光纤熔融拉锥机，包括光开关、光功率计、氢氧喷嘴和XYZ三方向喷嘴运送机构，所述光开关为非机械式光开关；所述光功率计同时对两个波长光的功率值进行采样，检测其分光比；所述熔融拉锥机通过检测分光比确定拉锥结束时间，当分光比CR(λ1)≥CR(1)且分光比CR(λ2)≤CR(2)时结束拉锥。
优选的，所述熔融拉锥机包括包装装置。
优选的，所述非机械式光开关为磁光光开关或电光光开关。
优选的，所述拉锥结束时间以分光比CR(λ1)＞CR＞CR(λ2)进行确定。
优选的，所述分光比计算方式为：和。
优选的，所述P1(λ1)、P1(λ2)、P2(λ1)、P2(λ2)的功率值采取3次平均，计算公式为：、/>、/>、。
优选的，所述熔融拉锥机同时计算光纤损耗。
优选的，所述光纤损耗EL的计算公式为：和/>；所述P01和P02采取10次平均值的计算方式：/>和/>。
优选的，所述使用方法包括如下步骤：
光纤准备：剥纤、清洁剥纤区、测功率、主路光纤放入光纤平行槽；
预拉：火炬前进、采用并计算P01(λ1)、P01(λ2)、火炬退回；
主路光纤和辅路光纤入槽，并检测辅路光纤功率；
拉伸：火炬再次前进、到熔拉光纤上方开始计火进延迟（0-n秒）后拉伸开始，并不停转换光开关不断采样光纤损耗、分光比并显示，直到包装结束重新启动为止、当分光比CR(λ1)≥CR(1)（预设定）且CR(λ2)≤CR(2)（预设定）时火炬退出、计时火退延迟（预设定）、拉伸停止。
优选的，所述使用方法还包括包装操作：
将封装基板固定、前进至光纤下方、上升使光纤入槽、加胶、固化、退出、去除耦合器、包装退出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.使用非机械式开关，用电或磁驱动光路实现常开或常闭的光路转换，提高了光开关的使用寿命和转换速度，实现了快速的计算并显示分光比和损耗；
2.通过检测两个波长的分光比确定拉锥的停止时间，提高了一次拉锥的成功率，也缩短了制造时间并提高了产品的可靠性。
通过以下对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
具体实施方式
下面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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
本发明提供一种技术方案：光纤熔融拉锥机包括有光开关，光功率计，氢氧喷嘴和XYZ三方向运送喷嘴的机械结构。所述光开关为非机械式，非机械式开关的转换速度快，以使常开常闭二种状态下采样λ1和λ2的光功率，并使计算和显示损耗及分光比的速度优于人的视觉惯性成为可能，并且由于没有机械部件等运动部件，开关寿命也可达到几十年的程度。所述光功率计可以同时对两个波长光的功率值进行采样，检测其分光比，通过检测的分光比达到特定的范围来结束拉锥操作，这是由于λ1的分光比是向大的方向发展，时间越长分光越高，反之λ2的分光比向小的方向发展，时间越长分光比越小，所以对于双通道带宽耦合器而言，只要设定分光比CR(λ1)≥CR(1)且分光比CR(λ2)≤CR(2)时就结束拉锥，其中CR(λ1)为λ1波长下的分光比，CR(λ2)为λ2波长下的分光比，而CR(1)和CR(2)为提前根据要求进行设定的固定分光比值，加工不同要求的产品时选择不同的设定值，当两个值都达到设定范围时即可停止拉锥。
拉锥机包括的XYZ三方向运送喷嘴的机械结构是为了使光纤结合可拉伸回复的精密平台，而拉锥机后端还包括有包装装置，即熔拉后用基板和环氧树脂胶来固定耦合区的包装装置，以上这些都可以按工艺要求由电脑和软件控制。
拉锥结束的时间通过设定CR(1)和CR(2)来决定，但当CR(1)和CR(2)设定为相同值时，熔融拉锥结束时间以分光比CR(λ1)＞CR＞CR(λ2)进行确定。
分光比计算方式为：和/>，其中P1(λ1)、P1(λ2)、P2(λ1)、P2(λ2)是拉锥机检测并通过3次平均技术而来，其计算公式为、/>、/>、。
使用该熔融拉锥机除了可以检测分光比来确定结束拉锥时间外，还可以检测光纤损耗，其计算公式为：和，而其中的P01和P02采取10次平均值的计算方式：/>和/>。
以上分光比和光纤损耗中各参数的获取方式：在制作λ1和λ2的双通道宽带耦合器时，主路光纤有预拉，在预拉火炬前进时，经t1（t1一般为0.1秒）时采取并记录P01（λ1）的数值，过t2（一般为0.1秒）后采取并记录P02（λ2）的数值，在制作波分复用器时，例如1310nm/1550nm时，也采取同样的方法获取P01（λ1）和P02（λ2），而在启动t3（例如0.5秒）后，光开关40毫秒转换一次并记录P1(λ1)，P2(λ1)，P1(λ2)，P2(λ2)的数值。
使用上述熔融拉锥机进行拉锥操作时，进行以下操作步骤：
光纤准备：包括先剥纤，并将剥纤区进行清洁，然后检测功率并将主路光纤放入光纤平行槽中；
预拉：氢氧喷嘴产生的火炬在XYZ三方向喷嘴运送机构的作用下前进，然后采样并计算P01(λ1)和P01(λ2)，采样完成后火炬退回；
将主路光纤和辅路光纤入槽，并检测辅路光纤的功率；
拉伸：控制火炬再次前进，到熔拉光纤上方开始计火进延迟（0-n秒）后拉伸开始，并不停转换光开关不断采样分光比和光纤损耗，并进行显示，直到包装结束重新启动为止，设定当分光比CR(λ1)≥CR(1)（预设定）且CR(λ2)≤CR(2)（预设定）时火炬退出，并设定计时火退延迟（预设定），到达时间后拉伸停止。
拉伸结束后，在熔融拉锥机后端的包装部分可实现如下的包装操作，将封装基板进行固定后将其前进至光纤下方，上升使光纤入槽，然后加胶，待胶固化后退出并去除耦合器，放入外包装内即可。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种光纤熔融拉锥机的使用方法，熔融拉锥机包括光开关、光功率计、氢氧喷嘴和XYZ三方向喷嘴运送机构，其特征在于：所述光开关为非机械式光开关；所述光功率计同时对两个波长光的功率值进行采样，检测其分光比；所述熔融拉锥机通过检测分光比确定拉锥结束时间，对于双通道带宽耦合器而言， CR(λ1)为λ1波长下的分光比，CR(λ2)为λ2波长下的分光比，而CR(1)和CR(2)为提前根据要求进行设定的固定分光比值，加工不同要求的产品时选择不同的设定值，当两个值都达到设定范围时即可停止拉锥，当CR(1)和CR(2)不相同时，分光比CR(λ1)≥CR(1)且分光比CR(λ2)≤CR(2)时结束拉锥，当CR(1)和CR(2)设定为相同值CR时，熔融拉锥结束时间以分光比CR(λ1)＞CR＞CR(λ2)进行确定；所述分光比计算方式为：和/>；光纤熔融拉锥机的使用方法包括如下步骤：
光纤准备：剥纤、清洁剥纤区、测功率、主路光纤放入光纤平行槽；
预拉：火炬前进、采集并计算P01(λ1)、P01(λ2)、火炬退回；
主路光纤和辅路光纤入槽，并检测辅路光纤功率；
拉伸：火炬再次前进、到熔拉光纤上方开始计火进延迟0-n秒后拉伸开始，并不停转换光开关不断采样光纤损耗、分光比并显示，直到包装结束重新启动为止、当分光比CR(λ1)≥CR(1)且CR(λ2)≤CR(2)时火炬退出，或者当CR(1)和CR(2)设定为相同值CR时，当CR(λ1)＞CR＞CR(λ2)时火炬退出、计时火退延迟、拉伸停止；
所述非机械式光开关为磁光光开关或电光光开关；
所述P1(λ1)、P1(λ2)、P2(λ1)、P2(λ2)的功率值采取3次平均，计算公式为：
、/>、
、/>；
所述熔融拉锥机同时计算光纤损耗；
所述光纤损耗EL的计算公式为：和；所述P01和P02采取10次平均值的计算方式：和/>。
2.根据权利要求1所述的一种光纤熔融拉锥机的使用方法，其特征在于：所述熔融拉锥机包括包装装置。
3.根据权利要求1所述的一种光纤熔融拉锥机的使用方法，其特征在于：所述使用方法还包括包装操作：
将封装基板固定、前进至光纤下方、上升使光纤入槽、加胶、固化、退出、去除耦合器、包装退出。
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