CN113189700A - 一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及特种光纤领域，尤其涉及一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置及方法，包括沿待改制光纤延伸方向依次设置的剥离组件、形状调整部件和涂覆组件；剥离组件用于剥除待改制光纤的涂覆层；形状调整部件用于改变待改制光纤内包层的形状；涂覆组件包括第一储液容器和紫外固化灯，紫外固化灯位于第一储液容器远离形状调整部件的一侧，第一储液容器用于盛装低折射率的涂覆材料。本发明提出的一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置及方法，解决了双包层光纤制作难度大、周期长、成本高的问题。

Description

一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置及方法

技术领域

本发明涉及特种光纤领域，尤其涉及一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置及方法。

背景技术

双包层光纤是包层泵浦光纤激光器的必要组成部分。双包层光纤对于光纤激光器，尤其是大功率光纤激光器的研究和制备具有极为重要的意义。目前市场上能够获得的光纤绝大部分为普通的单包层结构，仅有的少数产品参数单一、适用范围窄，而定制双包层光纤市场制备能力极小，且周期长、价格昂贵，难以满足上述使用需求。

在实践中，双包层光纤各结构的材料组成通常为：纤芯采用带有掺杂物的石英，掺杂元素通常为锗、铝、稀土元素等的一种或几种；内包层采用纯石英；外包层采用掺有氟、硼等元素的石英，或采用折射率低于纯石英的聚合物。双包层光纤的制备过程与普通包层光纤类似，都需要先加工相应的光纤预制棒，然后将预制棒置于光纤拉丝塔上，在2000℃左右的温度下完成拉丝、涂覆、上盘的过程。

目前研究和制备中对不同类型的双包层光纤需求较大，但商用市场主要提供普通单包层结构光纤，现有的双包层光纤种类极少，定制难度大、周期长、成本高。

发明内容

本发明提出一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置及方法，以解决双包层光纤制作难度大、周期长、成本高的问题。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置及方法。

一方面，本发明提供一种将单包层光纤改制为剥离双包层光纤的装置，包括沿待改制光纤延伸方向依次设置的剥离组件、形状调整部件和涂覆组件；所述剥离组件用于剥除待改制光纤的涂覆层；所述形状调整部件用于改变待改制光纤内包层的形状；所述涂覆组件包括第一储液容器和紫外固化灯，所述紫外固化灯位于所述第一储液容器远离所述形状调整部件的一侧，所述第一储液容器用于盛装低折射率的涂覆材料。

优选的是，所述形状调整部件包括沿待改制光纤延伸方向依次设置的牵引轮组和调整轮组，所述牵引轮组包括第一牵引轮和第二牵引轮，所述第一牵引轮和第二牵引轮之间具有供待改制光纤穿过的第一间隙；所述调整轮组包括第三牵引轮和磨砂轮，所述第三牵引轮和磨砂轮之间具有供待改制光纤穿过的第二间隙。

优选的是，所述剥离组件包括第二储液容器、定滑轮和剥离片，所述第二储液容器用于盛装涂覆分离剂；所述定滑轮位于第二储液容器的一侧，用于改变待改制光纤的走向；所述剥离片位于定滑轮和牵引轮组之间，且所述剥离片上设置有供待改制光纤穿过的孔。

优选的是，还包括电机，所述电机通过联轴器与第三牵引轮连接。

优选的是，还包括电机，所述电机通过联轴器与磨砂轮连接。

另一方面，本发明还提供一种将单包层光纤改制为双包层光纤的方法，利用一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置实现，包括以下步骤：

S1：剥除涂覆层

将待改制光纤浸泡于盛装有涂覆分离剂的第二储液容器中，再将浸泡后的待改制光纤的一端绕定滑轮后，插入剥离片中剥除待改制光纤的涂覆层；

S2：调整内包层形状

将剥除涂覆层的待改制光纤依次穿过牵引轮组和磨砂轮组，对待改制光纤的内包层实施研磨以调整内包层形状，其中内包层调整后的形状与第二间隙的形状相同；

S3：涂覆外包层

将经过形状调整后的待改制光纤依次穿过盛装有低折射率的涂覆材料的第一储液容器和紫外固化灯，完成待改制光纤的改制。

优选的是，涂覆分离剂为丙酮。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：本发明获得改制光纤为双包层光纤，无需重新制备光纤预制棒、无需提供光纤拉丝所需的高温，装置简单紧凑，占用空间小，所需部件简单易获得。本发明能够通过较为简单的结构和操作，将结构多样的单包层光纤改制为双包层光纤，以满足光纤激光器、光纤放大器等应用的需求，能够大幅降低目前双包层光纤受到的严重受限。

附图说明

图1为本发明改制装置的结构示意图；

图2为本发明改制装置的侧视图。

图中：1-待改制光纤，2-第一储液容器，3-定滑轮，4-剥离片，5-第一牵引轮，6-第二牵引轮，7-第三牵引轮，8-磨砂轮，9-第二储液容器，10-紫外固化灯，11-第一光纤盘，12第二光纤盘。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式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方式。

实施例1：如图1、图2所示的一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置，包括沿待改制光纤1延伸方向依次设置的剥离组件、形状调整部件和涂覆组件。

剥离组件用于剥离待改制光纤1的涂覆层，包括第二储液容器9、定滑轮3和剥离片4，第二储液容器9内盛装有涂覆分离剂；定滑轮3位于第二储液容器9的一侧，用于改变待改制光纤1的走向；剥离片4位于定滑轮3一侧，剥离片4上设置有供待改制光纤1穿过的孔。将经涂覆分离剂浸泡后的待改制光纤1绕定滑轮3后插入剥离片4内对待改制光纤1的涂覆层进行剥除，涂覆分离剂采用丙酮。

形状调整部件用于改变待改制光纤1内包层的形状，包括沿待改制光纤1延伸方向依次设置的牵引轮组、调整轮组，牵引轮组包括第一牵引轮5和第二牵引轮6，第一牵引轮5和第二牵引轮6之间具有供待改制光纤1穿过的第一间隙；调整轮组包括第三牵引轮7和磨砂轮8，第三牵引轮7和磨砂轮8之间具有供待改制光纤1穿过的第二间隙，待改制光纤1在经过磨砂轮8时，对该侧包层实施研磨以调整内包层形状。

涂覆组件包括第一储液容器2和紫外固化灯10，紫外固化灯10位于第一储液容器2远离形状调整部件的一侧，第一储液容器2用于盛装低折射率的涂覆材料。

作为本发明一个优选的实施例，还包括电机，电机通过联轴器与第三牵引轮7连接，磨砂轮8为从动轮。

作为本发明一个优选的实施例，还包括电机，电机通过联轴器与磨砂轮8连接，第三牵引轮7为从动轮。

实施例2：单包层结构光纤的波导结构由折射率较高的纤芯和折射率较低的包层共同构成，在包层外覆盖有起到保护作用的聚合物涂覆，涂覆层折射率高于包层及纤芯，因此不参与构成波导。双包层光纤则是由折射率较高的纤芯、折射率较低的内包层、以及折射率最低的外包层共同构成波导结构。双包层光纤的内包层形状可以是常规的圆形，也可以采用D形、三角形、矩形、正方形、八边形、梅花形等，以获得较好的泵浦利用率。视双包层光纤的具体组成和应用情况可在外包层外加涂聚合物涂覆层以提供较好保护，该聚合物涂覆折射率高于内、外包层及纤芯，同样不参与构成波导。

本发明提供一种将单包层光纤改制为双包层光纤的方法，包括以下步骤：

S1：剥除涂覆层

将盘绕有待改制光纤1的第一光纤盘11浸泡于盛装有涂覆分离剂的第二储液容器9中，再将浸泡后的待改制光纤1的第一端绕定滑轮3后，插入剥离片4中剥除待改制光纤1的涂覆层；

S2：调整内包层形状

将剥除涂覆层的待改制光纤1在牵引轮组的带动下，在调整轮组处利用选择的磨砂轮8对待改制光纤1的内包层实施研磨以调整内包层形状，其中内包层调整后的形状与第二间隙的形状相同；

S3：涂覆外包层

经过形状调整后的待改制光纤1穿过盛装有低折射率的涂覆材料的第一储液容器2，外侧被液态的涂覆材料包覆，再经过紫外固化灯，待改制光纤1外包覆的涂覆材料在紫外固化灯10的照射下固化形成新的外包层，将完成改制的光纤盘绕在第二光纤盘12上进行收纳，完成改制的光纤为双包层光纤。

作为本发明一个优选的实施例，涂覆分离剂为丙酮。

以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置，其特征在于，包括沿待改制光纤延伸方向依次设置的剥离组件、形状调整部件和涂覆组件；所述剥离组件用于剥除待改制光纤的涂覆层；所述形状调整部件用于改变待改制光纤内包层的形状；所述涂覆组件包括第一储液容器和紫外固化灯，所述紫外固化灯位于所述第一储液容器远离所述形状调整部件的一侧，所述第一储液容器用于盛装低折射率的涂覆材料。

2.根据权利要求1所述的一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置，其特征在于，所述形状调整部件包括沿待改制光纤延伸方向依次设置的牵引轮组和调整轮组，所述牵引轮组包括第一牵引轮和第二牵引轮，所述第一牵引轮和第二牵引轮之间具有供待改制光纤穿过的第一间隙；所述调整轮组包括第三牵引轮和磨砂轮，所述第三牵引轮和磨砂轮之间具有供待改制光纤穿过的第二间隙。

3.根据权利要求2所述的一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置，其特征在于，所述剥离组件包括第二储液容器、定滑轮和剥离片，所述第二储液容器用于盛装涂覆分离剂；所述定滑轮位于第二储液容器的一侧，用于改变待改制光纤的走向；所述剥离片位于定滑轮和牵引轮组之间，且所述剥离片上设置有供待改制光纤穿过的孔。

4.根据权利要求2所述的一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置，其特征在于，还包括电机，所述电机通过联轴器与第三牵引轮连接。

5.根据权利要求2所述的一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置，其特征在于，还包括电机，所述电机通过联轴器与磨砂轮连接。

6.一种将单包层光纤改制为双包层光纤的方法，其特征在于，其采用权利要求3所述的一种将单包层光纤改制为双包层光纤的装置实现，包括以下步骤：

S1：剥除涂覆层

将待改制光纤浸泡于盛装有涂覆分离剂的第二储液容器中，再将浸泡后的待改制光纤的一端绕定滑轮后，插入剥离片中剥除待改制光纤的涂覆层；

S2：调整内包层形状

将剥除涂覆层的待改制光纤依次穿过牵引轮组和磨砂轮组，对待改制光纤的内包层实施研磨以调整内包层形状，其中内包层调整后的形状与第二间隙的形状相同；

S3：涂覆外包层

将经过形状调整后的待改制光纤依次穿过盛装有低折射率的涂覆材料的第一储液容器和紫外固化灯，完成待改制光纤的改制。

7.根据权利要求6所述的一种将单包层光纤改制为双包层光纤的方法，其特征在于，所述涂覆分离剂为丙酮。

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