CN117567020A - 锥形光纤的批量制备方法、在线标记方法、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锥形光纤的批量制备方法、在线标记方法、设备及介质,其锥形光纤的批量制备方法包括:获取锥形光纤的规格参数;锥形光纤包括第一均匀段、第二均匀段及第一锥区段,规格参数包括第一均匀段的第一直径和第一长度、第一锥区段的第一锥区段长度以及第二均匀段的第二直径和第二长度,第一直径和第二直径不相同;获取预制棒的预制棒直径和进棒速度;基于预制棒直径、进棒速度、第一直径、第二直径、第一长度、第二长度以及第一锥区段长度确定制备参数;基于制备参数控制光纤拉制设备对预制棒进行拉制,形成锥形光纤。本发明通过设置规格参数,即可对应拉制出符合规格参数的锥形光纤,提高了制备出的锥形光纤的适用性。
Description
技术领域
本发明涉及光纤制备技术领域,具体涉及一种锥形光纤的批量制备方法、在线标记方法、设备及介质。
背景技术
在光纤激光系统中,非线性效应和热负载已经成为限制光纤激光功率提升的主要因素,为了解决非线性效应,增大纤芯会带来光束质量的恶化;缩短光纤长度给激光系统的热负载带来了更大的压力。锥形双包层光纤有望能够解决这一对矛盾。锥形光纤作为一种特殊的光纤形态已经被使用在了诸如非线性光学、微纳光学、光纤传感、光纤器件等研究领域。
目前制作锥形光纤的主要方法为熔融拉锥法,通过移动火焰和控制火焰温度将光纤的中间区域加热成熔融状态,并将光纤两端被固定并向外拉伸,形成中间区域缩小,从而改变光纤的芯径达到改变其光学性能的目的。当锥形光纤包括多段锥形段时,熔融拉锥法只能通过移动火焰实现拉制,拉制过程复杂,且无法实现批量制备,并且,熔融拉锥法加工出来的锥区长度明显较短(通常小于10cm),不能满足很多场景的使用需求。
因此,亟需提供一种锥形光纤的批量制备方法、在线标记方法、设备及介质,用于解决上述技术问题。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种锥形光纤的批量制备方法、在线标记方法、设备及介质,用以解决现有技术中存在的无法实现任意锥区长度的锥形光纤批量制备的技术问题。
一方面,本发明提供了一种锥形光纤的批量制备方法,包括:
获取锥形光纤的规格参数;所述锥形光纤包括第一均匀段、第二均匀段以及所述第一均匀段和所述第二均匀段之间的第一锥区段,所述规格参数包括所述第一均匀段的第一直径和第一长度、所述第一锥区段的第一锥区段长度以及所述第二均匀段的第二直径和第二长度,所述第一直径和所述第二直径不相同;
获取预制棒的预制棒直径和进棒速度;
基于所述预制棒直径、所述进棒速度、所述第一直径、所述第二直径、所述第一长度、所述第二长度以及所述第一锥区段长度确定制备参数;
基于所述制备参数控制光纤拉制设备对所述预制棒进行拉制,形成所述锥形光纤。
在一些可能的实现方式中,所述制备参数包括所述第一均匀段的第一拉制时间和第一拉制速度,所述第一拉制速度为:
所述第一拉制时间为:
式中,为第一拉制速度;/>为预制棒直径;/>为第一直径;/>为进棒速度;/>为第一拉制时间;/>为第一长度。
在一些可能的实现方式中,所述制备参数还包括所述第二均匀段的第二拉制时间和第二拉制速度,所述第二拉制速度为:
所述第二拉制时间为:
式中,为第二拉制速度;/>为第二直径;/>为第二拉制时间;/>为第二长度。
在一些可能的实现方式中,所述制备参数还包括所述第一锥区段的第一锥区段拉制时间、第一锥区段拉制加速系数,所述第一锥区段拉制时间为:
所述第一锥区段拉制加速系数为:
式中,为第一锥区段拉制时间;/>为第一锥区段长度;/>为第一锥区段拉制加速系数。
在一些可能的实现方式中,所述锥形光纤为有源光纤、无源光纤、光子晶体光纤或空芯光纤中的任意一种。
在一些可能的实现方式中,所述方法还包括:
基于第一涂层光纤涂覆器向所述锥形光纤外涂覆第一涂覆层;
基于所述第一涂层涂覆固化器将所述第一涂覆层进行固化,获得备用锥形光纤;
基于第一涂层光纤涂覆器向所述备用锥形光纤外涂覆第二涂覆层;
基于所述第二涂层涂覆固化器将所述第二涂覆层进行固化,获得目标锥形光纤。
在一些可能的实现方式中,所述方法还包括:
测量所述目标锥形光纤的外直径,并判断所述外直径与直径设计值的差值是否小于直径阈值,当差值小于直径阈值时,所述目标锥形光纤满足要求。
另一方面,本发明还提供了一种锥形光纤的锥区位置在线标记方法,用于基于喷墨打标机向锥形光纤进行喷墨标记,所述锥形光纤为基于上述任意一种可能的实现方式中的锥形光纤的批量制备方法制备出的锥形光纤,所述锥形光纤的锥区位置在线标记方法包括:
确定所述锥形光纤的变直径位置;
基于所述变直径位置确定变直径拉丝长度;
获取所述光纤拉制设备与所述喷墨打标机之间的距离,并基于所述距离和所述变直径拉丝长度生成喷墨脉冲信号;
所述喷墨打标机响应所述喷墨脉冲信号向所述锥形光纤进行喷墨标记。
另一方面,本发明还提供了一种锥形光纤制备设备,包括存储器和处理器,其中,
所述存储器,用于存储程序;
所述处理器,与所述存储器耦合,用于执行所述存储器中存储的所述程序,以实现上述任意实现方式中所述的锥形光纤的批量制备方法中的步骤,和锥形光纤的锥区位置在线标记方法中的步骤。
另一方面,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,用于存储计算机可读取的程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时能够实现上述任意实现方式中所述的锥形光纤的批量制备方法中的步骤,和锥形光纤的锥区位置在线标记方法中的步骤。
采用上述实施例的有益效果是:本发明提供的锥形光纤的批量制备方法,仅需获取锥形光纤的规格参数,即可根据规格参数、预制棒直径和进棒速度确定制备参数,并基于制备参数制备出参数为规格参数的锥形光纤,即:通过设置规格参数,即可对应拉制出符合规格参数的锥形光纤,也就是可以根据规格参数拉制出设置不同锥区长度、不同锥区直径的锥形光纤,提高了制备出的锥形光纤的适用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的锥形光纤的批量制备方法的一个实施例流程示意图;
图2为本发明提供的锥形光纤的一个实施例结构示意图;
图3为本发明提供的对锥形光纤进行涂覆并固化的一个实施例结构示意图;
图4为本发明提供的锥形光纤的锥区位置在线标记的一个实施例流程示意图;
图5为本发明提供的第一个锥形光纤的实施例结构示意图;
图6为本发明提供的第二个锥形光纤的实施例结构示意图;
图7为本发明提供的第三个锥形光纤的实施例结构示意图;
图8为本发明提供的锥形光纤制备设备的一个实施例结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。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。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做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。
应当理解,示意性的附图并未按实物比例绘制。本发明中使用的流程图示出了根据本发明的一些实施例实现的操作。应当理解,流程图的操作可以不按顺序实现,没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外,本领域技术人员在本发明内容的指引下,可以向流程图添加一个或多个其他操作,也可以从流程图中移除一个或多个操作。附图中所示的一些方框图是功能实体,不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体,或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体,或在不同网络和/或处理器系统和/或微控制器系统中实现这些功能实体。
本发明实施例中所涉及的“第一”“第二”等描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或者暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其他实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其他实施例相结合。
本发明提供了一种锥形光纤的批量制备方法、在线标记方法、设备及介质,以下分别进行说明。
图1为本发明提供的锥形光纤的批量制备方法的一个实施例流程示意图,图2为本发明提供的锥形光纤的一个实施例结构示意图,如图1和图2所示,锥形光纤的批量制备方法包括:
S101、获取锥形光纤10的规格参数;锥形光纤10包括第一均匀段11、第二均匀段12以及第一均匀段11和第二均匀段12之间的第一锥区段13,规格参数包括第一均匀段11的第一直径和第一长度、第一锥区段13的第一锥区段长度以及第二均匀段12的第二直径和第二长度,第一直径和第二直径不相同;
S102、获取预制棒的预制棒直径和进棒速度;
S103、基于预制棒直径、进棒速度、第一直径、第二直径、第一长度、第二长度以及第一锥区段长度确定制备参数;
S104、基于制备参数控制光纤拉制设备对预制棒进行拉制,形成锥形光纤。
与现有技术相比,本发明实施例提供的锥形光纤的批量制备方法,仅需获取锥形光纤的规格参数,即可根据规格参数、预制棒直径和进棒速度确定制备参数,并基于制备参数制备出参数为规格参数的锥形光纤,即:通过设置规格参数,即可对应拉制出符合规格参数的锥形光纤,也就是可以根据规格参数拉制出设置不同锥区长度、不同锥区直径的锥形光纤,具体地,锥区段的直径变化控制可从50微米变化至1000微米以上,锥区长度控制可从0.1米变化至几十米,甚至几百米,提高了制备出的锥形光纤的适用性。
应当理解的是:锥形光纤10还可包括第三均匀段14以及第二均匀段12和第三均匀段14之间的第二锥区段15,则对应获得第三均匀段14和第二锥区段15的规格参数,即可实现整个锥形光纤10的制备。
需要说明的是:由于预制棒拉制成锥形光纤的过程中,需要对预制棒进行加热,因此,制备参数还包括拉丝高温炉温度。
在本发明的具体实施例中,锥形光纤10为周期性锥形光纤,每个周期均包括第一均匀段11、第一锥区段13、第二均匀段12和第二锥区段14,则制备参数进行周期性调整即可实现锥形光纤10的制备。
需要说明的是:通过确定出的每一段的拉制时间、拉制控制加速系数,从而可以精确的控制不同锥形光纤的拉制。如果锥区数量更多或更少,可根据实际需要拉制的制备参数进行设置。
在本发明的一些实施例中,制备参数包括第一均匀段的第一拉制时间和第一拉制速度,第一拉制速度为:
第一拉制时间为:
式中,为第一拉制速度;/>为预制棒直径;/>为第一直径;/>为进棒速度;/>为第一拉制时间;/>为第一长度。
在本发明的一些实施例中,制备参数还包括第二均匀段的第二拉制时间和第二拉制速度,第二拉制速度为:
第二拉制时间为:
式中,为第二拉制速度;/>为第二直径;/>为第二拉制时间;/>为第二长度。
在本发明的一些实施例中,制备参数还包括第一锥区段的第一锥区段拉制时间、第一锥区段拉制加速系数,则根据速度、距离、加速度、时间公式可知:
联立上述两个方程可知:第一锥区段拉制时间为:
第一锥区段拉制加速系数为:
式中,为第一锥区段拉制时间;/>为第一锥区段长度;/>为第一锥区段拉制加速系数。
具体地,根据设置的、/>、/>自动计算出加速系数/>,然后自动调整牵引轮拉丝速度从/>每秒减少/>,经过时间/>后速度稳定在/>,完成/>段锥区的拉制,使得光纤直径从D1稳定拉锥到D2且长度为L2。
应当理解的是:其余锥区的拉制原理与上述相同,只需要设置好小直径D1段匀速拉制速度V1、大直径D2段匀速拉制速度V2、锥区段长度L2即可完成从直径D1拉制稳定锥形至D2且长度刚好为L2。
均匀直径(即:第一均匀段和第二均匀段)的拉制为:匀速拉制,即保持速度不变拉制一定时间,即可完成均匀直径段的拉制。
在本发明的一些实施例中,锥形光纤为有源光纤、无源光纤、光子晶体光纤或空芯光纤中的任意一种。
为提高制成的锥形光纤的寿命和性能,在本发明的一些实施例中,如图3所示,锥形光纤的批量制备方法还包括:
S301、基于第一涂层光纤涂覆器向锥形光纤外涂覆第一涂覆层;
S302、基于第一涂层涂覆固化器将第一涂覆层进行固化,获得备用锥形光纤;
S303、基于第一涂层光纤涂覆器向备用锥形光纤外涂覆第二涂覆层;
S304、基于第二涂层涂覆固化器将第二涂覆层进行固化,获得目标锥形光纤。
本发明实施例通过在制成的锥形光纤外涂覆第一涂覆层并固化,并在固化后的第一涂覆层外涂覆第二涂覆层并固化,获得目标锥形光纤,相比于未经过处理的锥形光纤,目标锥形光纤的寿命和性能更好。
为验证本发明实施例提出的锥形光纤的批量制备方法的可行性和有效性,在本发明的一些实施例中,锥形光纤的批量制备方法还包括:
测量目标锥形光纤的外直径,并判断外直径与直径设计值的差值是否小于直径阈值,当差值小于直径阈值时,目标锥形光纤满足要求。
本发明实施例通过测量制成的目标锥形光纤的外直径,并基于外直径和直径设计值判断目标锥形光纤是否满足要求,可对本发明实施例提出的锥形光纤的批量制备方法的可行性进行验证,并确保获得的目标锥形光纤可投入使用。
需要说明的是:直径阈值可根据实际应用场景或经验值进行设置或调整,在此不做具体限定。
在实际应用场景中,需要对拉制形成的锥形光纤的锥区段进行识别,当锥形光纤的锥区段直径变化较小时,无法通过肉眼进行识别。现有技术中只能通过切断、显微镜观察端面、根据拉制参数量取长度等手段结合来进行锥形光纤的锥区进行区分。这样既会导致一定程度上需要切断光纤观察的浪费,又会花费很长的时间来筛选锥形光纤。
为了解决现有技术中存在的锥区段识别手段复杂、识别效率较低的技术问题,本发明实施例还提供了一种锥形光纤的锥区位置在线标记方法,用于基于喷墨打标机向锥形光纤进行喷墨标记,锥形光纤为基于上述任意一种实施例中的锥形光纤的批量制备方法制备出的锥形光纤,如图4所示,锥形光纤的锥区位置在线标记方法包括:
S401、确定锥形光纤的变直径位置;
S402、基于变直径位置确定变直径拉丝长度;
S403、获取光纤拉制设备与喷墨打标机之间的距离,并基于距离和变直径拉丝长度生成喷墨脉冲信号;
S404、喷墨打标机响应喷墨脉冲信号向锥形光纤进行喷墨标记。
本发明实施例通过获取变直径拉丝长度以及光纤拉制设备与喷墨打标机之间的距离,然后基于距离和变直径拉丝长度生成喷墨脉冲信号,喷墨打标机响应喷墨脉冲信号向锥形光纤进行喷墨标记,可实现锥形光纤的实时在线喷墨标记。实现了当锥形光纤拉制完毕后,通过喷墨标记即可获知各锥区段的起始位置和结束位置,提高了锥区段的识别效率。
其中,锥形光纤制备时是在高温炉中进行,则步骤S403中光纤拉制设备与喷墨打标机之间的距离指的就是高温炉与喷墨打标机之间的距离。
具体地,在从第一均匀段开始过渡到第一锥区段时,此时光纤直径在高温炉里面开始变化,拉丝控制系统会记录此时的拉丝长度信号L4。由于此时锥区位置在高温炉,和喷墨打标机存在一个固定的位置长度差,设定为L5。那么在L4的长度变为L4加L5时,拉丝塔会给一个脉冲信号到喷墨打标机,此时打标机开始工作,即在锥区开始变化的地方进行了喷墨标记。同理,拉丝速度变化结束时,此时光纤锥区直径停止变化,用同样的方法给喷墨打标机一个脉冲信号即可在锥区结束位置进行喷墨标记。
在本发明的一个具体实施例中,如图5所示,将一根直径为45mm的预制棒进行光纤拉制,拉制参数为从20/400双包层拉制成30/600双包层的雏形,则对应的光纤的规格参数如图5所示,L1=3m,L2=2m,L3=8m,L4=2m,L1=3m等周期性变化,长度为L1段的直径尺寸为20/400,长度为L3段的直径尺寸为30/600。拉制时通过牵引轮牵动预制棒进行拉制。
则制备参数和喷墨打标机启动长度信号(即:喷墨脉冲信号发出时光纤的拉制长度)分别如表1和表2所示:
表1
表2
经过上述确定出的表1和表2中的制备参数,预制棒以固定的速度进料加热,下方的牵引轮对软化后的光纤施加牵引力,拉丝程序控制牵引轮的速度进行变化,使得预制棒能够稳定等拉制成预设好参数的锥形光纤。
在本发明的一个具体实施例中,如图6所示,将一根直径为40mm的预制棒进行光纤拉制,拉制参数为从14/250双包层拉制成22.4/400双包层的雏形,则对应的光纤的规格参数如图6所示,L1=2m,L2=3m,L3=10m,L4=3m,L1=2m等周期性变化,长度为L1段的直径尺寸为14/250,长度为L3段的直径尺寸为22.4/400。拉制时通过牵引轮牵动预制棒进行拉制。
则制备参数和喷墨打标机启动长度信号(即:喷墨脉冲信号发出时光纤的拉制长度)分别如表3和表4所示:
表3
表4
经过上述确定出的表3和表4中的制备参数,预制棒以固定的速度进料加热,下方的牵引轮对软化后的光纤施加牵引力,拉丝程序控制牵引轮的速度进行变化,使得预制棒能够稳定等拉制成预设好参数的锥形光纤。
在本发明的一个具体实施例中,如图7所示,将一根直径为30mm的预制棒进行光纤拉制,拉制参数为从100/360双包层拉制成120/432双包层的雏形,则对应的光纤的规格参数如图7所示,L1=1.5m,L2=1.5m,L3=3m,L4=1.5m,L1=1.5m等周期性变化,长度为L1段的直径尺寸为100/360,长度为L3段的直径尺寸为120/432。拉制时通过牵引轮牵动预制棒进行拉制。
则制备参数和喷墨打标机启动长度信号(即:喷墨脉冲信号发出时光纤的拉制长度)分别如表5和表6所示:
表5
表6
经过上述确定出的表5和表6中的制备参数,预制棒以固定的速度进料加热,下方的牵引轮对软化后的光纤施加牵引力,拉丝程序控制牵引轮的速度进行变化,使得预制棒能够稳定等拉制成预设好参数的锥形光纤。
综上所述,本发明实施例可实现大批量的连续锥形光纤拉制,可周期性的拉制不同锥区长度、不同大、小端长度的锥形光纤,光纤直径拉锥变化控制可从50微米变化至1000微米以上,锥区长度控制可从0.1米变化至几十米,甚至几百米,相较于目前一般的拉锥机设备只能一段段单独拉制,不能进行大批量连续拉制等问题存在显著优势。
本发明实施例只用设置好拉制锥形光纤的各段长度及均匀直径区的牵引速度,即可实现自动的锥形光纤拉制,参数设置简单、操作简单,稳定性高,可设计各种拉制尺寸、锥形长度的锥形光纤。相较于目前常见的拉锥机设备具有更加简便的参数设置,且拉制的稳定性更好。
本发明实施例通过喷墨打标自动标记,可以在光纤拉制涂覆、固化后,在拉丝塔后端针对锥形光纤的各段锥区部分进行喷墨标记,可以直接简便方便的通过目视即可识别出拉制出的各段锥形光纤部分,无需目前常见的拉锥机设备在拉制完成后需要使用显微镜进行锥区部分观察才能具体区分,或者是需要截断观察端面后才能进行锥区区分,提高锥区识别效率和准确率。
如图8所示,本发明还相应提供了一种锥形光纤制备设备800。该锥形光纤制备设备800包括处理器801、存储器802及显示器803。图8仅示出了锥形光纤制备设备800的部分组件,但是应理解的是,并不要求实施所有示出的组件,可以替代的实施更多或者更少的组件。
处理器801在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit,CPU),微处理器或其他数据处理芯片,用于运行存储器802中存储的程序代码,例如本发明中的锥形光纤的批量制备方法和/或锥形光纤的锥区位置在线标记方法。
在一些实施例中,处理器801可以是单个服务器或服务器组。服务器组可为集中式或分布式的。在一些实施例中,处理器801可为本地的或远程的。在一些实施例中,处理器801可实施于云平台。在一实施例中,云平台可包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、内部间、多重云等,或以上的任意组合。
存储器802在一些实施例中可以是锥形光纤制备设备800的内部存储单元,例如锥形光纤制备设备800的硬盘或内存。存储器802在另一些实施例中也可以是锥形光纤制备设备800的外部存储设备,例如锥形光纤制备设备800上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。
进一步地,存储器802还可既包括锥形光纤制备设备800的内部储存单元也包括外部存储设备。存储器802用于存储安装锥形光纤制备设备800的应用软件及各类数据。
显示器803在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)触摸器等。显示器803用于显示在锥形光纤制备设备800的信息以及用于显示可视化的用户界面。锥形光纤制备设备800的部件801-803通过系统总线相互通信。
在一实施例中,当处理器801执行存储器802中的锥形光纤的批量制备程序时,可实现以下步骤:
获取锥形光纤的规格参数;锥形光纤包括第一均匀段、第二均匀段以及第一均匀段和第二均匀段之间的第一锥区段,规格参数包括第一均匀段的第一直径和第一长度、第一锥区段的第一锥区段长度以及第二均匀段的第二直径和第二长度,第一直径和第二直径不相同;
获取预制棒的预制棒直径和进棒速度;
基于预制棒直径、进棒速度、第一直径、第二直径、第一长度、第二长度以及第一锥区段长度确定制备参数;
基于制备参数控制光纤拉制设备对预制棒进行拉制,形成锥形光纤。
在一实施例中,当处理器801执行存储器802中的锥形光纤的锥区位置在线标记程序时,可实现以下步骤:
确定锥形光纤的变直径位置;
基于变直径位置确定变直径拉丝长度;
获取光纤拉制设备与喷墨打标机之间的距离,并基于距离和变直径拉丝长度生成喷墨脉冲信号;
喷墨打标机响应喷墨脉冲信号向锥形光纤进行喷墨标记。
应当理解的是:处理器801在执行存储器802中的锥形光纤的批量制备程序和/或锥形光纤的锥区位置在线标记程序时,除了上面的功能之外,还可实现其他功能,具体可参见前面相应方法实施例的描述。
进一步地,本发明实施例对提及的锥形光纤制备设备800的类型不做具体限定,锥形光纤制备设备800可以为手机、平板电脑、个人数字助理(personaldigital assistant,PDA)、可穿戴设备、膝上型计算机(laptop)等便携式锥形光纤制备设备。便携式锥形光纤制备设备的示例性实施例包括但不限于搭载IOS、android、microsoft或者其他操作系统的便携式锥形光纤制备设备。上述便携式锥形光纤制备设备也可以是其他便携式锥形光纤制备设备,诸如具有触敏表面(例如触控面板)的膝上型计算机(laptop)等。还应当理解的是,在本发明其他一些实施例中,锥形光纤制备设备800也可以不是便携式锥形光纤制备设备,而是具有触敏表面(例如触控面板)的台式计算机。
相应地,本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质用于存储计算机可读取的程序或指令,程序或指令被处理器执行时,能够实现上述各方法实施例提供的锥形光纤的批量制备方法和/或锥形光纤的锥区位置在线标记方法中的步骤或功能。
本领域技术人员可以理解,实现上述实施例方法的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关的硬件(如处理器,控制器等)来完成,计算机程序可存储于计算机可读存储介质中。其中,计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上对本发明所提供的锥形光纤的批量制备方法、在线标记方法、设备及介质进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种锥形光纤的批量制备方法,其特征在于,包括:
获取锥形光纤的规格参数;所述锥形光纤包括第一均匀段、第二均匀段以及所述第一均匀段和所述第二均匀段之间的第一锥区段,所述规格参数包括所述第一均匀段的第一直径和第一长度、所述第一锥区段的第一锥区段长度以及所述第二均匀段的第二直径和第二长度,所述第一直径和所述第二直径不相同;
获取预制棒的预制棒直径和进棒速度;
基于所述预制棒直径、所述进棒速度、所述第一直径、所述第二直径、所述第一长度、所述第二长度以及所述第一锥区段长度确定制备参数;
基于所述制备参数控制光纤拉制设备对所述预制棒进行拉制,形成所述锥形光纤。
2.根据权利要求1所述的锥形光纤的批量制备方法,其特征在于,所述制备参数包括所述第一均匀段的第一拉制时间和第一拉制速度,所述第一拉制速度为:
所述第一拉制时间为:
式中,为第一拉制速度;/>为预制棒直径;/>为第一直径;/>为进棒速度;/>为第一拉制时间;/>为第一长度。
3.根据权利要求2所述的锥形光纤的批量制备方法,其特征在于,所述制备参数还包括所述第二均匀段的第二拉制时间和第二拉制速度,所述第二拉制速度为:
所述第二拉制时间为:
式中,为第二拉制速度;/>为第二直径;/>为第二拉制时间;/>为第二长度。
4.根据权利要求3所述的锥形光纤的批量制备方法,其特征在于,所述制备参数还包括所述第一锥区段的第一锥区段拉制时间、第一锥区段拉制加速系数,所述第一锥区段拉制时间为:
所述第一锥区段拉制加速系数为:
式中,为第一锥区段拉制时间;/>为第一锥区段长度;/>为第一锥区段拉制加速系数。
5.根据权利要求1所述的锥形光纤的批量制备方法,其特征在于,所述锥形光纤为有源光纤、无源光纤、光子晶体光纤或空芯光纤中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的锥形光纤的批量制备方法,其特征在于,所述方法还包括:
基于第一涂层光纤涂覆器向所述锥形光纤外涂覆第一涂覆层;
基于所述第一涂层涂覆固化器将所述第一涂覆层进行固化,获得备用锥形光纤;
基于第一涂层光纤涂覆器向所述备用锥形光纤外涂覆第二涂覆层;
基于所述第二涂层涂覆固化器将所述第二涂覆层进行固化,获得目标锥形光纤。
7.根据权利要求6所述的锥形光纤的批量制备方法,其特征在于,所述方法还包括:
测量所述目标锥形光纤的外直径,并判断所述外直径与直径设计值的差值是否小于直径阈值,当差值小于直径阈值时,所述目标锥形光纤满足要求。
8.一种锥形光纤的锥区位置在线标记方法,其特征在于,用于基于喷墨打标机向锥形光纤进行喷墨标记,所述锥形光纤为基于权利要求1-7任意一项所述的锥形光纤的批量制备方法制备出的锥形光纤,所述锥形光纤的锥区位置在线标记方法包括:
确定所述锥形光纤的变直径位置;
基于所述变直径位置确定变直径拉丝长度;
获取所述光纤拉制设备与所述喷墨打标机之间的距离,并基于所述距离和所述变直径拉丝长度生成喷墨脉冲信号;
所述喷墨打标机响应所述喷墨脉冲信号向所述锥形光纤进行喷墨标记。
9.一种锥形光纤制备设备,其特征在于,包括存储器和处理器,其中,
所述存储器,用于存储程序;
所述处理器,与所述存储器耦合,用于执行所述存储器中存储的所述程序,以实现上述权利要求1至7中任意一项所述的锥形光纤的批量制备方法中的步骤,和权利要求8中所述的锥形光纤的锥区位置在线标记方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,用于存储计算机可读取的程序或指令,所述程序或指令被处理器执行时能够实现上述权利要求1至7中任意一项所述的锥形光纤的批量制备方法中的步骤,和权利要求8中所述的锥形光纤的锥区位置在线标记方法中的步骤。
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Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09227149A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-02 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | テーパ型光ファイバの製造方法 |
AU2002321279A1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-03-11 | Pirelli And C. S.P.A. | Process and apparatus for elongating of an optical fibre preform |
US20070147738A1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Xingwei Wang | Intrinsic fabry-perot structure with micrometric tip |
US20100195678A1 (en) * | 2009-02-01 | 2010-08-05 | Fiberware Generalunternehmen für Nachrichtentechnik GmbH | Apparatus for coupling light into an optical wave guide, a laser system with such an apparatus, and a preform to manufacture the apparatus |
US20110289980A1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | Filippov Andrey V | Method for producing optical fiber using linear non-contact fiber centering |
US20130236153A1 (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-12 | The Royal Institution For The Advancement Of Learning / Mcgill University | Method of manufacturing optical fibers, tapered optical fibers and devices thereof |
CN104788014A (zh) * | 2015-04-12 | 2015-07-22 | 久智光电子材料科技有限公司 | 一种光纤预制棒制备及光纤拉丝的方法 |
CN105301693A (zh) * | 2010-08-30 | 2016-02-03 | Nkt光子学有限公司 | 用于生成超连续光谱的锥形光纤 |
CN113087384A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-09 | 山东海富光子科技股份有限公司 | 一种锥形玻璃光纤的简易制备方法 |
US20220066113A1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-03 | Northeastern University | Gas pressure maintaining and adjusting device, and microstructure optical fiber and preparation method thereof |
CN114966988A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-08-30 | 燕山大学 | 一种在s+c+l波段内支持八种模式的椭圆芯光子灯笼 |
CN116444146A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-07-18 | 武汉长进光子技术股份有限公司 | 一种纵向变径增益光纤的制备方法及增益光纤 |
CN116495988A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-07-28 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 光纤的拉制设备及方法 |
-
2024
- 2024-01-15 CN CN202410052944.7A patent/CN117567020B/zh active Active
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09227149A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-02 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | テーパ型光ファイバの製造方法 |
AU2002321279A1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-03-11 | Pirelli And C. S.P.A. | Process and apparatus for elongating of an optical fibre preform |
US20070147738A1 (en) * | 2005-12-12 | 2007-06-28 | Xingwei Wang | Intrinsic fabry-perot structure with micrometric tip |
US20100195678A1 (en) * | 2009-02-01 | 2010-08-05 | Fiberware Generalunternehmen für Nachrichtentechnik GmbH | Apparatus for coupling light into an optical wave guide, a laser system with such an apparatus, and a preform to manufacture the apparatus |
US20110289980A1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | Filippov Andrey V | Method for producing optical fiber using linear non-contact fiber centering |
CN105301693A (zh) * | 2010-08-30 | 2016-02-03 | Nkt光子学有限公司 | 用于生成超连续光谱的锥形光纤 |
US20130236153A1 (en) * | 2012-03-06 | 2013-09-12 | The Royal Institution For The Advancement Of Learning / Mcgill University | Method of manufacturing optical fibers, tapered optical fibers and devices thereof |
CN104788014A (zh) * | 2015-04-12 | 2015-07-22 | 久智光电子材料科技有限公司 | 一种光纤预制棒制备及光纤拉丝的方法 |
US20220066113A1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-03 | Northeastern University | Gas pressure maintaining and adjusting device, and microstructure optical fiber and preparation method thereof |
CN113087384A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-09 | 山东海富光子科技股份有限公司 | 一种锥形玻璃光纤的简易制备方法 |
CN114966988A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-08-30 | 燕山大学 | 一种在s+c+l波段内支持八种模式的椭圆芯光子灯笼 |
CN116444146A (zh) * | 2023-04-26 | 2023-07-18 | 武汉长进光子技术股份有限公司 | 一种纵向变径增益光纤的制备方法及增益光纤 |
CN116495988A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-07-28 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 光纤的拉制设备及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
江微微;赵瑞峰;卫延;简水生;: "基于熔融拉锥光纤布拉格光栅的光谱特性", 中国激光, no. 10, 10 October 2010 (2010-10-10), pages 135 - 139 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CN117567020B (zh) | 2024-04-30 |
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