CN1330049A - 光学纤维的被覆层形成方法以及被覆层形成装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种可以提高光学纤维的被覆层形成部位再涂作业速度的光学纤维的被覆层形成方法以及被覆层形成装置。把光学纤维的被覆层形成部位的光学纤维芯线(3)的被覆层去除部位(4)放入模具(10)。在被覆层除去部位(4)设置光固化树脂(7)后,通过佩尔蒂元件(12)和加热器(13)和温度控制装置(15),在光固化树脂加热至玻璃化转变温度的状态下,照射来自光源(2)用于固化的光,使光固化树脂(7)固化。
Description
本发明涉及为连接光学纤维芯线而一次去除的被覆层，在芯线连接部位重新再生的光学纤维的被覆层形成方法以及被覆层形成装置。
此前，在光学纤维芯线连接时，在光学纤维芯线末端，要除去包覆在光学纤维外围的被覆层，然后，使光学纤维互相连接。而且，把光学纤维的连接部位用增强材料夹住，或者，把该连接部位，用热收缩软管被覆，保护连接部位。
近些年来，对光学纤维放大器及光路由器等光学仪器，越发要求其具有高的按装密度。因此，所使用的光学纤维芯线的连接点变多，为此人们希望光学纤维芯线连接部位的外形的小型化。所以，为了使光学纤维芯线的连接部位的外形变小，而把已除去被覆层的光学纤维的连接部位重新再生被覆层，形成保护连接部位的结构，已引起人们的注意。
本发明的目的在于提供一种在除去被覆层的光学纤维连接部位，再生被覆层的光学纤维被覆层形成方法和光学纤维被覆层形成装置。
本发明的光学纤维的被覆层形成方法包括下列步骤：
在光学纤维的被覆层形成部位设置光固化树脂；
在上述光固化树脂加热至该树脂的玻璃化转变温度或其他的热固化温度的状态下，对光固化树脂照射固化用的光，使其固化。
另外，本发明的光学纤维的被覆层形成装置包括：
用光固化树脂将光学纤维被覆层形成部位进行被覆的模具；
把上述模具内的固化树脂选择性进行加热、冷却的加热·冷却装置；
用于检测上述光固化树脂温度的温度传感器；
用于照射上述光固化树脂使其固化的光源；
根据上述温度传感器检测出来的温度，来控制上述加热·冷却装置从而控制上述光固化树脂温度的温度控制装置；
上述温度控制装置，是在往上述光固化树脂照射使其固化的光时，把上述光固化树脂加热控制至玻璃化转变温度或其他的热固化温度，上述光照射停止后，冷却控制上述光固化树脂。
下面结合实施例及其附图对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明涉及的光学纤维被覆层形成装置的一实施例说明图；
图2为本发明涉及的光学纤维被覆层形成方法的一实施例中模具温度随时间变化的示意图；
图3为本发明涉及的光学纤维被覆层形成装置中，另一实施例的加热·冷却装置的透视图；
图4为本发明的这种光学纤维的被覆层形成装置另一实施例的透视图；
图5为图4所示实施例的控制系统的说明图；
图6A为图4所示实施例的操作顺序的说明图；
图6B为与图6A所示操作顺序相应的温度曲线图；
图7为现有的光学纤维被覆层形成装置的说明图。
为使已除去被覆层的光学纤维连接部位，重新再生被覆层，例如，有这样一种方法：用紫外线固化树脂(UV树脂)对光学纤维芯线的被覆层除去部位进行被覆，用紫外光源产生的紫外光进行照射，使UV树脂固化。
实施该方法的现有装置(再涂)，如图7所示，它包括：把光学纤维芯线3的已去除被覆层的部位4，用UV树脂7包覆，对该树脂7照射紫外光的光源2；接受来自该光源2的紫外光，检测其强度的受光器5(例如，光电二极管)；以及光输出控制装置1。光输出控制装置1，根据受光器5检出的紫外光强度来控制光源2的光输出。该再涂(リコ－ト)是通过光源2对已去除被覆层的部位4上所包覆的UV树脂7照射紫外光，使UV树脂7固化。此时，再涂过程是根据受光器5检出的紫外光强度，通过光输出控制装置1控制光源2的光输出。通过这种控制，在符合UV树脂7固化条件的光输出作用下，可以得到稳定的UV树脂7的固化特性。
最近，为了提高光学纤维的熔接作业速度，随之而来的，即使对于光学纤维连接部位的再涂过程，也要求再涂作业的高速化。
因此，用UV树脂包覆连接部位时，将UV树脂的温度升高至比常温高出若干，使其流动性好。另外，本发明人在日本提出的专利申请(申请号：特愿2000-104758)中提出，在设置有再涂光源2和受光器5的区域，设置可以检测温度、湿度、气压、结露等环境信息的环境传感器，通过上述环境传感器所检出的环境信息，更准确地控制光源2的输出，可以得到UV树脂更稳定的固化特性的再涂过程。
但是，UV树脂的固化速度取决于UV树脂的特性，将UV树脂的温度升高至比常温高出若干的适度情况下，也不可能充分地加速UV树脂的固化速度。
另外，把UV树脂充填至模具中，用UV树脂包覆光学纤维连接部位时，UV树脂的粘度随环境温度而变。因此，改变了UV树脂流入模具的状况，使UV树脂不能很好充填，从而存在产生气泡的现象。
本发明的目的之一在于，提供一种可以提高光学纤维的再涂作业速度的光学纤维被覆层形成方法及使用该方法的被覆层的形成装置。
图1是本发明涉及的光学纤维被覆层形成装置一实施例的说明图。
在图1中，与图7相关的说明过的部分以及相同部位，用同一符号表示。
在图1中，符号10表示模具。温度传感器11插入模具10中，检测光固化树脂被注入沟部10a的温度。符号12表示模具10中安置的佩尔蒂元件(ペルチエ素子)，符号13表示加热器，符号14表示带散热片的小型冷却用风扇。
温度传感器11所检出的模具10的温度信息，被输入到温度控制装置15。温度控制装置15，根据来自温度传感器11的信息，控制佩尔蒂元件12、加热器13和风扇14，从而控制模具10的温度。
另外，符号6表示由温度传感器、湿度传感器、气压传感器和结露传感器等构成的环境传感器。环境传感器6检测设置有光源2及受光器5的区域的环境信息，该环境信息被输入到光输出控制装置1。光输出控制装置1，根据上述环境信息和从光源2检出的光强度的受光器5的信息，控制光固化用光源2的光输出。
本发明的一个实施例，在模具10中设置了由佩尔蒂元件12、加热器13、风扇14构成的加热·冷却装置。而且，把模具10的温度加热至光固化树脂(该例为UV树脂)的玻璃化转变温度的附近并加以保持，并且，以能够从该温度进行冷却的方式进行温度控制。
本发明人通过实验研究发现，在把光固化树脂加热至热固化温度例如玻璃化转变温度的状态下，照射固化用的光时，与把固化用的光对常温下的光固化树脂进行照射的场合相比，能够加快光固化树脂的固化温度。因此，通过把光照射固化和加热固化一起使用，能够使对光学纤维的被覆层形成部位进行再涂的作业速度比原来提高。
另外，当在光固化树脂的加热·冷却装置上采用佩尔蒂元件时，由于佩尔蒂元件根据电流方向，能够迅速地切换加热和吸热功能，所以，将模具内的光固化树脂加热至玻璃化转变温度所需要的时间，以及从玻璃化转变温度进行冷却所需要的时间均可以缩短。因此，通过采用作为加热·冷却装置的佩尔蒂元件12，可以迅速进行加热和冷却的切换，使模具内的温度往玻璃化转变温度的温度上升所需要的加热时间，以及从玻璃化转变温度的温度下降所需要的冷却时间均可以缩短。因此，光学纤维的被覆层形成部位进行再涂的作业速度可以更进一步提高。
在本发明的一实施例中，一边改变模具温度一边对光学纤维被覆层形成部位，即连接部位进行了再涂。在该实施例中，采用UV树脂作为光固化树脂。所用的UV树脂7，其玻璃化转变温度或者热固化温度为约80℃，紫外光的照射能量即使在3000mJ/cm2也能有效地进行固化。
下面利用图2所示的模具温度的时间变化，对上述再涂工序的一个例子加以说明。该工序如下所述。即
1)首先，为使UV树脂7具有良好的流动性，通过佩尔蒂元件12和加热器13，使模具10的温度从室温(此时为20℃)上升至约25℃。
时间t1表示从室温加热模具10的开始时间，时间t2表示模具温度到达约25℃时的时间。
2)从时间t2到t3，将模具温度保持在约25℃，在此期间，把UV树脂7充填至模具10内。在该温度(约25℃)下，UV树脂7的流动性变得良好，变得易于往模具10中充填。因此，能够将光固化树脂平稳地注入模具内，并能够很好地充填，可以防止气泡的发生。
3)然后，把模具10从约25℃加热至玻璃化转变温度(此时约80℃)，并在该温度下保持一定时间。
时间t4为模具温度到达玻璃化转变温度的时间，时间t5为在玻璃化转变温度所保持的时间。
在此期间(从时间t3至时间t5)，对UV树脂7照射紫外光，使UV树脂7固化。
4)然后，用佩尔蒂元件12和风扇14进行冷却，把模具10从玻璃化转变温度冷却至约25℃。之后，从模具10内取出光学纤维连接部位，移至下一个工序。
时间t6是模具温度到达约25℃的时间。在该再涂的工序中，再涂所需要的时间为t6～t1。
在上述再涂工序中，一边把UV树脂7保持在玻璃化转变温度，一边给UV树脂7照射紫外光，由于同时使用热固化和光固化，因此与常温下照射紫外光使其固化的时间相比，可以缩短使UV树脂7固化所需要的时间(t5～t3)。
另外，通过采用作为加热·冷却装置的佩尔蒂元件12，既可以缩短模具10(换言之，UV树脂7)的温度上升所需要的加热时间(t4～t3)，又可以缩短温度下降所需要的冷却时间(t6～t5)，从而能够缩短再涂的时间。
该实施例中的光学纤维的被覆层形成工序所需要的时间(t6～t2)，与现有方法的被覆层形成工序所需要的时间(例如，象图2的点线所示的那样，把模具温度保持在25℃，对UV树脂7照射紫外光)相比较的话，该实施例中，能够将被覆层形成时间缩短约40％。
还有，模具10的加热·冷却装置不受上述实施例的局限，例如，如图3所示，也可以使用带有散热片17的热管16作为冷却装置。
图4为本发明涉及的光学纤维的被覆层形成装置另一实施例的透视图，图5为其说明图。另外，在图4及图5实施例中采用了玻璃化转变温度，或者热固化温度为40℃的UV树脂。
在该图4所示的实施例中，模具10被收纳在带盖22的装置本体21中。模具10由上模具10d和下模具10c构成。在上模具10d中，设置有形成树脂模的沟部10b，同时，在下模具10c中，设置有形成树脂模的沟部10a。另外，在装置本体21的两侧，设置有用来把光学纤维4押住的押板23。符号24表示具有内藏了程序的微型计算机的控制装置，符号25表示操作盘。
在该实施例中，在往上模具10d和下模具10c注入UV树脂的管子26上，设置有加热器27和温度传感器28。另外，在往下模具10c注入UV树脂的泵29上，设置有加热器30和温度传感器31。并且，在往上模具10d和下模具10c注入的储存UV树脂的贮槽32上设置有加热器33和温度传感器34。
如图5所示，控制装置24，是根据温度传感器11、28、31、34的输出，通过风扇14、加热器13、27、30、33，来调节模具10、管子26、泵27、贮槽32的温度。另外，控制装置24，根据受光器5的输出，来调节光源2的光量。在图4所示的实施例中，光源2安置在由玻璃板(由高熔点的石英玻璃，或玻璃化的陶瓷等构成的)构成的下模具10c的下部，通过下模具10c给UV树脂照射紫外光。
下面通过图6A和图6B，对该实施例的被覆层形成装置的操作加以说明。还有，在图6A的实施例中，采用了玻璃化转变温度或热固化温度为40℃的UV树脂。其操作顺序如下所述。即
1)把模具10、管子26、泵29、贮槽32的温度分别设定在25℃，把光学纤维芯线4安置在模具10内(时间t0)。
然后，把模具10、管子26、泵29的温度从25℃升至27℃(时间t0～t1)。
2)操作操作盘25，使泵29动作，从贮槽32把UV树脂适量送至管子26，充填至沟部10b(时间t1～t2)。此时，由于UV树脂温度被升高至27℃，流动性变得良好，所以能够顺利地充填至沟部10b。
3)关闭盖子22，一边把模具10的温度保持在27℃，一边把管子26和泵29的温度降至25℃(时间t2～t3)。另外，通过关闭盖子22，将与其连动的光源2的第1开关(图中未示出)转至ON(连锁装置1)。
4)把设在盖子22窗口上的电子式(液晶等)开闭器35转至OFF(采用机械开闭器时是关闭)(时间t3～t4)。通过把开闭器35转至OFF，将与其连动的光源2的第2开关(图中未示出)转至ON(连锁装置2)。而且，通过操作操作盘25，照射来自光源2的UV光。
还有，开闭器35，在盖子22关闭的状态下，为了确认模具10的沟部10a、10b的光学纤维芯线4的安装状况，或者往模具10充填UV树脂的状况(充填情况)，因此设置有盖子22的窗口。而且，通过把开闭器35转至OFF，可以防止从盖子22的窗口处的外部光线的入射，以及防止从光源22产生的UV光向外部放射。
5)把模具10的温度升至热固化温度的40℃(时间t4～t5)，并保持在该温度(时间t5～t6～t7)。
6)然后，把模具10的温度降至25℃(时间t7～t8)。在温度下降至25℃时(时间t8)，打开盖子22，把光学纤维芯线4从模具10中取出。
在该实施例中，因为模具10、管子26、泵29、贮槽32的温度可以适当控制，所以能够提高(优化)UV树脂的流动性，将其顺利地注入模具10内，可以平滑确切地充填，从而能够防止气泡的产生。
Claims (8)
1、一种光学纤维的被覆层形成方法，其特征在于，包括如下步骤：
在光学纤维的被覆层形成部位设置光固化树脂；
在把上述光固化树脂加热至该树脂的玻璃化转变温度或其他的热固化温度的状态下，给光固化树脂照射固化用的光。
2、如权利要求1所述的光学纤维的被覆层形成方法，其特征在于，光固化树脂的加热，是通过这种加热使温度上升，使光固化树脂的温度达到预定的加热设定温度，即达到玻璃化转变温度或其他的热固化温度后，仅在预定的时间内保持该加热设定温度，
用于固化的光照射，是从向着上述加热设定温度加热升温开始时至保持加热设定温度的上述设定时间终止前连续进行。
3、如权利要求1所述的光学纤维的被覆层形成方法，其特征在于，把光学纤维的被覆层形成部位设置在模具内，把光固化树脂充填至模具内，在光学纤维的被覆层形成部位设置光固化树脂，在此，在光固化树脂充填时，加热上述模具使其达到光固化树脂流动性高的温度。
4、一种光学纤维的被覆层形成装置，其特征在于，包括：
用光固化树脂对光学纤维的被覆层形成部位进行被覆的模具；
选择性地对上述模具内的光固化树脂进行加热、冷却的加热·冷却装置；
检测上述光固化树脂温度的温度传感器；
给上述光固化树脂照射固化用光的光源；
通过上述温度传感器的温度检测输出，控制上述加热·冷却装置，从而控制上述光固化树脂温度的温度控制装置；
在此，上述温度控制装置在给上述光固化树脂照射固化用光时，把上述光固化树脂加热控制至玻璃化转变温度或其他的热固化温度，并在上述光的照射停止后，冷却控制上述光固化树脂。
5、如权利要求4所述的光学纤维的被覆层形成装置，其特征在于，采用佩尔蒂元件作为加热·冷却装置。
6、如权利要求5所述的光学纤维的被覆层形成装置，其特征在于，加热·冷却装置，除佩尔蒂元件外，还包括加热用的加热器和冷却用的附加装置。
7、如权利要求6所述的光学纤维的被覆层形成装置，其特征在于，冷却用的附加装置是由风扇或热管构成。
8、如权利要求4所述的光学纤维的被覆层形成装置，其特征在于，还包括：
储存注入模具的光固化树脂的贮槽；
从上述贮槽把光固化树脂注入上述模具的管子及泵；
上述管子、泵及贮槽分别具有加热器和温度传感器；
温度控制装置，根据上述对应的各个温度传感器的温度检测输出，控制上述管子、泵及贮槽的加热器，来控制管子、泵及贮槽的各个温度，使注入模具的光固化树脂的流动性升高。
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