CN1374537A - 制造保持偏振的多光纤光纤组件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造保持偏振的多光纤光纤组件的方法和装置。保持偏振的光缆11和12在被夹具100夹持的同时，由取向调节单元200自动取向，并再被加热器105加热以固化热固性树脂。

Description

制造保持偏振的多光纤光纤组件的方法和装置

背景技术

本发明涉及一种制造保持偏振的多光纤光纤组件的方法和装置，并尤其涉及一种易于制造这种保持偏振的多光纤光纤组件的方法和装置，该组件具有多个由多光纤套筒整装的保持偏振的光缆。

技术领域

以常规方式制造保持偏振的两光纤的光纤组件包括下列步骤，其中该组件具有由两光纤套筒整装的两个保持偏振的光缆：

(1)从保持偏振的两光缆的每一个的前端剥去几厘米长的包层；

(2)在两光纤套筒的内部空间中填充热固性树脂；

(3)把保持偏振的两光缆插入到两光纤套筒的内部空间，并把暴露的光纤部分插入到两光纤套筒的相应光纤孔中；

(4)卡住两光纤套筒使其不能转动，并且轴向转动每个保持偏振的光缆以确定保持偏振的光缆的取向；

(5)加热两光纤套筒以固化热固性树脂。

然而，常规的制造保持偏振的两光纤组件的方法具有下列缺点：

(1)把保持偏振的光缆的暴露的光纤部分插入到两光纤套筒的对应光纤孔中的步骤很麻烦；

(2)调节每个保持偏振的光缆之取向的步骤很麻烦；

(3)固化热固性树脂的步骤很麻烦。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于很容易地制造保持偏振的多光纤光纤组件的方法和装置，其中该组件具有多个由多光纤套筒整装的保持偏振的光缆。

作为本发明的第一特点，提供了一种制造保持偏振的多光纤纤维组件的方法，包括：(1)去除包层的步骤，用于从多个具有几毫米差别的保持偏振的光缆的一端去除几厘米长的包层；(2)组装步骤，用于把保持偏振的光缆插入到夹持管的对应插孔中、将光缆与并排分布在近端的暴露的光纤部分整体保持到一起并用粘度较高的热固性树脂将夹持管的插入孔的前端密封住；(3)粘结剂填充步骤，用较低粘度的热固性树脂填充多光纤套筒的内部空间；(4)光缆插入步骤，把与夹持管整装在一起的保持偏振的光缆插入到多光纤套筒的内部空间，并把它们暴露的光纤部分插入到多光纤套筒的对应光纤孔中；(5)取向调节步骤，用夹具夹持多光纤套筒以使其不转动的同时，转动每个保持偏振的光缆以确定其取向；和(6)粘结剂固化步骤，加热由夹具夹持的多光纤套筒以固化热固性树脂。

下面是作为本发明第一特点的制造保持偏振的多光纤光纤组件之方法的优点：

(1)夹持管夹持保持偏振的光缆，因而把保持偏振的光缆插入到多光纤套筒的内部空间的过程变的很容易；

(2)当从具有几毫米差别的保持偏振的光缆的一端除去几厘米长的包层、并且夹持管把保持偏振的光缆与并排分布在近端的光缆的暴露的光纤部分持为一体时，在由夹持管持为一体的保持偏振的光缆的前端出现几毫米的差异。通过前端这几毫米的差异，把保持偏振的光缆的暴露的光纤部分插入到多光纤套筒的对应光纤孔的过程变得容易；

(3)把粘度较低的热固性树脂填充到多光纤套筒的内部空间，因而，热固性树脂几乎不能干扰保持偏振的光缆的暴露的光纤部分向对应光纤孔中的插入；

(4)用粘度较高的热固性树脂密封夹持管插入孔的前端，由此禁止粘度较低的热固性树脂被吸收到夹持管的插入孔中；

(5)用夹具调节每个保持偏振的光缆的取向，使操作变得容易；

(6)在多光纤套筒由夹具固定的状态下加热热固性树脂，操作由此变得简单。

作为本发明的第二特点，提供了一种用于制造保持偏振的多光纤光纤组件的装置，包括：一个夹具和一个取向调节单元，夹具包括一个用于夹住多光纤套筒使其不能转动的套筒夹持装置和一个用于夹持保持偏振的光缆使其转动的光缆夹持装置；取向调节单元包括一个成像装置，用于对由夹具夹持的保持偏振的光缆的前端成像；一个图像处理装置，用于根据保持偏振的光缆的前端的图像识别每个保持偏振的光缆的取向；和一个取向调节控制装置，用于可控地驱动光缆夹持装置，轴向转动每个保持偏振的光缆，从而自动地调节保持偏振的光缆的取向。

利用作为本发明第二特点的用于制造保持偏振的多光纤光纤组件的装置，可以有利地执行作为本发明第一特点的制造保持偏振的多光纤光纤组件的方法。特别是，可以自动地调节每个保持偏振的光缆的取向，并且与操作者手工操作相比，可以显著地缩短调节操作所需的时间。

作为本发明的第三特点，提供了一种用于制造保持偏振的多光纤光纤组件的装置，其中布置取向调节控制装置以轴向转动保持偏振的光缆，并当过了稳定作用的时间时，检查取向。

稳定作用的时间长度优选为3～30秒。

不利因素包括热固性树脂的粘滞性以及保持偏振的光缆的扭曲和反射。当保持偏振的光缆转动并再停止时，转动运动不是立即停止，而是有一个延迟。

利用作为本发明第三特点的用于制造保持偏振的多光纤光纤组件的装置，可以有利地执行作为本发明第一特点的制造保持偏振的多光纤光纤组件的方法。特别是，当保持偏振的光缆轴向转动并当过了稳定作用的时间时，检查其取向。结果，根据保持偏振的光缆的不一致性执行取向的调节，其中不一致性是由于轴向转动停止后热固性树脂的粘滞性引起的延迟所致。

作为本发明的第四特点，提供了一种用于制造保持偏振的多光纤光纤组件的装置，其中夹具包括一个用于对套筒夹持装置夹持的多光纤套筒加热的加热装置，取向调节单元包括一个加热控制装置，用于在取向调节之后可控地驱动加热，从而加热并固化热固性树脂。

利用作为本发明第四特点的用于制造保持偏振的多光纤光纤组件的装置，可以有利地执行作为本发明第一特点的制造保持偏振的多光纤光纤组件的方法。特别是，在自动调节保持偏振的光缆取向后可以自动地加热并固化热固性树脂，并且与由操作者手工操作相比，加热及固化所需的时间可以显著地缩短。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例制造保持偏振的两光纤的光纤组件的方法步骤流程图；

图2(a)、图2(b)是解释在实施例中包层去除步骤的保持偏振的光缆的示意图；

图3(a)、图3(b)是表示本实施例中组装步骤第一阶段的夹持管的主视图和侧视图；

图4(a)、图4(b)是表示本实施例中组装步骤第二阶段的夹持管的主视图和侧视图；

图5是解释实施例中粘结剂填充步骤的两光纤套筒的截面图；

图6是解释本实施例中光缆插入步骤第一阶段的两光纤套筒的截面图；

图7是解释本实施例中光缆插入步骤第二阶段的两光纤套筒的截面图；

图8是解释本实施例中光缆插入步骤第三阶段的两光纤套筒的截面图；

图9是根据本发明用于制造保持偏振的两光纤的光纤组件的装置示意图；

图10是根据本发明用于制造保持偏振的两光纤的光纤组件的装置的工作流程图；

图11是表示第一保持偏振的光纤的前端图像的示意图；

图12是表示第一保持偏振的光纤的前端受到应力部分的图像示意图；

图13是第二保持偏振的光纤的前端图像的示意图；

图14是第二保持偏振的光纤的前端受到应力部分的图像示意图；

图15是确定用于保持偏振的光缆的取向调节的基准线的示意图；

图16是用于保持偏振的光纤的取向调节的两条基准线之间夹角的示意图；

图17是取向调节之后保持偏振的光缆的图像示意图；

图18是表示根据本发明的方法制造的对称的保持偏振的两光纤光纤组件的第一实例前端的示意图；

图19是表示根据本发明的方法制造的对称的保持偏振的两光纤光纤组件的第二实例前端的示意图；

图20是表示根据本发明的方法制造的对称的保持偏振的两光纤光纤组件的第三实例前端的示意图；

图21是表示根据本发明的方法制造的非对称的保持偏振的两光纤光纤组件的第一实例前端的示意图；

图22是表示根据本发明的方法制造的非对称的保持偏振的两光纤光纤组件的第二实例前端的示意图；

图23是表示根据本发明的方法制造的非对称的保持偏振的两光纤光纤组件的第三实例前端的示意图；

图24是表示根据本发明的方法制造的非对称的保持偏振的两光纤光纤组件的第四实例前端的示意图。

具体实施方式

下面以针对有关附图的一些优选实施例的形式对本发明做详细的描述。但应该理解，本发明并不局限于实施例。

图1是根据本发明的一个实施例制造保持偏振的两光纤的光纤组件的方法流程图。

在步骤P1，执行包层去除步骤。

如图2(a)、图2(b)所示，从第一保持偏振光缆11的一端去除例如5cm长的包层11b，从而暴露第一保持偏振的光缆11a。垂直截取第一保持偏振光缆11a的前端。

类似地，从第二保持偏振光缆12的一端去除例如4.5cm长的包层12b，从而暴露第二保持偏振的光缆12a。垂直截取第二保持偏振光缆12a的前端。

因此，两截暴露的光纤部分11c和12c的长度差例如为5mm。

在步骤P2，执行组装步骤。

如图3(a)、图3(b)所示，第一保持偏振光缆11和第二保持偏振光缆12插入到由尼龙制成的夹持管10的插入孔10a和10b中并持为一体，暴露的光纤部分11c和12c的近端11d和12d并排分布。结果，第一保持偏振光缆11的前端11e从第二保持偏振光缆12的前端延伸出5mm。图3(a)是前视图，图3(b)是侧视图。

然后，用一种具有较高粘滞性的热固性树脂4A填充在前端的两插入孔10a和10b。热固性树脂4A可以是Cemedine Co.，Ltd.的产品“High-super”，具有38000cps的粘度。另外，图4(a)是前视图，图4(b)是侧视图。

在步骤P3，执行粘结剂填充步骤。

如图5所示，把具有较低粘度的热固性树脂4B注入到两光纤套筒1的内部空间1a，该套筒包括一根不锈钢管2和一个固定安装到不锈钢管2前端的陶瓷块3。热固性树脂可以是Epoxytechnology Inc.的产品“3BND”，具有2000cps的粘度。同时，当通过真空泵的工作把第一光纤孔31和第二光纤孔32抽成真空时，它们很容易被热固性树脂4B填充。

在步骤P4，执行光缆插入步骤。

如图6所示，把由夹持管10组装的两个保持偏振的光缆11和12插入到被第二热固性树脂4B填充的两光纤套筒1的内部空间1a。具体地说，首先把第一保持偏振的光缆11的前端11e插入到第一光纤孔31中。然后把第二保持偏振的光缆12的前端12e插入到第二光纤孔32中，如图7所示。最后，把两个保持偏振的光纤11a和12a插入到对应的光纤孔31和32中，直到前端11e和12e伸出，如图8所示。

然后，从两个保持偏振的光纤11a和12a的前端11e和12e去除多余的第二热固性树脂部分。

在步骤P5中，执行取向调节步骤。

如图9所示，保持偏振的两光纤光纤组件的制造装置300包括一个夹具100和一个取向调节单元200。

夹具100具有一个设置用于夹持两光纤套筒1的套筒支架103。两光纤套筒1夹在其上下板之间不能转动。提供照明光106，用于在插入两光纤套筒1之前对处于某一位置的保持偏振的光缆11和12的包层11b和12b照明。

夹具100具有一个光缆夹具101和102的连结，设置的光缆夹具101和102分别用于夹持第一保持偏振的光缆11和第二保持偏振的光缆12。两个保持偏振的光缆11和12的每一个被夹持在上下辊之间。当下辊被伺服电极101m和102m驱动时，保持偏振的光缆11和12可以分别绕它们的轴转动。

随后，启动取向调节单元200。

图10是取向调节单元200的工作流程图。

该工作以步骤Q1开始，驱动处理器203，把显微镜201聚焦到从两光纤套筒1伸出的第一保持偏振的光缆11的前端11e。由显微镜201摄取的前端11e的图像被显示在显示器202的一半屏幕上，如图11所示。

步骤Q2进行的通过处理器203分析图像，识别第一保持偏振的光缆11前端11e的受应力部分11f、11f。两个受应力的部分11f、11f分别被标记正方形的第一图案P1和第二图案P2，如图12所示。

在步骤Q3，处理器203驱动显微镜对从两光纤套筒1伸出的第二保持偏振的光缆12的前端12e聚焦。由显微镜201摄取的第二保持偏振的光缆12的前端12e的图像被显示在显示器202的另一半显示屏上，如图13所示。

在步骤Q4，处理器203分析图像以识别第二保持偏振的光缆12前端12e的受应力部分12f、12f。受应力部分12f、12f被标记正方形的第三图案P3和第四图案P4，如图14所示。

在步骤Q5，处理器203确定一条在第一图案P1的中心和第二图案P2的中心之间延伸的基准线L1，如图15所示。还确定一条在第三图案P3和第四图案P4之间延伸的第二基准线L2。再确定一条在第一基准线L1的中心和第二基准线L2的中心之间延伸的第三基准线L3。

在步骤Q6，处理器203计算第三基准线L3从第一基准线L1顺时针转动的第一角度θ1以及第三基准线L3从第二基准线L2顺时针转动的第二角度θ2，如图16所示。

在步骤Q7中，处理器203检查由操作者预定的第一角度θ1和第一目标角度值ψ1之间的第一角度差(θ1-ψ1)是否处于允许的范围。还检查操作者预定的第二角度θ2和第二目标角度值ψ2之间的第二角度差(θ2-ψ2)是否处于允许的范围。当第一、第二角度差(θ1-ψ1)、(θ2-ψ2)处于该范围内时，程序跳到步骤Q11。如果不是，则跳到步骤Q8。

在步骤Q8，处理器203计算两个伺服电机101m和102m的转动角φ1和φ2，以使第一角度差(θ1-ψ1)和第二角度差(θ2-ψ2)处于允许范围内。

在步骤Q9，处理器203通过电机控制器204驱动伺服电机101m和102m分别转动φ1和φ2角度。

在步骤Q10，处理器203待机，直到过了特定的用于稳定的时间(如6秒钟)，程序再返回到步骤Q6。此稳定时间允许在伺服电机101m和102m停止工作后进行保持偏振的光缆11和12的角度调整，该角度调整考虑到了由于热固性树脂的粘滞性所致的角度误差。与没有稳定时间的调整相比，角度误差可以很快地得以校正，处于允许的范围内。

假设第一目标角度ψ1为90度，第二目标角度ψ2为0度，则可以使保持偏振的光缆1和12的前端11e和12e取向，如图17所示。

在步骤Q11，处理器203待机，直到在程序进行到步骤Q12之前过了特定的用于确认的时间(如30秒钟)。由于确认时间，即使当第一角度差(θ1-ψ1)和第二角度差(θ2-ψ2)偶尔降到允许的范围内而程序跳过步骤Q8～Q10时，也可以判断第一角度差(θ1-ψ1)和第二角度差(θ2-ψ2)处于允许范围内。

在步骤Q12，处理器203计算第一角度θ1和第二角度θ2。

在步骤Q13，当第一角度差(θ1-ψ1)和第二角度差(θ2-ψ2)同处于允许范围内时，处理器203的程序前进到步骤Q14，如果不是，则返回步骤Q8。

在步骤Q14～Q16，处理器203驱动加热器控制器205给加热器105通电，同时监视用于加热和固化热固性树脂4A和4B的温度传感器104，并再关掉加热器105。

加热器105可以在60℃～80℃以及从一小时到两小时的条件范围内工作。当加热低于60℃并短于一小时时，固化效果将下降。当加热高于80℃并长于两小时时，光缆11和12的性能可能受到影响。

步骤Q16之后，从夹具100中移去带有两个保持偏振的光缆11和12的两光纤套筒1，并抛光两光纤套筒1的前端。

图18是在ψ1＝90°、ψ2＝0°时制造的对称的保持偏振的两光纤光纤组件501前端的示意图。

图19是在ψ1＝0°、ψ2＝0°时制造的对称的保持偏振的两光纤光纤组件502前端的示意图。

图20是在ψ1＝90°、ψ2＝90°时制造的对称的保持偏振的两光纤光纤组件503前端的示意图。

图21是在ψ1＝90°、ψ2＝0°时制造的非对称的保持偏振的两光纤光纤组件504前端的示意图。

图22是在ψ1＝0°、ψ2＝0°时制造的非对称的保持偏振的两光纤光纤组件505前端的示意图。

图23是在ψ1＝90°、ψ2＝90°时制造的非对称的保持偏振的两光纤光纤组件506前端的示意图。

图24是在ψ 1＝0°、ψ2＝90°时制造的非对称的保持偏振的两光纤光纤组件507前端的示意图。

虽然以制造保持偏振的两光纤光纤组件的方法和装置的形式对本发明进行了描述，但同样可以应用到制造保持偏振的三光纤或多光纤的光纤组件的装置和方法。

以上的实施例是基于熊猫型保持偏振的光纤，但并不局限于这种光纤，也可以以同样的成果应用于其它类型的保持偏振的光纤。

用于制造保持偏振的多光纤光纤组件的方法和装置具有下列优点：

(1)把保持偏振的光缆插入到多光纤套筒内部空间的过程变的很容易。

(2)把保持偏振的光纤插入到多光纤套筒的对应光纤孔的过程变得容易。

(3)较低粘度的热固性树脂几乎不会干扰保持偏振的光缆向对应光纤孔中的插入。

(4)通过用粘度较高的热固性树脂密封夹持管插入孔的前端，禁止了粘度较低的热固性树脂被吸收到夹持管的插入孔中。

(5)用夹具调节每个保持偏振的光缆的取向，使操作变得容易。

(6)在多光纤套筒由夹具固定的状态下加热热固性树脂，操作由此变得简单。

特别是，根据本发明的用于制造保持偏振的多光纤光纤组件的装置还具有下列优点：

(7)自动控制每个保持偏振的光缆的取向，并且使此操作所需的时间比操作者手工操作所需的时间短。

(8)考虑到由于停止驱动轴转动的操作后的一个延迟所导致的保持偏振的光缆的方向偏差，执行取向调节。

(9)自动调节保持偏振的光缆的取向之后，自动加热和固化热固性树脂，并且使加热和固化所需的时间短于操作者手工操作所需的时间。

Claims (4)

1.一种制造保持偏振的多光纤光纤组件的方法，包括：

(1)去除包层的步骤，用于从多个具有几毫米差别的保持偏振的光缆的一端去除几厘米长的包层；

(2)组装步骤，用于把保持偏振的光缆插入到夹持管的对应插孔中、将光缆与并排分布在近端的暴露的光纤部分整体保持到一起并用粘度较高的热固性树脂将夹持管的插入孔的前端密封住；

(3)粘结剂填充步骤，用较低粘度的热固性树脂填充多光纤套筒的内部空间；

(4)光缆插入步骤，把与夹持管整装在一起的保持偏振的光缆插入到多光纤套筒的内部空间，并把它们暴露的光纤部分插入到多光纤套筒的对应光纤孔中；

(5)取向调节步骤，用夹具夹持多光纤套筒以使其不转动的同时，转动每个保持偏振的光缆以确定其取向；和

(6)粘结剂固化步骤，加热由夹具夹持的多光纤套筒以固化热固性树脂。

2.一种用于制造保持偏振的多光纤光纤组件的装置，包括：

一个夹具和一个取向调节单元，夹具包括一个用于夹住多光纤套筒使其不能转动的套筒夹持装置和一个用于夹持保持偏振的光缆使其转动的光缆夹持装置；取向调节单元包括一个成像装置，用于对由夹具夹持的保持偏振的光缆的前端成像；一个图像处理装置，用于根据保持偏振的光缆的前端的图像识别每个保持偏振的光缆的取向；和一个取向调节控制装置，用于可控地驱动光缆夹持装置，以轴向转动每个保持偏振的光缆，从而自动调节保持偏振的光缆的取向。

3.如权利要求2所述的制造保持偏振的多光纤光纤组件的装置，其特征在于把取向调节控制装置布置成轴向转动保持偏振的光缆，并当过了稳定作用的时间时，检查取向。

4.如权利要求2或3所述的制造保持偏振的多光纤光纤组件的装置，其特征在于夹具包括一个用于对由套筒夹持装置夹持的多光纤套筒加热的加热装置，取向调节单元包括一个加热控制装置，用于在取向调节之后可控制地驱动加热，从而加热并固化热固性树脂。

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