CN1493009A - 细丝张紧装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种细丝敷涂装置包括：一可松开地固定一细丝的一架子、以及一安装在架子上而在第1位置和第2位置之间摆动的滑架。在滑架上有一第1细丝夹持固定器、并有一与第1细丝夹持固定器轴向对齐的第2细丝夹持固定器，它们用来将较佳地为一光纤的一被测细丝固定住，该被测细丝部分位于所述第1细丝夹持固定器和所述第2细丝夹持固定器之间的第1边界和第2边界之内，且其中含有所述裸露部分。至少一个喷头安装在架子的第1位置处，同时至少一个辐射源安装在架子的第2位置处。当滑车在第1位置和第2位置之间摆动时，被测细丝部分在喷头和辐射源之间运动，以使裸露部分从第1边界到第2边界都喷涂到来自喷头的可固化的涂料成分，然后通过将之暴露于辐射源的辐射中而使可固化涂层固化。

Description

细丝张紧装置和方法

技术领域

本发明涉及一种对作为光纤形式的细丝进行处理的加工工艺和方法，该工艺方法在对这种细丝进行至少局部自动化的多个加工作业过程中很便于处理。更具体地说，本发明涉及：通过包括机械剥离、酸洗剥离、布拉格光栅写入以及光纤复涂和测试在内的一系列加工作业，在光纤的至少一部分长度上进行使之含有布拉格光栅的加工作业中可很便捷紧凑地加工光纤。

背景技术

在各种科学应用和民用场合，把玻璃作为一种选用材料已有数百年之久了。从早期利用棱镜玻璃来将光纤分成其单元色起，玻璃就被广泛地应用于控制或调节光束特性的光学器件中。玻璃构件的变光特性的近期快速扩展应用包括高纯度玻璃细丝的拉丝，它就是通常称为的光纤，它用于在光发射和接受位置之间传送光信号。

在十九世纪七十年代，开始将光纤用于内部通讯，而在八十年代初建立了许多小型光纤网络。这些网络的应用就此一直扩展而替代了现有的同轴电缆系统。光纤通讯网络的优点包括成本低、用来校正信号失真的信号复现器少以及比同轴电缆网信号运载容量高。

光纤系统的容量连续不断地加大。在1980年的第1系统可每秒发送45兆。现行系统每秒可发送高达5千兆。光纤网络的近代应用的延伸扩展使得它已经基本上取代了所有的洲际电缆网，而且还在连续不断地创建全新的网络。有一种预言声称：全世界各大洲都将变成为全球光纤网络的组成部分。

光纤系统包括三个主要部分：发射电路和光源、光检测器和接收电路以及光纤。发射电路将电信号进行变换用以调制产生发射用光信号的光源。将光源与第一长度的光纤相连用于将光信号传送该光纤所经过的距离。在光纤的终端安装光检测器和接收电路而形成一通讯链。利用多条通讯链来构成发射器和接受器的延伸网络。

光纤网络的相互连接要求有成为光连接器形式的高精度器件，这些光连接器将光纤与周边设备和其他光纤相连而保持适当的信号强度。在运作中光连接器将此细小的光纤中心定位成光纤集合核心直接叠合、并与光发射源或另一条光纤对准。各光纤段也可采用拼接或融合拼接技术拼接在一起。

可将一些特殊性质构成在所选定的、较短长度的光纤中而被拼接在光纤网络中。一种光纤布拉格光栅代表一种可通过直接暴露于紫外光中而被引入或写入到一光纤中的变光特性。写入这些光栅的能力就可制成各种器件。例如，可将布拉格光栅加到电讯系统中以控制激光的波长，用以形成散射补偿，以及做成长周期光栅形式，用以改变光纤放大器的增益。在电讯业以外的光纤布拉格光栅的应用还包括光谱学测量和远距离传感。

将诸如布拉格光栅引入一光纤中的工艺过程还包括在一系列的加工作业中要求对较短长度的光纤进行处理的许多步骤。通常要求在将光纤的物理性能改变为含有一布拉格光栅之前，去除光纤的保护涂层。在写入布拉格光栅之后，对光纤进行退火和复涂。

几乎没有揭示过有关改变光纤特性、以使之形成折射指数光栅的工艺过程的自动化问题。有一些内容提及的也是个别工艺步骤，而不是可容易地归入一自动化顺序的形式。例如，在美国专利U.S.5,988,556中所述的光纤装载问题。该专利涉及将一连续长度的光纤从一光纤供源自动卷绕到运输卷筒的第1和第2部分上。该卷绕机包括一收集连续长度的光纤的第1部分并将之卷绕在卷筒的第1部分上的第1装置、以及一用以将该连续长度的光纤的第2部分卷绕在该卷筒的第2部分上的第2装置。没有提到卷成卷筒的光纤具有除了运输包装的用途以外的用途。美国专利U.S.6,027,062揭示了一种自动动卷绕机，它包括光纤供给和收集装置，它将光纤运送给一装线装置，该装置自动地将光纤装到一卷筒上。这与美国专利U.S.4,511,095形成一卷绕在一线轴或类似结构上的目的相似。

可堆叠的、处理和管理光纤用的线盒的应用是众所周知的，尤其是用以储存各种长度的拼接并纤。线盒通常包括浅碟形的底盘和用来围住松驰的盘卷光纤的周边。松驰的光纤盘卷没有如卷成卷筒的光纤那样的紧凑的结构。美国专利U.S.5,894,540中所述的盘卷光纤的一种中间形式可通过一将某一长度的细丝材料保持成一带有最小弯曲半径的包装结构的组件来形成。细丝或光纤可绕安装于一支承板上的卷筒来包装。调整在卷筒之间的间距可将松驰部分从包绕在其上的光纤中除去。光纤盒和有关的光纤保持组件可将松驰的光纤整成通常紧接在各段光纤连接之后的整齐的存储状态。美国专利U.S.6,088,503确认了可将光纤盒用作拼接前、拼接时和拼接后的光纤的保持器。该专利还揭示了一种用来将一对光纤端对准并保持住、用以为光纤拼接作好准备的卡夹工具。

线盒和有关的光纤管理组件可在光纤的连接和拼接部分周围将光纤形成整齐的储存状态。没有看到有将这种储存容器在光纤装置加工时用作加工、管理光纤长度段的内容。有一加工工艺要求去除保护隔离层和涂层以露出裸露的光纤表面。已知有几种加工工艺可用于从光纤的表面去除诸如保护隔离层和涂层之类的保护层。它们包括机械剥离、化学剥离和热剥离。

光纤和有关有涂层的细丝的机械剥离要求对强回火的刀片仔细定位以将光纤的裸露部分外露出来而不使光纤表面受到割伤、擦伤或其他的机械损伤。已知有一些机械剥离的方法涉及到割刀设计和如何使涂层从光纤的表面上除去的问题。机械剥离的良好应用包括在将细丝端相连接在一起之前从光纤绝缘导线和有关细丝的端部除去保护层。美国专利U.S.4,434,554揭示了一种光纤剥离装置，它包括一具有许多深度适宜的、光纤接受通道的平底，以确保刀片穿过涂层时只从每根光纤上去除保护隔离涂层。刀片平行于光纤或光纤组的轴线移动，通过切削作用而去除保护材料。根据光纤直径而定的通道尺寸决定所选的平底，用以形成一剥离光纤而不使光纤本身受损伤的装置。

避免光纤的裸露部分损伤的一个方法要求使用设计成穿过保护隔离层或光纤涂层而不碰到光纤表面的刀片。适宜的刀片的刀口呈半圆形，其半径比裸露光纤的半径稍大些。在两个刀片的切割边要碰到光纤表面之前，该两个穿过光纤周围之保护层的相对的刀片相互阻挡。在穿过了靠近光纤端部的保护层后，刀片平行于光纤轴的运动除去了一段表层而形成一不与刀片相接触的裸露光纤端。美国专利—包括U.S.4,630,406、U.S.5,269,206、U.S.5,481,638和U.S.5,684,910揭示了用于从例如绝缘电线和光纤上切除绝缘隔离层用刀片的设计和制造。利用这种刀片的、有成效的机械剥离可要求附加的处理，包括如美国专利U.S.5,481,638中那样的软化保护层的处理，在该美国专利中要求有一灌满化学药剂的腔室、用以先软化封装层而后在剥离之后从刀片上清除塑料材料。美国专利U.S.5,684,910给我们提供了一种具有改进的机械可剥离性能的光纤。其改进之处包括采用在光纤涂层和保护隔离层之间的一脆性易碎分界层，以利于从裸露的光纤上分离。先前已有的内容还包括用以穿过涂层的垂直细丝轴线的初始刀片运动，以及随后用以通过保护层的位移而露出裸露的细丝端的、与细丝轴线平行的运动。

除机械剥离外，作为要制备光纤的裸露端的另一种方法也可采用化学剥离。美国专利U.S.4,865,411和U.S.4,976,596阐述了通过由一化学浴槽逐步消去涂层来进行可控制地除去涂层的方法，用以在裸露玻璃纤维表面附近形成一浅锥形。按照美国专利U.S.5,451,294的一种固定装置在将涂层光纤的端部浸入化学浴槽中去从端部浴解去除涂层时提供支承。化学剥离方法会包含有与化学药品特别相关的一般问题，如在此情况下，当化学剥离涉及到腐蚀性液体时那样。

可采用热气体剥离来替代机械式化学剥离。该工艺的一个例子描述在美国专利U.S.6,123,801中，它采用一热的惰性气体来熔化保护隔离涂层并将之从光纤表面上吹除。此工艺要求有温度在800℃范围的高压气流来从光纤上剥离涂层。美国专利U.S.5,939,136描述了用以准备光纤器件的工艺过程，它包括从光纤上加热去除涂层，较佳地采用一加热气流来进行。

要从光纤上除去保护隔离层和有关涂层的原因在于需要在光纤的芯线中通过写入折射指数光栅(亦称为布拉格光栅)来改变光纤的性质。在将裸露的光纤暴露于一紫外激光器或类似的曝光装置的光辐射中时就会发生折射指数变化。大多数的光纤保护涂层都会吸收这种光纤的调质辐射。这就说明了要在写入折射指数光栅之前先要去除涂层的原因。

含有折射指数光栅的光纤，若不再作加工则在其应用于光纤装置中之前其裸露部分就要敷涂保护层。广泛采用的、复涂光纤的裸露段用的方法包括专用涂层模具。对生产制造中与敷涂拉成细丝的光纤类似的方法也已有阐述。

在美国专利U.S.4,410,561中所述的复涂模具采用一种组合模的模具结构来形成有涂层的光纤。由闭合模具所构成的空腔的尺寸和方式形成一空间，在注射了可固化的、保护层液体复涂成分时该空间就灌满。这是为了避免在模具内部夹入空气所要求的，因为夹入的空气会导致复涂光纤段有缺陷。要完全灌满腔可用故意加压。美国专利U.S.5,022,735采用一螺旋型柱塞来将复涂液体加压注入普通的复涂模具中。有一些模具包含有固化装置，以形成完全的光纤复涂段。例如，美国专利U.S.4,662,307采用一含有一注射口和紫外光纤口的组合模具，光纤可通过该紫外光纤口通入而使复涂成分固化。该固化工艺要求多个光源。

要对一从预制坯料拉丝而成的光纤进行敷涂通常要将浸没的光纤沿垂向放置。当其向下移动时，光纤在通过一尺寸定为敷涂光纤所要求的外径大小的小孔之前，可先通过一涂层液槽。如美国专利U.S.6,069,988所指出的那样，可采用这样的工艺来复涂已包有一布拉格光栅的光纤裸露段。在光纤从小孔出来时，它又穿过一固化辐射源区。该固化辐射与写入布拉格光栅所用的辐射不同，它不破坏或改变光栅的特性。

在日本专利JP60-122754和JP61-40846中有用于将保护塑料涂层喷涂到从拉丝塔中出来的光纤上的内容。要复盖住光纤的全部周面就要求采用多喷头或者特殊的喷涂围掩体。采用多个喷头仅将一部分的喷沫喷在拉成丝的光纤表面上，而采用专用围掩体要涉及到复杂的光纤装入工艺问题。

光纤剥离、调质和复涂的工艺过程的每一点都要求注意防止脆性易碎的光纤的损伤。光纤的损伤可因机械接触或受到拉力、扭力和弯曲力时都会发生。

过度的弯曲会改变光纤的光学特性。不符合所要求的光学特性会导致光学器件不合格并增加器件的制造成本。需要改进用于处理要在拉丝后加工的光纤的措施，以降低损坏的发生率，从而降低成本、提高光纤器件的生产率。

本发明的简要阐述

本发明旨在满足在包括细丝中形成结构和有关的变化的加工步骤在内的生产作业中有效且紧凑地处理细丝材料的需要。在用于光纤时，一个器件—这里称之为细丝管理器可形成一光纤的紧凑结构。细丝管理器可将至少光纤的一部分较精确地定位，以利于与光耦合器、融合耦合器和锥形头光纤器件之类相关的光纤加工。光纤调质也会涉及到所采取的用以改变光纤的内在特性或用以将一光纤组合到一功能性组件中的行动。光纤的内在特性随着其折射指数性能的调整而改变，正如在形成各种光纤的布拉格光栅中的那样。将一光纤组合到一功能性组件中可构成诸如温度补偿光纤布拉格光栅之类的有用的器件。根据本发明，折射指数改变和功能性组件生产采用一细丝管理器，该管理器将光纤配置在一可锁定卷筒和一旋转卷筒之间，用以将要调质的光纤的中间部分剥露出来。

可采用一计算机控制或其他编程控制的光纤分配器来将上述数量的、基本不受扭曲的光纤安装在一对置于一公共轴线上的卷筒之间。在光纤装好后，卷筒是分开的，光纤在其间延伸，且卷筒被装到一用以储存光纤和进一步加工光纤的细丝管理器上。采用计算机控制的分配器并与细丝管理器合起来就可将所选长度的光纤精确协调地装载并管理在细丝管理器的界限之内。控制装载过程就可对多个含有管理成类似形式的大致相等长度的光纤的保持盒进行生产作业。在将光纤成功地装入后，细丝管理器构成一普通的器件来处理光纤，使之通过生产光纤器件所要求的加工工艺作业。较佳地，细丝管理器包括用于将一5g至100g之间的张力施加到所保持的细丝上去的装置。

各种器件采用已作了结构性调质的光纤，用以在至少其长度的一部分上形成含有在线中的光的波导折射指数光栅。光栅的物理特性变动可使之定制成用于特定场合。在一实施例中，本发明通过包括光纤的机械剥离、酸洗剥离、引出接续端线、光纤的布拉格光栅写入、退火和光学测量及其随后的复涂和测试。测试的最后步骤，包括光纤质保测试，旨在确认已达到所要求的光纤布拉格光栅的性能要求。

加工过程的每个作业和步骤要求将1个或多个细丝管理器安装到专门设计用来完成指定步骤的、1个或多个细丝加工器或装置上。这就要求细丝管理器的尺寸和形状含有允许与几个细丝加工器便于连接的设计内涵。在可与几种细丝加工器合适连接的同时，细丝管理器的一个重要的要求是上述细丝长度的容量可大致几米之长。较佳地，在光纤的情况中细丝管理器将大部分的细丝长度保持在一对卷筒上而留出细丝的一部分来作加工。一个卷筒保持两段沿同样方向卷绕在一分割开的两个卷筒芯的分离两侧上。光纤的一部分在一对卷筒之间延伸，而光纤的另一部分形成一容易从各卷筒上放开来的接续用部分。在光纤的连续长度的每一端上都有一接续用的部分。

在将光纤的连续长度卷绕在一对卷筒之间、并将卷筒定位在支承板上后，就可加工处理光纤而很少要担心损伤光纤。采用细丝管理器还容易触及到光纤的一部分。容易触及到光纤的这一部分就可使之通过先从其表面上去除保护涂层而对之调质，且随后作改变其物理和光学特性的作业，如同在将光纤的布拉格光栅写入光纤的裸露部分中那样。细丝管理器可使将调质的光纤的那个部分的重现定位成为可能。重现定位导致可通过至少有几个步骤是自动化的加工过程来实施的作业来预报细丝或光纤调质的结果。

如前所述，细丝管理器可使细丝或光纤的一部分适当地定位用于加工。根据本发明的光纤布拉格光栅的形成要求任何的保护涂层以及这里所说的保护隔离层都应在布拉格光栅写入之前去除掉。涂层可用液体或机械或加热剥离的方法去除。

复盖有单一聚合层的光纤(这里称之为初级保护隔离层)可只用浓酸液体剥离来将保护隔离层去除。多层保护层(包括本发明的初级保护隔离层和二级保护隔离层)较佳地采用机械剥离、随后再结合酸洗剥离的方法。在此，酸洗剥离涉及到剩余涂层材料溶解在酸媒体中，还要对至少光纤的一部分进行清水喷淋和溶剂清洗。涂层的起始移离要求有专门设计的机械剥离设备，该设备包括有一用于将要除去其保护层的光纤的这部分精确定位的细丝管理器。机械剥离设备可以设计成用于普通的单一细丝管理器或多个单件堆叠而成的复合结构。取决于细丝管理器的个数而造成同时处理1根或多根光纤。通过机械剥离的涂层移位形成了通向裸露光纤的缝隙，而后，通过此缝隙酸液可穿透进入而更快地从该光纤部分上将涂层溶解下来。

较佳地，用酸洗剥离去除的涂层要有一个对包括在堆叠结构中的每一个细丝管理器形成一个环圈的装置。构建该装置是为了形成具有大致相同尺寸的多个细丝管理器。每个环圈平面与其最近的一个相平行。通过将环圈的精确部分浸入在酸液浴槽中就可对1个或多个光纤环圈进行酸洗剥离。每个环圈浸入在酸液浴槽中以深度控制了从光纤上去除保护涂层的长度，用以提供具有剥离成光纤的硅表面的裸露部分的光纤。

在堆叠结构中的所有光纤都已机械剥离和酸洗剥离之后，每根光纤的接续用端用手工松开，并用接续用尾线连接器编排成组。接续用尾线端离开每个细丝管理器端的长度大约为1米。

作为进一步的改进，本发明的细丝管理器还可包括一用于将光纤尾端终止于平面、且在细丝管理器的边界之内的普通光纤连接器。光纤的连接器终端可减小光纤接续用部分的长度，而仍然可提供便于接到外接光纤器件的连接点。这种形式的光纤的紧凑编排将该长度的光纤配置在细丝管理器的表面上，而没有任何挂过管理器边缘的光纤部分。可被用于与任何种类的光纤器件的相互连接，以通过缩短接续用尾端的长度来减小光纤的总长度。光纤总长度的减小可说成为是与每个装有与连接到光纤连接器终端的接续用尾线的细丝管理器相关连的成本节约。

紧跟着编组排列接续用尾端，形成堆叠状的每个细丝管理器提供了一个清洁、干燥的、可定位于一光纤布拉格光栅写入装置中的裸露光纤部分。在从细丝管理器所保持的细丝上松开张力后，在将光纤的该部分调质以产生布拉格光栅之前，该布拉格光栅写入装置就将一所选定的张力加到该部分上。具有基本上同一波长响应的多根光纤产生布拉格光栅要求精确对准，并对每根装载在光纤布拉格光栅写入装置中的光纤施加相同大小的张力。光纤部分与布拉格光栅装置的精确对准取决于细丝管理器和布拉格光栅写入装置相互间相对恒定不变的定位特征。恒定的装载和光纤部分的张力取决于音圈驱动机构和空气悬空轴承的应用，此两项应用有助于实现基本上不受牵拉的高精度调节。

在将一光纤的合适部分放到光纤布拉格光栅写入装置中的张力之下后，可通过观察由写入过程所产生的波长包络线的显示来监测布拉格光栅写入的过程。信号的信息资料从一光纤经过在设备与光纤接续用尾端之间的连接而行进到合适的监测装置中。这就提供了在写入时的光栅质量的反馈，并表示出一便于对写入的光纤布拉格光栅为可接受或不可接受的决定点。

在加热退火装置中进行光纤的退火，并完成若干有关完成光纤布拉格光栅写入的要求。该加工步骤在大约300℃的温度下进行3分钟以上的时间。退火加工可使布拉格光栅对波长的漂移稳定化，其时间期限可超过20至25年。

在退火和光学确认光栅中心波长符合要求以后，在最终测试之前要将光纤和相关的布拉格光栅准备好去进行复涂。复涂作业采用为单一个细丝管理器或者较佳地为本发明的堆叠结构的细丝管理器所设计制造的装置。可以采用模具内复涂、喷涂或挤压模涂层工艺来将各光纤的原先剥离部分进行复涂。在此，注射模具敷涂涉及到普通的模具内的复涂。喷涂采用在喷头和固化辐射光源之间的多路光纤。挤压复涂工艺采用一组合模具，该模具可以定位在一光纤周围，当挤压头移过无涂层光纤部分的长度时，在光纤的周围敷涂可固化的涂料成分。较佳地，模具头具有一辐射源，而挤压出来的涂层通过外露于辐射源区而固化。这就可使复涂的材料紧接着就固化。

复涂涂层材料以保护已形成在光纤中的布拉格光栅就是可用于电讯和有关应用中的产生光纤之布拉格光栅的最终加工过程。最后的产品的最终检查决定它是否通得过张力拉伸和目测检验要求。很好地符合要求之后，保持着一完工的光纤布拉格光栅的卷筒可以移离细丝管理器，并被用来方便地保存、包装和运输最终产品。一种用于运输的方便的包装形式要求在将之移离细丝管理器后将整个连续长度布拉格光栅的光纤转移到一卷筒上。这个卷筒的设计方案具有一用于将光纤布拉格光栅元件随着整个长度的光纤转移到一卷筒上的保护罩。

更具体地说，本发明提供了一种制造一光纤折射指数光栅的方法。便宜的方法包括提供一在第1卷筒和第2卷筒之间、基本上不受扭力的光纤段，并将第1卷筒和第2卷筒装到一支杆上。该支杆具有一与第2表面相对的第1表面，用以提供一包括作为一可锁定卷筒的第1卷筒和作为一旋转卷筒的第2卷筒在内的细丝管理器。细丝管理器还包括一与旋转卷筒相耦连的拉伸器，用以给设置于可锁定卷筒和旋转卷筒之间的该段光纤的至少中间部分施加张力，在受有张力的情况下进一步的加工工艺包括在将一可控制的张力加到光纤的中间部分之前、从光纤的中间部分去除至少保护隔离层涂料。然后，可通过在将中间部分暴露于高强度光化学辐射的干扰图形中来改变中间部分的折射指数特性，而将一折射指数光栅写入，以产生该折射指数光栅。在成形后，可将光栅退火，同时，该最后制成的光纤装置作测试证实确认为所要求的性能特征。

上述方法采用一细丝管理器，该管理器包括一具有与第2表面相对的第1表面，还包括一与所述第1表面和安装在所述第2表面上的垫块相连接的管理器座。它具有一邻近支杆的第1表面的可锁定卷筒、一邻近支杆的第1表面的旋转卷筒、以及一安装在支杆的第2表面上的拉伸器。该拉伸器含有一用于固连到旋转卷筒上的张力丝，用以对旋转卷筒施加一张力而将张力传送给设置在可锁定卷筒和旋转卷筒之间的细丝。有一松驰组件可有选择地减小施加给细丝的张力。该组件包括：张力丝，它提供拉伸器和旋转卷筒之间的连接；张力丝通入口；以及至少一个滑轮，它用来使张力丝与张力丝通入口对准。细丝管理器的其他部分包括：至少一块安装板，它与支杆整体形成且从那儿向外延伸；以及至少一导杆，它限定了可锁定卷筒和旋转卷筒之间的细丝通道。此外，导杆是可旋转地安装在安装板上且邻近支杆的第1表面，用以使细丝通道与支杆间隔开。

在折射指数光栅的制造过程中，机械剥离装置从一成为光纤形式的、复有树脂涂层的细丝上移离树脂，它是通过在细丝两端间形成一可除去的套管部分来实现的。机械剥离装置包含有一底座，该底座具有一装在底座上的第1夹头，用以将细丝保持在第1位置。有一第2夹头装在底座上，它与第1夹头有一间隔距离并与之轴向对准而将细丝保持在一第2位置。该装置具有一第1组切割刀片，它们安装在底座上邻近于第1夹头处。第1组切割刀片包括第1上部刀片和第1下部刀片。每一个上、下部刀片都具有拱形的刀口，用以割入第1位置附近复有树脂涂层之细丝周围的树脂。第2组切割刀片安装在底座上邻近第2夹头处，装成使第1组切割刀片离第2组切割刀片间隔开一距离。在切割刀片之间的距离比夹头之间的间隔距离要小些，第2组切割刀片包括第1上部刀片和第2下部刀片，每个刀片都有拱形刀口，用以割入第2位置附近复有树脂涂层之细丝周围的树脂。安装在底座上并与第1组和第2组切割刀片相连的刀片致动器使第1上、下部刀片一起移动。在移动过程中刀口穿过第1位置附近、复有树脂涂层之细丝周围的树脂。刀片致动器还使第2上、下部刀片同时移动、而使刀口穿过第2位置附近、复有树脂涂层之细丝周围的树脂。在将树脂从复有树脂涂层之细丝上移离的过程中，在底座上还有一偏置元件来相互对向移动第1、2组切割刀片，用以形成可去除的套管部分。

通过一种从光纤相对两端间的复有树脂涂层之光纤上移离树脂的方法可形成可去除的套管部分。该方法设有：一机械剥离装置，它包括：一第1夹头，用以将光纤保持在第1位置；一第2夹头，它离第1夹头有一间隔距离且与之轴向对准，用以将光纤保持在第2位置。机械剥离装置的第1组切割刀片在第1夹头近傍，用以割入第1位置附近、复有树脂涂层之光纤周围的树脂。第2组切割刀片在第2夹头近傍，用以割入第2位置附近、复有树脂涂层之光纤周围的树脂。第1组切割刀片离第2组切割刀片间隔一距离，该距离比第1、2夹头之间的间隔距离要小些。在从复有树脂涂层的光纤上去除树脂的过程中，第1、2组刀割刀片用于相互相对运动，用以形成可去除的套管部分。移离树脂的步骤包括：将光纤夹持在第1夹头中以及将光纤夹持在第2夹头中，使光纤处在受拉伸的情况下。第1和第2组切割刀片的割入树脂运作产生出在其每一端处都有一间隙的可去除的套管。在每一端处的间隙，在第1和第2组切割刀片相互相对移动时从树脂层所形成的锥形过渡段分离出可去除的套管，而使裸露细丝部分外露出来。

根据本发明的另一方面内容，可利用一种装置在用化学剥离方法从例如光纤上剥离树脂之前将一段细丝形成一环圈，该装置包括一容器，该容器具有一前壁和一后壁，前壁具有一形成在其上的前导向槽，而后壁具有形成在其上的后导向槽，后导向槽与前导向槽相平行且在同一平面内。该容器还包括一底板，它具有形成在前、后壁之间且与它们平行的、至少一根槽。第1细丝卡爪在第1位置处具有一固定的弹性辊和一将细丝卡夹在其间的、可定位的压力缸。固定的弹性辊可旋转地装在从前壁到后壁的位置上，装成使可定位的压力缸安装在固定弹性辊的近傍、在用于定位于其间的前、后导槽之间。第2细丝卡爪离第1细丝卡爪有一间隔距离，且在那儿基本上成轴向对准。第2细丝卡爪向着第1细丝卡爪移动，以减小间隔距离而使第1位置靠近第2位置，从而在第1和第2细丝卡爪之间形成一细丝环圈。细丝的环圈延伸通过一槽至该容器底板以下，在那儿可将之引入到其中有溶剂的储存槽中，以使至少细丝的环圈的一部分处在溶剂中而从环圈的该部分上溶解掉树脂。本发明的环圈形成容器的尺寸可以容纳1个或多个在可锁定卷筒和旋转卷筒之间具有细丝的细丝管理器。通过环圈形成容器形成1个或多个环圈的步骤可以包括在从一个复有树脂涂层的细丝、较佳地为光纤上用化学剥离方法剥离树脂的加工过程中。

本发明的细丝加工工艺要求采用一具有一有打开和关闭位置的卡爪的细丝卡爪固定装置。该卡爪还包括一下卡口座和一与下卡口座相连的下卡口，下卡口具有一平面和一形成于其上的端部开口的V形通道，该通道开向平面，以接受细丝的至少一部分。细丝卡夹固定装置也具有一上卡口座和一上卡口组件。上卡口组件具有一装在上卡口座上的支承凸缘。该支承凸缘具有一支承面，并有一基本上呈锥形的凹陷部分。一光纤卡扣包含在上卡口组件中，它具有一与结构面相对的接触面。结构面具有一端部开口的、基本上为矩形截面的沟槽。有一个在光纤卡扣的接触面上所形成的基本上锥形的下陷部分。端部开口的沟槽和V形的通道沿纵向对准，在卡爪处于关闭位置时它与细丝的至少一部分接触。多个弹簧连接器将卡扣保持在支承凸缘上。还有角度补偿器被多个弹簧连接器所产生的力限定在支承表面的凹陷部分和接触面的下陷部分之间。角度补偿器保持支承凸缘离光纤卡扣的间隔距离，而使它们可单独地移动。这就可得到光纤卡扣的精密调节作用，它是在紧接着卡爪从打开位置移到关闭位置后、在其间夹持有一细丝(较佳地为一光纤)的端部开口的沟槽和V形通道的接触点处施加基本相等的力的缘故。

本发明还提供一用于可松开地固定一细丝成张紧状态的细丝张紧装置。该张紧装置包括一张力保持器和一对卡爪。张力保持器包括至少一根支杆和一可移动地安装在支杆上第1位置处的第1滑架。第1滑架包括具有第1卡爪和音圈的上表面，音圈装在此滑架上用以相对于支杆移动。第2滑架可移动地安装在支杆上的第2位置处，装成在第1和第2位置间有一间隔距离。第2滑架包括具有第2卡爪和负载传感器的上平面，负载传感器装在此滑架上用以相对于支杆移动。第2卡爪与第1卡爪沿轴向对准，用以将位于第1和第2卡爪之间、第1和第2界限之内、包括其裸露部分在内的一被测细丝部分固定住。一导杆从音圈延伸出来以与负载传感器相接触，用以调节第1位置离开第2位置的间隔距离，从而在音圈激活时来改变施加在被测细丝部分上的张力。张力装置的这对卡爪是与第1和第2夹头轴向对准的，用以将被测细丝部分的裸露部分基本固定住。本发明的细丝张紧装置可包括一耦合器，用以安装一细丝管理器来将细丝(较佳地为一光纤)定位而被夹持在第1和第2夹头之间，细丝管理器将一细丝保持在可锁定卷筒和旋转卷筒之间。

已从其上除去了树脂的细丝可用本发明的细丝复涂装置的方法来进行敷涂。这种细丝复涂装置包括一可松开地固定细丝的架子以及一安装在该架子上、用以在第1和第2位置之间摆动的滑架。该复涂装置具有安装在滑架上的第1细丝夹持固定装置。在滑架上与第1细丝夹持固定装置轴向对准还安装有一第2细丝夹持固定装置。这些固定装置将位于第1和第2细丝夹持固定装置之间、第1和第2界限之内、包括其裸露部分在内的一被测细丝部分固定住。至少一个喷头安装在架子上第1位置处。一辐射源安装在架子上第2位置处。在滑架于第1和第2位置间摆动时被测细丝部分在一喷头和辐射源之间移动，以使裸露部分接受自喷头喷出的可固化涂料。涂头从第1界限至第2界限喷涂涂料。通过将之暴露于辐射源的辐射区而形成可固化涂层的固化。可采用如一空气刀之类的转向器来使可固化涂料成分的细雾转向，用以可选择地将涂料成分定向于多根、绕喷头编成组的细丝(较佳地为光纤)的裸露部分。可通过采用第1成分和在第1涂料成分上敷涂第2涂料成分的方法来将不同的涂料成分敷涂到细丝的裸露部分，用以形成复涂细丝。最后制成的细丝包含有多层涂料。

本发明的另一种细丝复涂装置包括一平面和一安装在该平面上的挤压涂料组件。该挤压涂料组件包括一第1细丝卡夹卡扣和一第2细丝卡夹卡扣。位于第1和第2界限之内、包括其上的裸露部分在内的被测细丝部分处在第1和第2夹持夹头之间。一喷涂头包括一模具板，该板具有形成于其上的一个端部开口的通道，它包括形成于其上、在辐射源附近的一液体进口和一气体口。该敷涂头还包括一罩盖模具板，它具有一形成于其上、端部开口的细长槽。该罩盖模具板具有一与模具板相连的铰链连接，用以使罩盖模具板在打开和关闭位置之间转动。在关闭位置中，罩盖模具板处在模具板的近傍，而该通道与细长槽对准，用以形成通过敷涂头而开口以环绕一段裸露部分的管道。在敷涂头近傍的一直线运输机构包括一导杆和一可滑动地安装在其上、用以沿导杆移动的滑架。从滑架到敷涂头的连杆在滑架运动时使敷涂头作直线运动，从而使敷涂头从第1界限移动至第2界限。可固化的液体可从液体进口挤出，而自辐射源辐射出来的能量使可固化液体固化，由此来复涂细丝的裸露部分。

挤压敷涂细丝的方法包括要设置一在固定卷筒和旋转卷筒之间延伸的细丝的细丝管理器的步骤，用以提供一细丝(较佳地为一光纤)的被测细丝部分和一裸露细丝部分。光纤的裸露部分的复涂紧接在将细丝管理器安装到一挤压敷涂固定装置上之后，该固定装置包括一导杆和一可移动地安装在该导杆上的滑架。一敷涂模具包括一敷涂头和一辐射源连接在滑架上。敷涂头具有一开口，用以将一固化的涂料成分导向到位于形成在敷涂模具内并延伸经过其的一通道中的裸露部分。将可固化涂料成分敷涂到裸露细丝部分上，用以提供一复涂的细丝部分，随后就将复涂的细丝部分暴露于辐射源的辐射区中以将敷涂于裸露部分的可固化的涂料成分固化。

术语的定义

文中术语“裸露光纤”或“裸露光纤部分”或“剥离的光纤”之类的词组系指其保护涂层已被去除而露出光纤的硅表面的光纤部分。

如同本文所用的那样，术语“包皮”系指拉丝时光纤的外表层。

文中术语“保护隔离层”或“初级保护隔离层”系指裸露光纤紧靠的聚酯或树脂层。

文中所用术语“涂层”或“二级保护隔离层”系指接在保护隔离层或初级保护隔离层外的聚酯或树脂层。

文中所用术语“树脂”是用来说明细丝、尤其是光纤的聚酯复层的一般性术语。上述所定义的保护隔离层和涂层所用的材料也在树脂的一般性术语范围之内。

文中“细丝”系指纤维结构、较佳地为一“硅细丝”。根据本发明，光纤是一种较佳的细丝形式。

术语“锥形过渡段”系指在将复有涂层的光纤进行本发明的机械剥离后、在最靠近裸露光纤部分的保护隔离层部分呈较佳的逐渐尖削的锥形形状。

术语“做成带状的”系指将光纤并排形成一单层如一扁平带子那样的结构，这种结构有利于将各个端头连接起来、用以插入到一光纤带状连接器的一端。

文中所用术语“角度补偿器”或“球窝结合整平器”表示一插入在一卡爪的至少一个卡口的部件之间的自调整耦合器，它是用来在卡口和物件的接触表面之间达到最佳的定位关系、以在物件的整个表面上施加均匀的压力。

用于复涂光纤的裸露部分的“非接触”方法的应用表示光纤没有任何与复涂设备的任何部分相接触的部分。将光纤悬挂在细丝管理器中的好处在于可易于将光纤装到复涂装置中而使之与敷涂头精确对准。

“组合精整模具”是一多部件光纤复涂头，它打开时可接纳一光纤，闭合时可将固化复涂材料挤压在一段光纤的表面周围，再打开时可将敷涂的光纤松开。

术语“遮掩体”系指在一超声波喷头上的遮蔽物，用以将惰性气体流导向引入，并将复涂成分的细粒雾引向诸如一光纤的裸露部分之类的一目标表面。

本发明指在提供一种加工工艺和设备，由此可在对用户更有好处的至少局部自动化的多个加工工艺作业时方便地处理作为光纤形式的一细丝。以下在本发明的几个内容方面和不同的实施例的更详细的描述中来说明其改进之处和优点。

附图的简要说明

图1表示本发明的一细丝管理器的立体图。

图2表示本发明的一细丝管理器的各部分的分解立体详图。

图3表示对包含在本发明的一细丝管理器中的细丝施加张力用的组件的立体图。

图4是一细丝管理器的侧视图。

图5是成堆叠结构的多个细丝管理器的立体图。

图6是一双涂层光纤的横截面图。

图7是一双涂层光纤在酸洗剥离后的横截面图。

图8是一双涂层光纤在机械剥离以形成一锥形过渡段后的横截面图。

图9是一光纤在机械剥离以形成一分离的中间隔离套管后的侧视图。

图10是表示复有涂层之光纤被定位以作机械剥离的横截面图。

图11是表示复有涂层之光纤形成一锥形过渡段后的横截面图。

图12是本发明的一在从光纤上机械剥离涂层时所用的切割刀片的立体图。

图13是本发明的切割刀片的刀口详图。

图14是表示将复有涂层的光纤与本发明的切割刀片作相对定位的详图。

图15是表示切割刀片的切割深度的横截面图，它同时还示出穿过光纤周围之二级保护隔离层的上部刀片的定位。

图16是表示从光纤上机械剥离二级保护隔离层时上、下部刀片切割深度的横截面图。

图17是表示将本发明的细丝管理器和机械剥离装置相对定位的侧视简图。

图18是复有涂层的光纤环圈在浸入酸液浴槽的酸中时的横截面图。

图19是表示在光纤环圈形成之前本发明的细丝管理器与酸液浴槽的相对定位的局部横截面图。

图20是表示对本发明的细丝管理器作相对定位的局部横截面图，其中包括有一从细丝管理器中下吊的、用以将环圈的一拱形部分浸入在酸液表面以下的环圈。

图21是一具有剖开截面的立体图，它用以说明一用于细丝管理器的堆叠结构的环圈形成器的内部详细情况。

图22是本发明的一细丝管理器的侧视图，其中细丝的接续用部分已从储存筒上松开。

图23是本发明的细丝管理器的侧视简图，它表示在光纤已剥离部分的调质过程中在音圈张紧装置中定位的情况。

图24是在光纤作调质时用来防止光纤的一个部分运动的卡口的横截面图。

图25是图24所示的卡口结构的横截面详图。

图26是本发明的卡口组件的立体图。

图27是沿图26的27-27线所截取的横截面图。

图28是本发明的细丝管理器被定位于一喷头复涂装置中的侧视简图。

图29是本发明的细丝管理器被定位于一组合模具复涂装置中的侧视简图。

本发明的详细阐述

参见附图，图中相似的部件都标以相似的标号。图1是包括一具有相对两侧基本上为平面的支承板的细丝管理器的立体图。支承板12在其第1侧14(文中也称之为上侧)上具有安装可锁定卷筒16和旋转卷筒18的固定点。这些卷筒16、18具有绕在其上的一段细丝20。支承板12可包括一个或多个供导向轮24用的安装板22，导向轮系用来建立细丝20从可锁定卷筒16延伸到旋转卷筒18的一部分的较佳的位置。在安装板22上安装导向轮24就可使导向轮对细丝20的运动作出响应而有合适的运动。

本发明的支承板12可选择地包括形成于其上的至少一个开孔26，作为便于用手来握住支承板12的位置。开孔26较佳地位于离光纤20足够远的一个位置上，用以防止不经意地接触到表面，尤其是诸如光纤之类的细丝20的一个裸露表面。当开孔26位于可锁定卷筒16和旋转旋筒18之间与细丝20的外露部分相对时，开孔26的位置应离细丝有一合适的间隔距离，如图1所示。

图2是一局部分解图，用以表示本发明的一细丝管理器10的实施例的详细情况。该图说明可锁定卷筒16、旋转卷筒18和一对导向轮24是如何装到基本上是平面的支承板12上的。如先前所建议的那样，可采用一计算机控制的光纤分配器来将规定数目的光纤装载到一对卷筒16、18之间。一连续长度的光纤较佳地包括三段，它包括：一主要或称为中间段，它在相对的端头或接续尾段之间间隔长度为若干米，以及二接续用尾段，每段大约1米长。通常中间段的长度为1-6米。每个卷筒16、18可储存光纤接续尾段。代表接续尾段的细丝圈沿着与中间段圈相同的方向卷绕在卷筒16、18上。卷筒16、18的各一个都包含有一筒芯分割器(参见图4)，用以将接续尾段从光纤20的中间部分分离开来，以利于在细丝加工过程中松开接续用尾段。

在装上光纤后，卷筒16、18分开安装到支承板12上，用以储存在卷筒16、18间延伸的一段细丝光纤。在卷筒16中的轴向通道28和一固定在支承板12上的立柱30之间滑动啮合时，卷筒16、18中的一个变成为可锁定的卷筒16。可锁定的卷筒16的各一面板32都包括位于轴向通道28的侧面的至少一对孔34。孔34对准以与支承板12刚性连接的一对销钉36相啮合。当轴向通道28和开孔34座落于立柱30和销钉36上时，可锁定卷筒16不能旋转，因为销钉36阻止其运动。在装上可锁定卷筒16后，如前所述，在可锁定卷筒16和旋转卷筒18之间的一段细丝的改变就要求通过旋转卷筒18来调节细丝20。旋转卷筒的旋转取决于由形成于细丝管理器10的支承板12上的轴毂孔40中的摩擦力所保持的轴承38。轴承38有利于在一侧的卷筒毂42和另一侧上的张紧毂44的旋转。卷筒毂42具有一心轴46和一对销钉48，用以与旋转卷筒18的两个面板54中的轴向开孔50和接纳孔52相对准。尽管是支承成固定关系的，但旋转卷筒18和卷筒毂42具有由轴承38所提供的旋转的自由度。

图2所示的本发明的实施例包括一对导向轮24，每个轮都是绕轴56旋转的惰轮形式。轴56的一端与支承板12的第1侧14相连。通过旋转旋转卷筒18而将细丝20从卷筒上松开就在可锁定卷筒16和旋转卷筒18之间形成足够的细丝20，以使从可锁定卷筒16到旋转卷筒18的细丝20的通路绕着多个惰轮24通过。当细丝20是一光纤时，包括细丝20在内的最后的组件提供了一较佳的定向，如图1所示。在例如进行光纤的布拉格光栅制造时，该定向将光纤20定在一对加工来说易于通达的、空间上精确的位置上。

形成一光纤的布拉格光栅常常要求对本发明的细丝管理器10所夹持的细丝20、亦即光纤施加张力、参见图3，它示出通过将一拉伸器58装到支承板12的下侧60上而对细丝20施加张力的一种方法，拉伸器58将一恒定的力施加给细丝20或光纤，用以将细丝20保持在稍受张力的状态下。来自拉伸器58的力可以通过包括连接在拉伸器58和张紧毂44之间的张紧线62在内的一系列元件而传送给细丝20。由于张紧毂44与卷筒壳42直接相连，故张紧毂44的力作用于卷筒毂42上。卷筒壳42的运动引起旋转卷筒18相应的转动运动，旋转卷筒18的轴心在心轴46上且由固定在卷筒毂42上的销钉48的运动来驱动的。旋转卷筒18的运动在细丝20或光纤上产生张力，该张力与拉伸器58所产生的恒定的力成正比。

拉伸器58中的张力为20g-200g大小，并作用于张紧线62上。经过张紧线62和张紧毂44的力的传播在夹持在细丝管理器10的细丝20中产生最后为50g-100g大小的合力。张紧毂44的直径通常为旋转卷筒18之一半。

张紧线62可不受阻碍地在拉伸器58和张紧毂44之间通过。但是，较佳地，张紧线段62的位置可触及且可对其作定位调节，用以从细丝20上去除张力。要将恒定力拉伸器58的作用去除可采用一包含有一对在形成于支承板62的一边缘中的缺口66的一侧上的滑轮64的减力组件。可在缺口66的附近将环绕滑轮64并穿过缺口66的张紧线62握住，还可将其平行于板12的边缘稍稍延伸且朝向最近的导向轮24。1.0mm-2.0mm的运动就可松开拉伸器58施加给细丝20的张力。松开张力就可使作为光纤形式的细丝20松驰，为再张紧光纤作为准备。光纤20的再松驰和再张紧可施加一由布拉格光栅写入过程所要求的、已知的和可重复的张力量，从而使最后的光纤布拉格光栅显示出基本相同的波长响应。

在将细丝20放在细丝管理器20上呈张紧状态后，可方便地将几米长的一段细丝装上，在细丝加工过程中，在各处理站之间都处于一受保护的卷筒状态。早先细丝加工用的方法要求作业人员用于来装载超过6米长的细丝段。要求小心以免拖在后面的细丝碰到地板或其他表面，否则就会引起污染并降低细丝器件的产量。本发明的细丝管理器10可采用在支承板12中的开孔26来保持。开孔26的定位可使无意之中用于接触细丝20的任何外露部分的不希望有的情况的发生可能降到最低。

图4表示本发明的一细丝管理器10的侧视图，它示出在支承板12的上侧14和下侧60上的元件的相对位置。图上给出了拉伸器58、垫块70、张紧毂44、张紧线62和在支承板下部侧上的滑轮64。支承板12的上部侧提供了一用来安装编排座72、可锁定卷筒16和旋转卷筒18的表面，旋转卷筒18具有一在其间处于稍受张力状态下夹持的细丝或光纤20。由于可锁定卷筒16有一分割壁15以及旋转卷筒18有一分隔壁17，故用来储存一段长度之光纤20的卷筒16、18是分割式卷筒。处在卷筒16、18之间的光纤20的部分占据了在各分割壁15和分隔壁17以下的卷筒16、18的下部筒芯19。这就可使每个卷筒的上部筒芯部分21、亦即分割壁15和分隔壁17以上的部分可接纳一连续长度之光纤20的一接续用尾端。通过储存卷筒16、18的上部和下部筒芯部分21和19而使光纤20的中间段离端部或接续用尾端部有间隔距离，这很有利于在光纤加工过程中仅将光纤20的接续用尾端部分松开。

采用适当的设计，可将两个或多个细丝管理器10复合起来以形成细丝管理器10的组合件。这里的术语“组合结构68”就是细丝管理器10的一种组合件，如图5所示。设计考虑包括将稳定垫块70放置在支承板12的下表面60上，用以与位于支承板12的上表面14上的管理器座72垫平对齐。这就意味着支承板12的设计决定了一段长度之细丝20的位置，以使之可容易地置于堆叠结构68之中。除此之外，细丝20占据了支承板12上的一已知的位置，它与支承板12的、诸如安装板22和支承板12的上部侧14和下部侧60之类的其他部分隔开一固定间距。这些装置为将细丝管理器10、68连成带有一根或多根为加工而准备好的细丝10的装置的各种组件提供了参考点。这就可提供一种适于用在细丝自动加工工艺中、无须作业人员介入的细丝管理器10和堆叠结构68。

用来将多个细丝管理器10组合成一堆叠结构68的方法包括安装一可选择地含有一装载把手76的堆叠连接器74。较佳地，堆叠连接器74包含有1根或多根插入在支承板12上的通孔80(参见图1)中的连杆78。连杆78可包括有一用作为堆叠结构68中的最下面的细丝管理器10的支座的凸缘。或者，当一堆叠连接器74具有穿过多个细丝管理器10的附加杆78时，可用一支架来连接堆叠结构68中最下面的细丝管理器10的最下表面60近傍的诸杆78的端头。可用任何一种连接方法来将装载把手76装到堆叠连接器74上。从堆叠结构68上凸出的杆78可包括可被接纳在装载把手76中的管状开孔(看不见)中的螺纹端部分。一螺母或类似的固定器82可用来将把手76固定到堆叠连接器74上。这就可提供一种可轻松地在各成批或自动加工多根细丝20的各加工站间装载的多个细丝管理器10的堆叠结构68。

作为光纤形式的细丝20，一旦被装入细丝管理器10中，就要求有一系列的加工步骤以在光纤20的所选部分中形成折射指数调质特征。采用拉丝塔的光纤制造工艺过程通常包括要在光纤的整个长度上敷涂保护层。光纤的保护层的类别区分使用包括保护隔离层和涂层在内的各种术语。术语“保护隔离层”通常指直接涂在裸露光纤上的材料。而“涂层”通常指在保护隔离层上敷涂的保护材料。

图6是一光纤的横截面图，它示出了多层保护涂层。如本文所用的术语那样，“保护隔离层”系指保护隔离层100，而术语“二级保护隔离层102”系指敷涂在初级保护隔离层100上的涂层。光纤布拉格光栅的制造要求从储存于一细丝管理器10上的光纤20的一中间部分上去除初级保护隔离层100和二级保护隔离层102。用于剥离保护隔离层涂料的一种方法要求将光纤放在热的浓硅酸浴槽中浸一下。较佳地，在将保护隔离层涂料100、102加热并从光纤上剥离下来之前，该硫酸的浓度至少为95％。酸洗剥离的温度在150℃以上。用酸洗剥离对玻璃芯线106的损伤发生的可能性比用其他方法去除保护隔离层涂层100，102要小，因为玻璃是耐酸的。

热酸浴槽提供了一种去除单一种保护隔离层涂层的有效的媒质，但是有些种类的光纤具有不同溶解率的多种涂层。这种形式的光纤可能在一种保护性的初级保护隔离层涂料100上含有相对不可溶解的、硬质二级保护隔离层涂层102，如图6和图7所示。在热酸剥离过程中，较软的初级保护隔离层涂层100可能比二级保护隔离层涂层102要溶解得较快。仅一裸露光纤106上溶解掉聚酯层的过程可通过由浓硫酸的袭击而引起的解聚酸性硫酸基的解聚作用来完成。解聚加工会使根据本发明来调质的光纤的外观和性能受到损害。

将初级保护隔离层涂层100放在二级保护隔离层涂层102之下会造成通过酸性优先去除掉初级保护隔离层涂层100。优先去除初级保护隔离层涂层100会在二级保护隔离层涂层102之下形成一下切口，二级保护隔离层涂层102就会向内向着裸露光纤106爆裂。由于二级保护隔离层涂层102爆裂，就可能将酸或气泡吸入到裸露光纤106旁。包括酸和其他的液体或气体在内的吸入的材料会形成使用于预定用途的光纤过早失效的因素。

如前所述，导致过早失效的因素可能是在强酸处理后留存有分解了的聚酯物质。这种情况可采用一中间的机械剥离方法来避免，这种中间的机械剥离方法可在初级涂层100和裸露光纤106之间形成一切割而成的锥形过渡段108，如图8所示。如前所述，锥形过渡段108可防止二级保护隔离层涂层102的爆裂。当在酸洗之前采用本发明的机械剥离方法时，锥形段108的形成表明在初级保护隔离层涂层100和光纤的裸露表面106之间连接处的一较佳的几何形状。

图9表示光纤20的中间部分如何用一对切割刀片沿其长度方向上从二点处剥离的。较佳地，该要剥离的中间部分要放在本发明的细丝管理器10中。光纤的机械剥离装置接纳一细丝管理器10，并对光纤20设置一对其保护隔离层涂层100，102剥离的正确的方向。该装置控制割入二级保护隔离层涂层102的刀片(未图示)，用以在去除了初级100和二级102保护隔离层涂层后在一对锥形过渡段108之间形成一限定裸露光纤长度的、分离的保护隔离层套管110。套管110的各端都有一脱壳环圈112，该环圈112提供通到光纤106之裸露表面的通入口。

图10和图11给出光纤20的中间部分剥离所要求的基本成分的净化作业及其步骤。第1夹头120夹持复有涂层之光纤20的一部分的一端。复有涂层之光纤20含有一根涂有一层或多层保护性树脂层100、102的光纤芯线106。第2夹头122夹持复有涂层之光纤20的一部分的另一端。两个夹头120、122都夹住较硬的二级保护隔离层涂层102的外表面。这可防止伤及在其下面的光纤芯线106。较佳地，夹头120、122具有一诸如橡皮或弹性材料卡爪表面之类的摩擦卡爪表面，它可防止光纤在机械剥离时发生移动。

固定的复有涂层之光纤处在稍受张力、较佳的为50g的状态下。在第1夹头120和第2夹头122之间通常的间隔距离为：50.0mm(2.0英寸)-100mm(4.0英寸)，较佳地为75.0mm(3.0英寸)-90mm(3.5英寸)。在限制了一对夹头120、122之间的光纤20的运动之后，可将至少一组切割刀片124放到复有涂层之光纤20的附近，使其上部切割刀片126的刀口靠在光纤20周围的涂层102的表面上。所要求的位置可由第1组切割刀片124相对于被夹持的复有涂层之光纤20的位置来表示。在图10中示出了在贯穿了光纤20的二级保护隔离层102后第2组切割刀片130处在第2组切割刀片130所取的位置。每组切割刀片都包括上部刀片126和下部刀片128。每个切割刀片126、128的刀口都包括至少一个其半径通常与敷涂在裸露光纤106上的初级保护隔离层涂层100相同的缺口。在光纤剥离过程中，上部和下部刀片126和128向内移动，如对第2组切割刀片130所示，切割穿过二级保护隔离层102，直到它们相互接触为止，而此时尚未穿入初级保护隔离层100。此时，在第1组切割刀片124和第2组切割刀片130之间的距离通常是在30mm(1.2英寸)-40mm(1.5英寸)之间。在切割穿过外层的或二级的保护隔离层涂层102后，施加一合适的力来使第2组切割刀片130沿与光纤200的轴线平行的方向靠近第1组切割刀片124。第2组刀片130的横移运动产生了一剥离作用，它在光纤芯线106的周围的涂层中造成了间隙132。该剥离作用使在间隙132处的光纤裸露部分106外露了出来。该间隙132的一侧在初级保护隔离层100中从裸露光纤106到二级保护隔离层涂层102处有一个外形呈锥形的过渡段108。间隙的另一侧具有一压缩而成的剥离涂层的脱壳环圈112。当在复有涂层之光纤部分的一端处的切割和剥离作业完成后，光纤20的另一端可由第1组切割刀片124起动来进行剥离。这就在裸露光纤106周围的涂层中形成第2个间隙134，如图9所示。第2间隙134含有一与由第2组切割刀片的切割作用所形成的相类似的锥形过渡段108。

对一已机械剥离的光纤进行酸洗剥离，如图9所示，较佳地，仅让保护隔离层套管110去受酸液的侵袭。只要锥形端108(本文中也称之为锥形过渡段)留在强酸性液体之外，它们就不会受到酸液的侵袭，其化学性质就不会变化。在这种情况下，锥形段108具有与复涂成分更相容的表面能量。这就使复涂成分在细丝的中间部分调质之后可容易地浸润过渡段108的表面。表面相容性和容易被复涂成分浸润可在光纤的原涂层段和复涂涂层段之间形成无缺陷的连接，在光纤的过渡区域中的缺陷的存在，例如有气泡，会对光纤器件的机械强度和光传输特性造成不良影响，会使它不适用于其原定的用途。

图12表示刀片元件的设计方案，该刀片用来切割二级保护隔离层涂层102并将初级保护隔离层100移离、用以从裸露光纤106上分离出初级保护隔离层涂层100。如图12所示，刀片140具有包含在两组切割刀片124、130都有的细节特征。该刀片的结构可同时剥离几根光纤20。可以理解的是，取决于插在剥离装置中的细丝管理器10的个数，可用同一刀片140来剥离单根或多根光纤20(参见图17)。

本发明的剥离刀片140至少包括作为刀片140之一部分的至少一个斜面142，该斜面142包括在其表面机加工而形成的几条通道144。通道144开到斜面142的边缘146上作为锋利的缺口148，缺口148具有从斜面142相反侧看起来呈近似圆形的截面，如图14所示。图13的详细视图上可看清包含有其上机加工所形成的通道144在内的斜面142的结构。图14中含有复有涂层之光纤20，用以示出在用切割刀片140的锋利缺口148割穿二级保护隔离层102之前的光纤20的较佳位置。锋利缺口148的刀口较佳地只到达光纤20的初级涂层100的外表面，而并不割入其中。当用它从光纤20上剥离涂层时，缺口148在光纤芯线106的周围割出一圆形通路，如图15和图16所示。图15表示一锋利的缺口148在上部切割刀片126贯穿光纤20的二级保护隔离层102后的样子。这涉及到如图10所示的第2组切割刀片130的位置。在第2组切割刀片130的上部刀片126和下部刀片128之间的关系示于图6的简略说明图中，上部刀片126和下部刀片128的锋利缺口148已经穿过二级保护隔离层涂层102，而未到达初级保护隔离层涂层100的表面。因为刀片126、128的进动刀口146已相接触，因此，这两刀片126、128都不会再向前进刀。

本发明的剥离刀片126、128进行双轴移动。刀片126的初始移动向着光纤芯线，当刀片穿入光纤20的二级保护隔离层涂层时形成一切割。在将二级保护隔离层涂层102的厚度移动之后，刀片开始平行于光纤20的轴线向光纤20的中间部分移动。该移动使涂层100、102断开，在软性的初级保护隔离层涂层100中形成清晰可见的锥形部分108。在某些情况下，锥形部分还可延伸到二级保护隔离层中〔如图11所示〕。锥形部分108提供了一将裸露光纤106从其上的保护隔离层结构100、102上分离开来的锥形界面。

如已述的，机械剥离装置包括两组适用于垂直方向运动的垂向打开和关闭的切割刀片124、130，这些刀片随后作单独水平运行或者既作垂直同时又作水平运动。在切割刀片124、130的任一侧上，一对夹头120、122在剥离过程中将一可剥离的细丝夹持成所述的状态。机械剥离装置的另一个实施例在切割过程中可改变开口切入角，用以改进锥形过渡段108的形状。当刀片124、130向着一被夹持的光纤20周围的涂层100、102靠近时，一斜角表面或一偏置凸轮表面将刀片的进路改变为一预定的切入涂层102的进入口，用以提供一可控制的锥形过渡段。这就可通过将刀片124、130斜向地割入涂层而形成一所想要的斜角的切割。凸轮表面角度的任何变化可形成锥形段108的角度的相应的变化，用以恒定地复现光纤裸露部分任一侧附近的涂层100、102的外形。凸轮角度的适当选择可形成一具有有助于形成光纤裸露部分基本上无缺陷的复涂的外形和尺寸的锥形过渡段108。如前已指出的那样，用以提供一锥形过渡段的有成效的机械剥离可以在大气状态下来进行。但是，对于某些保护隔离层，其保护隔离层树脂的模数处在会使形成锥形过渡复杂化的范围之中。在这些情况下，必须在试图要进行机械剥离之前先通过加热或化学作用来使树脂软化，用以形成要求的锥形形状。

完成了光纤的机械剥离工艺过程后留下有一具有保护性隔离涂层100、102的中间套管110的光纤20的中间部分，该保护隔离层涂层已与整个光纤芯线106上的保护隔离层涂层100、102的其余部分离开来了。在套管110和保护隔离层涂层100、102的其余部分之间的相对的二个间隙132、134给热的酸液提供了穿入中间套管110底下以利于去除该可溶解于热的酸液中的套管110的进入点。较佳地，酸并不碰到前已机械剥离了涂层的光纤20的锥形过渡段108。中间套管110作为热的酸液的溶质而去除后，就在清水和酒精中喷淋，留下一呈适合于进一步加工状态的、干净的光纤裸露部分106。取决于机械剥离的有效程度，许多断开的保护隔离层套管110可从裸露光纤部分上提去。这就可使酸洗剥离中要从光纤20上溶解的保护隔离层涂层的量减小。

从光纤20剥离保护性隔离涂层可通过采用为该工作任务合适设计的装备以自动或半自动的加工工艺过程来完成。较佳地，该装备的设计可使在单个作业过程中完成多根光纤20的加工。图17表示细丝管理器10相对于机械剥离装置150的定位。本发明的机械剥离装置包括一作为光纤夹头120、122和切割刀片组124、130的安装平台用的基底152。光纤夹头120、122可以相对基底152移动，也可以固定于其上。夹头120、122可选择地固定有利于用在其细丝管理器10所设定的原始张力状态下、或者在由可移动的夹头120、122所形成的张力状态下的光纤进行机械剥离。

切割刀片组124、130与基底152的表面可滑动地配合。切割刀片组124、130的可滑动配合有助于刀片124、130的轴向移动以形成锥形过渡段108，如前面已述的那样。细丝管理器10可用任何对于机械剥离装置150适合的方法吊挂，只要细丝20、夹头120、122和切割刀片124、130对准在一公共轴上。

在对光纤20的中间部分进行了先前的机械剥离之后，要进行酸洗剥离可要求将光纤形成从细丝管理器10下垂的环圈。该下垂的环圈可被浸渍在热的浓硫酸中。酸浴清洗是用以从耐酸的玻璃上去除保护隔离层涂层的简便、清洁的方法。

有一种已知方法用酸来从光纤上去除保护性涂层。该方法要求处理的光纤每单根长达6-8米。处理这种光纤要很小心，因为细丝结构物直径很细且为透明的。如果在处理时光纤绊住了什么物件，玻璃光纤芯线就会断掉而当即并无损伤的迹象。

形成环圈的手工方法包括将光纤伸过两个间隔距离约为6英寸的座块。第1座块160在第2座块162上的折叠形成一环圈164，如图18简图所示。该图还包括一能够将座块160、162和环圈164悬吊成对酸168、较佳地为硫酸的合适位置的酸洗浴槽166，用以将保护性隔离涂层100，102从U形环164中溶解下来。从光纤20上去除的涂层100，102的长度取决于光纤环圈164延伸在酸表面170以下的深度。

具有基本上为所要求之尺寸和形状的环圈的形成较为容易，但多根光纤需要细心处理以免对外露的玻璃表面造成损伤。光纤20的“U”形环圈164在一对座块160、162的一侧，带有从座块160、162的相对侧延伸的较长的后延光纤端172。在这种装置中，环圈164和光纤端172有破碎或相应损伤的危险。可有不同的情况造成损伤，包括在光纤加工作业中不小心接触或碰撞在内，光纤的加工作业包括从光纤20上进行酸洗剥离去除保护隔离层涂层100、102、光纤布拉格光栅写入、光纤退火、光纤复涂等等。现在采用本发明的细丝管理器10就可避免这个问题。作为光纤形式的细丝很容易不受损伤地装到细丝管理器10上。细丝管理器10的设计还可将多个管理器堆叠起来以增加生产加工的产量。细丝管理器的堆叠结构68将细丝(亦即光纤20)放置成合适的、间隔开的状态，用以进行从光纤剥离直到光纤布拉格光栅复涂的加工，正如以下还将进一步阐述的那样。

图19表示采用一装置来将细丝管理器10设置成用于酸洗剥离的布局，所用的该装置可以将光纤20反复定位于细丝管理器10中以形成与前述在座块160、162之间形成的环圈164类似的悬吊光纤环圈。该装置将复有涂层之光纤20在沿其长度上的二点上卡持住，如图19所示。如图20所示，当此二点相互相对移动时就形成一环圈。光纤被保持在第1对滚轮180之间的一点处和由第2对滚轮182确定的第二点处。每对滚轮180、182的下滚轮184、188复有弹性材料层。每个滚轮的直径根据最小的光纤合理弯曲直径来定，以在光纤加工形成环圈过程中避免产生损伤性的弯曲应力。弹性材料提供了柔顺性，以降低接触应力，减小光纤滑移，且同时保持多根光纤。

每对滚轮180、182会聚在一起，用以夹住光纤20。接着，每对滚轮的上滚轮186、190相互相对转动，在光纤20中产生一小的弯曲。当滚轮180、182相互相对运动时，该小的弯曲形成一平面以容纳一机械形成的环圈。通过采用二个可动的上滚轮186、190和二个不可动的下滚轮184、188，该环圈形成方法可与光纤盘20配合工作。

本发明的一个实施例有利于在单个作业中对多根光纤进行酸洗剥离。有成效的多根光纤的加工要求有几个可采用本发明的细丝管理器的装置。要将光纤形成为环圈而使光纤损伤的可能性减到最低，其工具的使用是具有特别的重要性的。合适的环圈成形工具形成具有可重复的尺寸和形状的环圈。一旦成形了，则环圈较佳地不要弯出平面以外。后述一点对于加工多根光纤是很重要的，如果弯曲跑到平面以外的话，多根光纤会相互干扰。同时，采用多根光纤的堆叠结构所形成的环圈具有基本相同的尺寸和形状，正如自动和/或半自动加工工艺所要求的那样。

图21表示本发明环圈形成器200的立体图，图上给出了在环圈成形容器202中细丝管理器10的堆叠结构68的位置的详细情况。环圈成形容器202实质上是一个包括一底板204、一前壁(未图示)、一后壁206以及第1侧壁208和第2侧壁210的封闭盒子。在该容器202的内部，在第1侧壁208和底板204之间的连接处附近的位置上有一凸脊212。在第2侧壁210和底板204的连接处附近的类似位置上有一第2凸脊214。底板204包含有多个向着第1凸脊212和第2凸脊214正交设置的纵向槽216。前壁和后壁206各有一通常为U形的导向槽218，在图21上它是用虚线来表示的。较佳地，导向槽218包括一在一端与一斜槽222相连的水平槽220以及在另一端的一相对的斜槽224，定滑轮226包含有一与在环圈成形容器202的前、后壁206中的水平槽220的一端相啮合的轴228。定滑轮226较佳地具有弹性材料制的盖子。动滑轮230包含有一在前、后壁206处延伸到水平槽220中的轴端232。动滑轮230可沿水平槽220的长度方向重复定位，以利于从位于环圈成形容器202的细丝管理器10的堆叠结构68形成多个延伸的环圈234。

环圈成形器200可容纳细丝管理器10的堆叠结构68。将一堆叠结构68装在一环圈成形容器202中要求将堆叠结构68定向，用以将细丝20与容器202的底板204中的多根槽216相对准。这可通过将堆叠结构用开孔20支承在支承板12上、随后将堆叠结构68下放到环圈成形容器202中直到细丝管理器10的安装板22留在第1凸脊212和第2凸脊214上为止，如图21所示。用定滑轮226和动滑轮230来将堆叠结构68装入水平槽220的相对两端处。堆叠结构68相对于定滑轮226和动滑轮230的正确定位可提供每根细丝20和滑轮226、230之间的良好的接触。在这种情况下，细丝20应该仍然是处于有张力的状态下，且不受弯曲。

在已将堆叠结构68定位于环圈成形容器202中、而使细丝20与完全分离的滑轮226、230接触之后，前壁的穿插经过斜槽200的第1杆236延伸经过容器202，用以通入环圈成形容器202的后壁206中的斜槽222。插入之后，第1杆236在斜槽222的一台级238上。类似地定位于相对之斜槽224的缺口242中的第2杆240完成第1对滚轮180和第2对滚轮182的形成。第1杆236和第2杆240顺从斜槽222和相对斜槽224的移动最初建立了杆236、240和细丝20的接触。一伸过每对滚轮180、182端部的弹性带将滚轮拉在一起，用以增加它们在细丝20上的卡爪力。随着继续缓缓推压，杆236、240继续向水平槽220移动。此移动使杆236、240与相应的滚轮230、226在水平槽220的各端处相排靠。在此运动过程中，细丝20开始对杆236、240所施加的向下的力作出反应而包绕滚轮226、230。所施加的力也拉动来自各旋转卷筒18的细丝，而使最后形成的完工环圈具有与杆236、240的直径几乎相等的高度。完工环圈通过第1对滚轮180向着第2对滚轮182的移动而成为更大高度的延伸的环圈234。这就形成了凸出环圈成形容器202之底板204中之各槽216的外露的环圈234。通过设计，槽216限制了细丝20弯曲在平面以外的数量。每条槽216的设计特征为：一环圈入口244为15.0mm(0.0625英寸)宽，而一窄环圈站246的宽度为1.6mm(0.064英寸)。环圈入口244的宽度比环圈站246要宽，用以防止在外露的延伸环圈234形成的初始阶段光纤20的机械剥离部分与槽216的侧面或其他部分相接触。随着环圈234的高度增大，光纤的机械剥离部分浸入环圈成形容器202的底板以下。在此时留在槽216中的任何光纤20具有保护隔离层涂层的复盖，可保护光纤不与槽216表面的任何部分接触。这样，环圈光纤234受到保护而进入到狭窄的环圈站246中，在用酸洗剥离来去除残留的初级和二级保护隔离层涂层的过程中它将一直处在那儿。环圈入口244向着环圈成形容器202之底板204的上、下表面打开。较佳地，向着底板204的上表面的开孔的宽度(15.0mm)要比向着底板204的下表面的开孔的宽度(12.5mm)大。这一点表明每条槽216的环圈入口244具有一带点V形的横截面，用以协助控制每个外露的延伸环圈234的间隔定位。由每个狭窄环圈站246所提供的环圈控制可克服在制造作为光纤形式的细丝20的过程中所引起的扭转应力。容易理解的是，每个延伸环圈234悬吊在环圈成形容器202的底板204之下，准备好浸入在酸液成分浴槽166中，如图20所示。

图22表示一光纤20在机械剥离和酸洗剥离之后提供一无保护隔离层的裸露中间部分250的一段长度的光纤20而适于为进行与布拉格光栅写入相关连的折射指数调质的情况。在实际写入光栅之前，光纤的一未松离卷筒的端部提供了一个适于在光纤20之间形成搭接或连接的光纤接续用尾段252。在加工过程的这一点上，装载在细丝管理器10上的每个光纤端处的接续用尾段252提供了一个连接点，这样在写入光栅的过程中，光栅写入的进程和精度就可用光学方法来监测。

可将光纤布拉格光栅写入到多根各有一裸露的中间部分250的光纤20中。采用在本发明之堆叠结构68中的细丝管理器10将会方便地处置这些光纤20。每根光纤20的接续用尾端要求用固定装置来定位，以使光纤端可与监测光纤布拉格光栅写入的设备精确对准。固定装置是一个光纤连接器，它包括一带有相对光纤接收端的中央主体。监测设备可用光纤或非接触耦连到接续用尾端、用以完成光学回路。从每堆叠结构68中的每个细丝管理器10到光纤20的连接都要用适于插入连接器中的接续用尾端。连接器可以接纳单根光纤20的接续用尾端或者多根具有预先按多光纤连接器要求而终结的接续用尾端的光纤20的接续用尾端。术语“做成带状的”用于一种终端形式，其光纤的接续用尾端部并排而形成一具有一扁平带子那样的形状的单一层光纤。接续用尾端的定位可使它们与一多光纤连接器相配。

图23表示夹持在本发明的细丝管理器10中的一要进一步加工的光纤20所用的细丝张紧装置260。在将光纤20放置于支承板12上后，如前面已讨论过的，位于细丝管理器10的安装板22之间的部分处在由拉伸器58张紧的状态下。为准备好以供光栅写入，可将所选细丝管理器10(参见图3)的张紧线62卡持在缺口66的附近，且将之沿着与板12的边缘稍微平行的方向向最近的导向轮24延伸。1.0mm-2.0mm的移动量就可将由拉伸器58所加给细丝20的张力松开。较佳地，该细丝管理器10是定位于一分格装置平台上的一种堆叠结构68。分格装置采用多种机械和液压结构中的一种方式来将堆叠结构68提升和下降。在一实施例中，平台与一根或多根垂向柱或杆的滑动配合可使平台及其支承的堆叠结构作向上和向下的运动。平台可含有一管理器座，它用于用垫块垫配在下部的细丝管理器10上，以使堆叠结构68恰当地与每个细的光纤20对准，而可通入光纤张紧装置260中。

在通过细丝张紧装置260的过程中，分格装置保持固定，用以给堆叠结构68中的每根光纤20的中间部分提供夹头和卡爪。通过光纤张紧装置260可用一用于在光纤20和光纤张紧装置的夹头262、264之间最佳定位的对准机构来辅助。最佳对准并不一定要求要用一分格装置装到光纤张紧装置260上。

在给光纤加上一选定的张力之前，装于不受负载的光纤中间部分20的各端的夹头262、264保持其中间部分的不受负载的状态。夹头具有光纤布拉格光栅张力保持器266的元件，该保持器用于在光纤布拉格光栅写入过程中将光纤20拉伸成一预定负载的状态。本发明的张力保持器266具有一个作为给一负载传感器加负的加载器的各圈，负载传感器测量夹持光纤20之中间部分的这对夹头262、264之间的负载。在精确地将所要求的选定张力加上以后，一对卡爪272、274将一夹头262、264之间的被测光纤部分276隔离开来，构成一不随外界张力变量变化的张力带。这就可在被测光纤部分276上保持一预定的负载，并防止光纤相对于卡爪272、274因而也是夹头262、264有任何滑移，可以将光纤的布拉格光栅写入被夹持在这对卡爪272、274之间的、隔离的被测光纤部分276的裸露部分250中。在一光栅已被写入后以及一段轴向应变测量光纤部分276已从这对卡爪272、274上松开后来改变在光栅装置之间的间隔距离就可预期到施加在被夹持的光纤20上的张力将会发生缩减。

由张力保持器266驱动的音圈要比包括直流伺服电机和编码器组合件、精密的气压缸、高精度微量定位线性步进马达以及机械平衡杠杆在内的若干可用来加载的装置更为优越。例如，精密的气压缸为对光纤精确施加一预定量的张力提供不够大的光纤张力和不够精细的压力控制。高精度微量定位线性步进马达同样不能提供所要的精确张力的调节。与机械平衡杠杆相关的问题包括它主要用于手动过程而不太有利于自动化。

被夹头结构激活的音圈是众所周知的。例如，美国专利U.S.4,653,681揭示了被细线夹头激活的、用在线连接场合的音圈。可用一在微处理机控制下的音圈来将夹头卡口从一正常位置移动到一打开位置。美国专利U.S.5,114,066所述的音圈编程连线拉伸器也对线连接很有用。这表明在线连接场合应用音圈已众所周知。但是，计算机控制的音圈电机尚未被用来为具有基本相同波长响应的光纤布拉格光栅的正常生产提供施加于光纤上的可重复的、精确的张力量。

音圈致动器268成功应用可相应于可精细控制的输入提供一个线性的力的输出。高精度的电源加上一音圈致动器268可构成一得到极为恒定的力的输出的稳定信号。这就允许在仅由音圈和磁块间的能量转换幅度所限制的大范围内选择输出力。致动器268的输出力正比于输入电流，与直流伺服电机类似。采用音圈致动器268的张力方法用在音圈和磁块间无轴承的能量传递中。用这种方法的张力调节比已有的、采用加减静态重量来增减光纤上的张力的方法有很大的优越性。

图23表示音圈和负载传感器用安装座278、280包括用以使其相对于支杆286的磨擦力最小化的气垫滑架282、284。气垫滑架282、284可将系统中的静磨擦降到一个很低的、几乎察觉不到的程度。气垫282、284中的摩擦减低就可相对于作用在负载传感器270上的力而精确地施加光纤张力。这就可改进由音圈致动器268所产生的力的控制，并可将张力更恒定地施加到光纤20上。每个滑架282、284都包括一夹头262、264，用来安装光纤20的一中间部分。在夹头262、264之间的间隔距离就是要加张力的光纤20的中间部分。与音圈致动器268的动圈相连的延伸的导杆288推压负载负感器270，增大在这两滑架282、284之间的间隔距离。增大滑架282、284之间的间隔距离的操作是通过将夹头262、264向相互离开的方向移动、以增加光纤20的变形。当得到了所要求的应变时，一对卡爪272、274将光纤20的内部的被测量光纤部276卡持住。该光纤测量部分276比在夹头262、264之间的中间部分稍短些。精确地将力保持在所选定的量值上就可写入可接受的布拉格光栅。力的选择和控制涉及到应用高精度的负载传感器270来测量并显示原先施加在光纤20上的张力以及在写入过程中所保持的张力。在计算机控制的、自动化的光纤布拉格光栅写入过程中也可设置反馈。

写入光栅的一个重要方面是要使一个被测光纤部分276在整个过程中都处在固定不动的状态下。这就要求采用一特别装在卡爪272、274上、用以可拆卸地将被测光纤部分276保持在所要的固定状态的卡口组件290。安装在细丝张紧装置260上的夹头262、264可用同样的卡口组件290或另外设置光纤20中间部分的合宜的卡夹方式。

图24表示一带有一合宜地设计的卡口组件290的光纤部分卡爪272。该卡爪组件290包括一装在卡爪272端部处的下部卡口292以及一用来与下部卡口292相啮合而将光纤被测部分276卡住且固定住的上部卡口294，如图24中的横截面所示。

图25给出一形成于下部卡口292的上表面上的V形通道296、以及在上部卡口294的下表面上的矩形截面沟槽298。卡口组件290的每个通道296和沟槽298的尺寸都与夹持成固定状态的光纤被测部分276的直径相应。

卡口组件290的设计要求其V形通道296和矩形沟槽的尺寸与光纤20的尺寸相匹配。匹配的尺寸就可使按照本发明为写入布拉格光栅而夹持固定的光纤被测部分276的周围的接触点上施加基本相等的压力。较佳地，用光纤20周围的接触处相等的压力来将一光纤20夹持在V形通道296和矩形沟槽298之间。这通过图25中光纤20与V形通道296的接触点和光纤与沟槽298的接触点离裸露的光纤106等距离的这一事实可看出。考虑到所要的卡爪272、274将光纤被测部分夹持成固定状态的压力量值，均匀施加压力导致穿过光纤被测部分276的直径的应力均匀分布、以将对光纤的损伤减到最小。如同美国专利U.S.4,623,156和U.S.5,340,371所述，已知有用于卡夹光纤部分的V形沟槽卡盘。但在任一例子中都没有考虑到用来对光纤周围的各点施加均衡的压力。

在本发明的一较佳实施例中，在光纤20周围的压力均衡化要求采用一浮动的上部卡口组件295，如图26所示。自调整的浮动上部卡口组件295包括一光纤卡扣300、一支承凸缘302、以及一将光纤卡扣300与支承凸缘302分离开来的角度补偿器304(参见图27)。在该例中，每个卡爪272、274包括一上部卡口座306和一下部卡口座308。下部卡口292安装在下部卡口座308中，而上部卡口组件295通过支承凸缘302而装在上部卡口座306中。较佳地，光纤卡扣300从一支承凸缘302中的下吊采用一弹簧负载连接器310。在光纤卡扣300和支承凸缘302之间的弹簧张力作用将角度补偿器304保持在其中。在将细丝20卡抓在卡爪272、274的下部卡口292和上部卡口294之间时，采用浮动上部卡口组件295可对细丝20施加卡爪力而基本上细丝20无位移和转动。夹头262、264也可包含有一浮动卡口组件。

图27表示将细丝20卡持在浮动卡口组件295和下部卡口292之间的最后情况。当浮动卡口组件295向着下部卡口292移动时，细丝卡爪292、294的矩形截面沟槽298与位于下部卡口292的V形通道296中的细丝接触。在接触时，细丝卡扣300可稍作调节以将卡持力均匀地施加给细丝20而不干扰它。细丝卡扣300的调节依赖于将其与支承凸缘302分开的角度补偿器304的独立运动。本发明的较佳的角度补偿器包括一防止细丝卡扣300与支承凸缘302接触的周边元件。较佳地，角度补偿器304放置在光纤卡扣300中的基本呈锥形的下陷部分301和支承凸缘302中的基本呈锥形的凹口303之间。角度补偿器304保持支承凸缘302离开细丝卡扣300有一间隔距离、以使它们能单独运动。另外，角度补偿器304的周边结构也使细丝卡扣300的周边周围有有效的角度变化。

上述的讨论阐述了采用一包括张力保持器266在内的装置260来将细丝20在布拉格光栅写入过程中张紧时单根光纤20的定位、夹持和卡夹情况。它包括在细丝管理器10和张力保持器266之间相对定位的情况。当细丝管理器10代表堆叠结构68中许多细丝管理器10中的一个时，布拉格光栅写入可用各种方法来实现。例如，可采用一个步骤和反复的过程来将装载在所选细丝管理器10中的光纤20移动到相对于张力保持器266的正确位置上而一次写入一个光纤的布拉格光栅，以进行布拉格光栅的写入。如前所述，在布拉格光栅写入的过程中可对光纤20的波长响应进行监测。另外一种写入布拉格光栅的方法可采用张力保持器266的数据库和有关的写入装置、用以同时写入多个布拉格光栅。

采用一分格器——较佳地通过上下方向的运动来重复定位堆叠结构68的步骤和重量过程是将一根新的光纤送给布拉格光栅写入装置。堆叠结构68装在一分格器的平台上，通过垫板70和管理器底座72间的对齐而在堆叠结构68和平台之间配成一已知的相对位置。在建立了堆叠结构68相对于分格器的较佳布置以及将光纤的接续用尾段252与光检测系统连接好后，对每根光纤作一次扫描测试以证实已有了可靠的光连接。

在进行系列化的布拉格光栅写入加工过程以前先将堆叠结构68布置到一其光纤已与光检测系统相连的分格器中，在写入过程中，该分格器先利用一光传感器来扫描细丝管理器10，对堆叠结构68中的个数进行计数。该过程指定堆叠结构68中的第1细丝管理器10。随后的作业就是将夹持在第1细丝管理器10中的光纤20调质。在光纤调质之前，如前所述，去除恒定张力拉伸器58的作用是采用包括在形成于支承板12的一边缘的缺口66的任一侧上的一对滑轮64在内的减力组件。绕过滑轮64且穿过缺口66的张力丝62可在缺口66的附近卡持住且平行于板12的边缘、向着最近处的导向轮24稍稍延伸。这就可松开细丝管理器10的旋转卷筒18的张力，从而松掉细丝或光纤20中的张力。

作为光纤形式的细丝20的调质准备要求采用一将细丝张紧装置260和干扰图形发生器(未图示)组合起来的装置来将光纤的无张力部分固定住。每个细丝张紧装置260和干扰图形发生器可先分别移动、以将光纤20固定在位，如前所述，然后再对光纤的结构进行调质。

如上所述，细丝张紧装置260通过第1夹头262和第2夹头264来将光纤卡持住。在此两夹头之间的力的作用给其间的光纤20的部分施加张力。此力可采用一音圈致动器268来产生。张力值是预先确定的，并可用负载传感器270来测量。在此问题上，光检测系统提供一对包括在夹头262、264之间夹持成张力状态的部分在内的光纤的基准扫描。

为要可重复地对光纤20调质，较佳地要将光纤20的被测部分276保持在由将其夹持的第1夹头272和第2夹头274所夹持的固定状态下。一旦光纤的被测部分276固定不变后，一干扰图形发生器移动到紧靠该光纤20的被测部分276的附近。来自一所含的激光光源的光纤通过一打开的快门和一包括产生一干扰图形的干扰图形发生器在内的光系统。干扰图形发生器靠近光纤20而提供足够的能量、以在光纤20的芯线106(较佳地是在光纤被测部分276)中复现干扰图形或干涉图的线特性。由紫外激光所产生的光化性的撞击形成光纤的布拉格光栅，该所形成的布拉格光栅是由辐射作用影响在光纤芯线106的某些部分的折射指数改变了的结果。折射指数调制取决于由干扰图形发生器所产生的干涉图的图形。光纤之芯线中的干涉图的复现的过程可采用用于数据等值化的光检测系统来监测。数据等值化是随展现的布拉格光栅所产生的发射谱而随时间变化的。当传感到了所要求的发射谱时，该光纤检测系统关闭快门、用以防止光纤再向激光暴露。

在完成了光纤调质和从光纤被测部分移去了干扰图形发生器后，卡爪272、274和夹头262、264从光纤20处缩回、以允许细丝张紧装置移动到堆叠结构68的下一细丝管理器10。一旦细丝管理器10与布拉格光栅写入装置分开之后，减力组件将光纤松开，再次使之置于由细丝管理器10的拉伸器58所产生的张力的状态下。这就完成了对给定的光纤的调质，以在重复布拉格光栅写入循环之前分格器可重新调节到将堆叠结构68中的下一个细丝管理器10中的光纤20与细丝张紧装置和干扰图形发生器对准。

用退火炉在300℃下作10分钟的退水可使光纤折射指数改变所引起的布拉格光栅稳定化。退了火的布拉格光栅可要求将原先将保护涂层剥离的光纤的中间部分进行复涂。对光纤布拉格光栅作保护层复涂可采用多种方法中的任何一种，这些方法包括用一可固化的液体涂料敷涂于光纤的模具内敷涂、挤压敷涂和喷涂。用于在模具内敷涂液体复涂配方涂料的设备可在市场上购得。模具内光纤段复涂的质量随作业人员小心地将光纤置于模具腔内的技术水平而变化。另外，与光纤处理和分段复涂相关的敷涂的缺陷和光纤强度问题也会降低产品的产量。其他的方法、或者是喷涂或者是挤压都可用来复涂具有本发明之布拉格光栅的光纤。

本发明的细丝管理器10可用来改进光纤20及其设有涂层之部分250在光纤复涂模中的定位。由于细丝管理器10也给光纤20施加张力，故要将光纤正确地定位在诸如组合模具装置的半圆形或V形沟槽之类的沟槽中唯一要用的就是安装在新泽西州的Morganville Vyfran公司所提供的那种模具复涂器上的一对准板。该对准板可用关键性定位柱来啮合细丝管理器10的平面支承件12的通孔80。这就无须采用微处理器平台等来定位模具了。沟槽的有效直径比光纤保留涂层部分的直径稍大一些。由于用细丝管理器将光纤预先拉伸了，就可省去通常需要的外加张力。一旦光纤20的易损伤的无涂层部分250已完全悬吊在沟槽表面上后，悬吊的模具就合上，复涂材料喷入沟槽，直到它延伸到光纤的复有涂层之光纤部分为止。然后，模注材料固化，形成具有与原来的复有涂层之光纤基本相同的尺寸的复有涂层之光纤。

以上简述的类型的光纤复涂器含有一组合的钢质模具，其每个部分都是一相配的半圆形沟槽用以容纳光纤。当夹在一起时它们形成一圆柱形孔，其直径比复有涂层之光纤的稍大些，用以在复涂材料注入时可让空气跑出。在该装置中的原有的涂层使无涂层的部分悬空在孔中。一短的未复有涂层之光纤，通常不超过半英寸，可使之与孔接触而受损伤的可能性减到最小。另外，采用装在光纤中间部分之任一侧的一系列夹头可防止未复有涂层之光纤部分与孔接触。在注入复涂液体之前，上半个模具被夹持在位，用以形成圆柱形孔。可固化的复涂液体可以是一室温下固化的环氧树脂或者是在升高温度时或受到合宜的、诸如紫外线辐射之类的辐射后固化的其他树脂。

图28表示采用细丝管理器10来储存一具有调质到一布拉格光栅的光纤裸露部分250的光纤20。可在将一细丝管理器10定位于一合适的喷涂装置320中后，将一外露的布拉格光栅复涂。细丝管理器相对于复涂装置320正确地定位，光纤的裸露部分250就置于由复涂喷头322喷射的喷涂料的通路中。这种正确的定位可用多种方法和装置来实现。其一种方法采用一块适当地相对于复涂装置的喷头定位、且含有用以与细丝管理器10中的通孔对准的对准柱的平板、来将光纤20的裸露部分250置于复涂头敷涂的最佳位置上。

喷涂装置320包括至少一个喷涂头322和一辐射源324。细丝管理器10用于使光纤的裸露部分250在复涂头322和辐射源324之间摆动。较佳地，复涂头322的位置离开光纤20约1cm-2cm，以防喷涂头和已敷涂的涂层相接触。该复涂方法可提供可控制的分段复涂，其性能特点是无法用现有的模具复涂加工方法来获得的。由于包括裸露部分250在内的光纤20不与复涂装置的任何部分相接触，故这是一种非接触的方法。这就给出另一个优点，它可将光纤20与喷头322精密对准而容易与复涂装置相接触的光纤20悬吊在细丝管理器10中。喷涂复涂的又一个优点包括：可在一涂层上复涂显示另一种不同特点的复涂成分，用以在一光纤周围形成多层保护隔离层结构，该光纤含有诸如模数和耐用性或硬度等不同的特性的涂层。

采用喷涂复涂加工可易于变动地将单一根或多根细丝置于从复涂喷头322喷出的喷料或雾气的通路中。在细丝管理器10提供较佳的处理光纤20的方法的场合，可将几个细丝管理器10紧排成多种朝向、用以将多根光纤置于单一喷射或定向喷雾的通路中。喷涂复涂与传统空腔模具复涂相比，其另外的一个优点在于，其复涂喷头322可调节或移动以用于不同长度的光纤裸露部分250。

当光纤20的裸露部分250移过复涂喷头322的位置时，光纤裸露部分250的一侧收到来自可固化复涂成分的喷雾的较淡的一层细雾沉积。然后，细丝管理器的运动将细雾的沉积置于辐射源324的照射通路中。辐射使复涂成分涂层固化。细丝管理器10回到复涂喷头322的位置上、同时又翻转过来以将原先裸露的光纤部分250的另一侧暴露于可固化的复涂成分的喷射中。这就可使复涂成分的细雾喷涂到光纤的外露表面上。如前所述，该涂层可被固化。通过用细丝管理器10的摆动和翻转的喷涂和固化的反复加工可用多层复涂成分来保护光纤。由于喷涂材料的连续涂层的形成。复有涂层之光纤具有亚光的外观。涂层的表面分布层厚度1.5μm，它可用从Tencor公司购得的ELFA STEP机械式触针外形计来作表面扫描而显示出来。

复涂成分敷涂近50次，每次涂后即固化，这就提供一在其整个复涂长度上具有与光纤20的其他部分上的原有保护隔离层涂层类似厚度的涂层。该技术可使喷涂于光纤表面上的复涂成分涂层可成为一在裸露光纤106上厚度为10微米-100微米的保护复涂层。光纤喷涂复涂的直径可用显微镜和一新罕布什尔州.Bedford的Metronics公司的QUADRA-CHEK2000来测量，涂层厚度根据不同的场合有所不同。

本发明的另一个实施例提供一第2复涂喷头326和可选择的第2辐射源328，它们位于前述的复涂喷涂头322和辐射源324的对面。相对或交错相布置的多个喷头326和辐射源328包括位置对准，但并不只限于此。可设置任何个数的喷头用于光纤复涂加工。在光纤20的两侧都设置喷头和辐射源有利于光纤裸露部分250两侧的复涂，而可免去要使细丝管理器翻转180°的必要性。如前所述，是否采用附加的辐射源328是可选择的，因为可将单个辐射源328的辐射束导向成绕复涂光纤的周围来进行固化。

喷涂于裸露光纤106上的喷雾沉积层的外形轮廓将会影响到从喷涂头322喷出的云雾的尺寸和形状。如有需要，可用一云雾成形装置在光纤20的表面上形成所要的喷雾的图形。合适的成形装置包括模板、其他形式的掩模装置和诸如空气刀之类的喷流转向器。

本发明的一较佳的复涂加工工艺采用一空气刀来将雾化流导向成与光纤20有不同的角度。用空气刀来调节喷涂云雾的形状及其与光纤20的冲撞角就可使用最少的喷头322、326来实现最佳的光纤复涂层的均匀性和同心度。另外，小容量的复涂成分的空气刀转向与日本专利JP60-122754中所述的、较高容量的喷涂头的发散流控制相比很有优越性。美国专利U.S.5,219,120告诉我们可采用角形空气口，这种空气口可用一片运动的空气来输送一基本上均匀的、流过并沿该角形空气口的宽度上延伸的雾化液体的直线散射流。该角形空气口将雾化液体的散射流分散到适于喷涂环形板的平表面上。这种云雾的扩散并不直接喷涂到诸如光纤之类的小曲率的表面上。另外，在U.S.5,219,120中所述的角形空气口是一与液体雾化器相分离的结构。

较佳地，本发明的空气刀转向通过使用安装在喷涂头的出口喷嘴上的空气刀附件发生。空气刀附件包括一对接纳腔，在喷涂头的每一边上至少有一个，其中可将空气引入。每个接纳腔在其与空气储柜相连的一端有一入口。每个腔的另一端具有一从该腔以与喷头的轴线成一角度引出的空气刀缝。从空气刀缝流出的空气使得例如由一超声波雾化头所生成的喷涂云雾转向成与形成于该缝和喷涂头轴线之间的角度相应的角度。如上所述，每个空气刀的独立操作可引起喷涂云雾作有选择的转向到能将喷雾即向未复有涂层之光纤部分的一角度。喷雾的有选择的转向可使多根光纤绕喷涂头的喷嘴定位。来自空气接纳腔的出口缝中的空气的撞击使雾化的喷涂料转向成采用本发明的细丝管理器10、随后要对夹持在喷涂头周围的多根光纤进行复涂用的各种角度。较佳地，采用空气转向器要求复涂成分不忌氧。但这也并不禁用不抗氧的复涂液体，只要对空气刀附件的接纳腔中连上惰性气体即可。

光纤20的裸露部分250的复涂工艺可采用基于喷墨或超声波雾化技术的喷涂头322、326。较佳地，将可固化的复涂成分喷涂到光纤20上采用超声波雾化技术来将粘度为40-900厘泊、较佳地为40-400厘泊的液体的小微粒(＜50μm)分散在光纤20的整个裸露部分250上。可用BOHLIN CS-50流变仪在25℃时计测粘度。按照本发明对复涂光纤用的复涂成分的其他要求随所要的复涂光纤器件的指定用途而定，例如用于布拉格光栅。表1中的例1提供一种承载涂层，较佳地它具有高模数、高玻璃过渡温度(Tg)，以及在所选应用的上运作温度以上的温度稳定性。例2和例3形成一种可与光纤的一已复涂部分一起弯挠的可固化涂层。在这种情况下，较佳地，涂料成分具有与未触动过的原来敷涂在光纤上的保护隔离层涂层相类似的热变形特性。这种涂层的中间固化可减少不希望有的粘结，而这种粘结会引起结成细珠或同心度变差的问题。

超声波雾化工艺与喷射雾化工艺不同，后者要求有一空气速度来将可喷涂成分粉碎成微雾。喷射雾化工艺的雾粒尺寸要大些(50-100微米直径)，且喷速在其最低压力到20psi时才有一能使微雾扩散而撞击光纤表面的力来使微雾向前推进。对光纤喷涂的雾化空气的撞击力相对较高，就会在形成非同心涂层的同时又产生粘结的细珠。

超声波雾化工艺采用一从Popper & Sons公司所提供的2.0cc玻璃注射器来形成大量的极细小的涂层成分，其形成速度范围为0.001ml/min-0.10ml/min。基本上不定向的直径小于50微米的喷雾的散射流速取决于雾化头对其前的光纤的扫描速度。一低速的氮气或其他惰性气体流将复涂成分的超细雾粒引向一喷涂目标表面。少量的喷雾和极细小的雾粒尺寸形成一光纤表面的不连续结构罩盖层。尽管涂料的粘度对喷涂而言足够低，但较佳的涂料成分在喷涂后要比敷涂优越，显示出最小的流动。由于涂料成分在喷涂后立即暴露于辐射源324、328的固化辐射区中，故其流动和细雾的粘结进一步受到抑制。反复喷涂涂料成分而在整个光纤裸露部分250上形成一保护性涂层。较佳地，一已复涂的光纤具有较光滑的、无气泡的外表。这个要求就导致了选用根据本发明所制备的材料。

合宜的涂料成分包括低分子量、低粘度环氧功能的、100％固化树脂，较佳地，它是通过由一阳离子光起动器、特别是一碘盐光起动器起动的离子机构来进行光致交联。这种涂料对于光纤上的未剥离保护隔离层涂层以及光纤的裸露表面都具有良好的粘接性。离子固化不用除氧。也可在一惰性气体的周围环境中来快速固化涂料成分。适用于光致交联用的辐射源包括那些具有在光谱的兰色/可见和紫外波长范围内的波长发射性能的。采用本发明的方法来固化涂层。

通常的固化复涂成分至少要延长到与玻璃长度相等，较佳地要比它长、即长7％。另外，固化复涂成分要有韧性和对玻璃的足够的粘性，以在处置复涂的光纤的过程中能承受与其他物件意外性的擦碰。

               表1  细丝涂料配方

材料	例1	例2	例3
				重量百分比环氧A	57.0	-	-
重量百分比环氧B	38.0	-	-
				重量百分比环氧C	-	67.0	66.5
重量百分比环氧D	-	25.1	28.5
				重量百分比聚醚乙二醇	-	2.9	-
重量百分比碘化盐溶液	5.0	5.0	5.0

注：环氧A为Union Carbide公司所供的CYRACURE UVR-6105，

    环氧B为Resolution Performance Products所供的HELOXY107，

    环氧C为Resolution Performance Products所供的EPONEX1510，

    环氧D为Resolution Performance Products所供的HELOXY 7，

    聚醚乙二醇是E.I.du Pont de Nemours and Company所供的

    TERATHANE 650，

    碘化盐溶液是General Electric公司所供的UV 9380C。

[涂料成分粘度的测量]

采用Bollin型号CS-50控制的应力粘度计来测量用于本发明复涂细丝的涂料成分的粘度。试验方法采用几何形状的平行板和“应力粘度”模式。粘度测量从将涂料成分放置于几何形状的平行板的基面上开始。将安装而用以绕心轴旋转的第2表面下降到与涂料成分相接触，直到在几何形状的平行板的表面间有一特定的间隙时为止。心轴的旋转使转速提高到每分钟转好多转以形成预定的应力(扭应力)。粘度值的计算包括考虑表面的几何形状、扭力和间隙。在25℃的温度下，采用一直径为20mm的平面、在平面间0.3mm间隙和93.8帕斯卡的应力来得到这里所述的粘度。

采用一具有一超声波雾化器的喷涂头来将可固化复涂配方成分(如表1所示)喷涂到几根硅光纤的试样上，每件试样的直径为125微米。将每种配方成分通过Sono-Tek所供的超声波雾化器的雾化喷头的尖嘴来散射。将超声波雾化器的电源设定在5.4瓦的量值上。采用一通过超声波雾化器的喷嘴主体中心的微孔液体传送管来得到具有其粘度范围为40厘泊-400厘泊的复涂成分的优良的雾化结果。该涂料成分的粘度最好为200厘泊。将此复涂配方成分以0.055ml/min的注射器泵传送速度供给微孔管。较佳的一种方法采用佛罗里达州.Miami的Small Parts公司提供的21.5级的微孔管。这可提供传送到雾化点的少量复涂成分的精确控制。

如前所述的超声波雾化形成一要在一定向气流中传送的非定向涂料雾。较佳地，定向气流包括在微孔管周围的遮掩体控制下的惰性气体(即氮气)。以1.0升/分钟的速度流经围绕雾化头的遮掩体的氮气流产生一可被适当地控制的、复涂配方成分的气雾。空气遮掩体的调节可改变气流的外形，从而改变撞击在所选表面上的可固化复涂配方成分细雾的粒子大小、形状和复盖情况。可采用4-6种喷涂配方成分在一表面上形成连续的涂层。但是，取决于加工工艺的情况，涂料配方成分的喷涂可要重复40-60次，用以在一所选的表面上涂成厚度为250微米的涂层。

给出一种细丝复涂配方成分，以用一喷墨印刷/喷涂头来形成合适的材料流，其情况如下：

例4

环氧A           76.0重量百分比

环氧B           19.0重量百分比

光起动器溶液    5.0重量百分比

光起动器溶液含有40份的甲基碘，60份的癸基乙醇以及4份异丙硫代氧杂蒽酮。

喷墨印刷/喷涂头在其工作头70℃温度工作。选用一康涅狄格州Brookfield的Trident International公司提供的喷墨/喷涂头来将复涂成分喷涂到硅光纤的几件试样上，每件试样的直径为125微米。该印刷头具有64个喷嘴，每个喷嘴的直径为50微米。采用安装在一细丝复涂装置上的细丝管理器就可使光纤在喷涂复涂成分之前与喷墨印刷/喷涂头对准。复涂成分的细雾被喷射到5件硅光纤试样的每一件的一侧上的1cm的长度上。采用一带有一紫外辐射棒的EFOSULTRACURE辐射源(加拿大、渥太华的Mississauga的EFOS公司生产的)来将辐射能量加到复涂试样上用以起动固化。反复地在复涂头下经过、接着又用紫外辐射来固化，给裸露光纤形成适当的复盖层。

图29简略表示一较佳的组合模挤压敷涂方法，它采用一具有一环绕光纤20的模具头组件332的复涂液体挤压装置330，用以对一已含有布拉格光栅的光纤裸露部分进行复涂。在“电子通讯”(1998年6月11日第34卷第12期)上所报导的一项研究探讨了用组合模复涂工艺来将聚酰亚胺溶液敷涂到光纤的裸露部分的问题。该工艺过程包括从充满组合模的液体中抽出光纤、然后在70℃下除去溶质、再在300℃下烘烤聚酰亚胺复涂段。

本发明的组合模挤压敷涂工艺对光纤复涂的改进之处包括可控制的敷涂以及如下将述的复涂成分的较低温度固化。上述的模具头组件包括一组合精整模334和一紧靠光纤周围的沿线辐射固化腔336。在将一细丝管理器10与复涂液体挤压装置330配合时要对复涂和保护其布拉格光栅的光纤20精确定位。可采用多种方法中的任何一种来使细丝管理器10和挤压装置330配合起来，只要模具头组件332可具有可移动的对准、用以在要复涂的光纤部分250周围涂敷一基本均匀的涂层即可。在复涂过程中，光纤20的裸露部分250在光纤定位器中间保持固定不动。组合精整模具334位于光纤裸露部分250的先开始复涂可固化成分的一端附近。当光照固化涂料移过光纤裸露部分250的长度时，它从精整模具334的导边挤出。辐射固化腔336与精整模334一起移动，随其后在涂敷到光纤20的表面上后立即开始光照固化复涂成分的固化。较佳地，复涂成分固化作用要求有一惰性气体的周围环境。为此目的而有一惰性气体传送管338将氮气流引入合适的辐射源、较佳地为紫外辐射源的受照射的辐射固化腔336。

在敷涂头332附近的一直线运输机构350包括一导杆352和一可滑动地安装在导杆352上用以沿导杆352移动的滑架354。一从滑架354伸到敷涂头332的连接杆356可使敷涂头组件332在滑架354从光纤20的裸露部分250的第1限界移到第2限界的过程中作直线移动。在光纤20的裸露部分250的复涂过程中，可固化液体可从精整模334中挤出，并可用来自辐射源336的能量来固化液体。

在其运动过程中，组合模334沿着包括光纤裸露部分250在内的光纤长度敷涂一基本上均匀厚度的复涂成分，并限界在每个与原先二级保护隔离层102搭接的端头处。能否用一同心层的复涂成分均匀复盖光纤20取决于细丝管理器10的定位精度，较佳地要将光纤20放置成与精整模334同心。辐射固化腔336的大小为其内表面无论在固化前或固化后都不碰到复涂成分的涂层。涂层同心时，光纤裸露部分250只与复涂成分相接触。精整模334的组合构造和辐射固化腔336可使光纤20易于定位在复涂液体挤压装置330中。如前所述，光纤的正确定位是细丝管理器10与复涂液体挤压装置330精确配合的结果。在完成了复涂和固化工艺过程后，再打开模具头组件332时，在复涂光纤20和辐射固化腔336之间的间隙可允许将光纤20从组件332中卸除。

光纤裸露部分250的长度变化可通过调节在挤压复涂成分过程中模具头组件332所移过的距离来实现。即使模具头组件332的长度仅6.0mm-7.5mm，在复涂材料到达辐射固化腔336之前，复涂成分的表面张力在涂层中的任何不规则性都要予以消除掉。短长度的好处在于可避免因复涂成分而引起的杂质污染。另外，剩余复涂成分量小也就较容易从腔332的内部清除掉。

虽然光纤裸露部分250在敷涂保护性复涂成分时具有一水平的朝向，但移动的挤压模334可造成与光纤抽拉敷涂工艺过程中敷涂头垂向作业时类似的结果。在精整模314和光纤20之间的相对运动与抽拉工艺过程相仿。这可消除诸如有光点、闸口印痕、下陷以及由涂料粘连到模具表面上所造成的涂料片之类的模具复涂缺陷。

在光纤裸露部分250的每端处的端边挤压意味着在光纤20的仍然由原先的涂层100、102保护的区域内还有挤压材料的初始沉积产生。这可基本防止通常与将光纤20装载到一传统的复涂模中去相关的光纤强度的损失。用本发明组合模挤压复涂的光纤裸露部分250可保证其强度可经受Vitran验证测试高达800千磅/平方英寸。

已对一光纤的布拉格光栅的制造工艺过程作了说明，用以表明可用一紧凑的细丝管理器10来处理和在二个不同类型的加工设备之间传送光纤20。每件加工设备可包括一对安装销钉，它们用于对准并插入细丝管理器10的通孔80中以使光纤20的中间部分相对于所选装置正确定位。这种便捷的定位也有利于至少布拉格光栅制造工艺过程的自动化，而不象先前的类似加工过程取决于作业人员将光纤正确定位的技能。可以理解的是，在安装销钉和通孔之间的配合仅仅是用于将光纤对准来进行加工的多种方法中的一种。

在此，根据需要而对本发明的详细内容作了揭示，但应理解的是，所揭示的实施例仅仅是示例性的。因此，在此所揭示的特定结构和功能的详细情况并不意味着是限制，而仅仅是作为权利要求的一基础和用来告诉熟悉本技术领域的技术人员对本发明作出各种各样的应用的代表性的基础。

Claims (8)

1.一种细丝张紧装置，它包括：

一张力保持器，它含有：

至少一根支承杆；

一第1滑架，它安装在所述支承杆的第1位置处，它具有一第1夹头和一安装于其上的音圈，该音圈系用来相对于所述支承杆移动；

一第2滑架，它安装在所述支承杆上的第2位置处，装成在所述第1位置和所述第2位置之间有一间隔距离，它具有一第2夹头和一安装于其上的负载传感器，该传感器系用来相对于所述支承杆移动；以及

一导杆，它从所述音圈延伸出来而与所述负载传感器相接触，用以调节所述第1位置离开所述第2位置的所述间隔距离，而给夹持在所述第1夹头和所述第2夹头之间的细丝施加一张力。

2.如权利要求1所述的细丝张紧装置，其特征在于，它还包括一对卡爪，该对卡爪固定于所述细丝张紧装置上，与所述第1夹头和所述第2夹头轴向对准，并有一个比所述第1夹头离开所述第2夹头之间隔距离要小的距离，所述卡爪将被测细丝部分基本固定于其间。

3.如权利要求1所述的细丝张紧装置，其特征在于，所述第1滑架和所述第2滑架各有一用来与所述至少一支承杆滑动啮合的衬套。

4.一种用于可松开地固定一光纤的细丝张紧装置，它包括：

一细丝管理器，它有一根在可锁定卷筒和旋转卷筒之间延伸的光纤，所述光纤包括一被测光纤部分和一裸露光纤部分；

一张力保持器，它含有：

一根支承杆；

一第1滑架，它可移动地安装在所述支承杆上的第1位置处，它具有一上表面，上表面具有第1夹头和一安装于其上的音圈，该音圈系用来相对于所述支承杆移动；

一第2滑架，它可移动地安装在所述支承杆上的第2位置处，装成在所述第1位置和所述第2位置间有一间隔距离，它包括一上表面，上表面具有第2夹头和安装于其上、用于相对所述支承杆移动的负载传感器，所述第2夹头与第1夹头轴向对准，用以将位于第1夹头和第2夹头之间的、第1限界和第2限界内的、包含所述裸露部分的所述被测光纤固定住；

一导杆，它从所述音圈延伸出来而与所述负载传感器相接触，用以调节所述第1位置离开所述第2位置的所述间隔距离，从而在所述音圈激活过程中改变施加于所述被测光纤部分上的张力；以及

一对卡爪，它们固定于所述细丝张紧装置，并与所述第1夹头和所述第2夹头轴向对准，用以将所述裸露光纤部分基本固定住。

5.如权利要求4所述的细丝张紧装置，其特征在于，所述第1滑架和所述第2滑架各有一用来与所述支承杆滑动啮合的衬套。

6.一种张紧细丝的方法，它包括如下步骤：

装设一包括至少一根支承杆的张力保持器；

将细丝安装到与装在所述支承杆的第1位置上的第1滑架相连的第1夹头上，所述第1滑架具有一安装于其上的音圈，该音圈用来相对于所述支承杆移动；

采用与装在所述支承杆的第2位置上的第2滑架相连的第2夹头来夹持细丝，并夹持成在所述第1位置和所述第2位置之间有一间隔距离，所述第2滑架具有一安装于其上的负载传感器，该传感器用来相对于所述支承杆移动；以及

激活所述音圈，以使从所述音圈延伸出来的导杆移动而与所述负载传感器接触，用以调节第1位置离所述第2位置的间隔距离，从而给夹持在所述第1夹头和所述第2夹头之间的细丝施加张力。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第1滑架和所述第2滑架各有一用来与所述至少一支承杆滑动啮合的衬套。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，它还包括一将在所述张力保持器附近的细丝管理器固定定位的附件，以将细丝夹持在所述第1夹头和所述第2夹头之间，所述细丝管理器具有一在固定卷筒和旋转卷筒之间延伸的细丝。

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