CN206321813U - 一种保圆光纤 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种保圆光纤，光纤纤芯横截面为圆形，两个硼硅玻璃应力区对称分布在芯两侧，实现应力区型双折射；光纤的包层是正圆形；光纤的涂层材料可以和传统通讯光纤类似，也可以根据应用环境更换。本实用新型保圆光纤的轴对称性更好，解决传统领结型保圆光纤芯不圆及应力区对称性差的问题，有利于光纤的一致性要求；本实用新型的保圆光纤也属于熊猫型保圆光纤，与现有熊猫型保偏光纤熔接时可以提高熔接效率和性能；本实用新型保圆光纤可以通过一根光纤实现敏感环、四分之一玻片、延迟环对光纤的需求，及敏感环、四分之一玻片、延迟环的一体化，从而大大降低了光纤的熔接损耗，提高系统性能。
Description
技术领域
本实用新型属于旋转光纤技术领域，尤其涉及一种保圆光纤。
背景技术
电流互感器是一种在电力系统中广泛使用的进行电能计量和继电保护的重要设备，其精度和可靠性与电力系统的安全、可靠和经济地运行密切相关。然而随着电力工业的发展，电力传输系统的容量不断增加，电压等级越来越高。而传统的电磁式电流互感器是基于电磁感应的，其工作原理决定了在技术上存在着一些难以解决的困难。而避开电磁感应采用光学原理的光学电流互感器由于具有绝缘特性好、响应速度快等优点，一直受到人们的青眯。由于光纤具有抗电磁干扰能力强、绝缘性能好、信号衰减小的优点，因而在法拉弟电流传感器研究中，一般均采用光纤作为传输介质。传统的通信光纤具有比较大的相位差，而且相位差会随着光纤的长度累加，低双折射光纤的相位差非常小，而且和光纤的长度没有线性的关系，可大量应用于电流互感器上。
低双折射光纤主要应用于电流互感器上，现代工业的高速发展，对电网的输送和检测提出了更高的要求，传统的高压大电流的测量手段将面临严峻的考验.随着光纤技术和材料科学的发展而发展起来的光纤电流传感系统，因具有很好的绝缘性和抗干扰能力，较高的测量精度，容易小型化，没有潜在的爆炸危险等一系列优越性，而受到人们的广泛重视。光纤电流传感器的主要原理是利用磁光晶体的法拉弟效应。根据of＝VBl，通过对法拉弟旋转角0F的测量，可得到电流所产生的磁场强度，从而可以计算出电流大小。但是传统领结型保圆光纤芯存在不圆及应力区对称性差的问题，不利于光纤的一致性要求；并且由于在全光纤电流互感器中，需要保圆光纤与保偏光纤熔接，现有基本为领结型保圆光纤和熊猫型保偏光纤熔接，两种光纤结构不对称，影响光纤的熔接效率和性能。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中的问题，提供一种保圆光纤，该光纤对称性更好，并且与延迟环使用的熊猫保偏光纤熔接时，熔接效率和性能更佳。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种保圆光纤，纤芯的数量为1，保圆光纤纤芯横截面为圆形，纤芯横截面中心点位置与保圆光纤横截面中心点位置重合，2个硼硅玻璃应力区呈螺旋状对称分布在纤芯的两侧，实现应力区型双折射，硼硅玻璃应力区的横截面为圆形，在同一横截面上，每个硼硅玻璃应力区的中心与保圆光纤纤芯中心的距离相等，硼硅玻璃应力区的横截面直径为22～26μm，保圆光纤中应力区折射率相对石英玻璃折射率差为-0.010～-0.015。该保圆光纤为圆偏振光保持模式，使光纤保持圆偏振光传输。该保圆光纤传导的光模式为单模，工作波长由光纤的材料、设计尺寸、折射率差等因素决定。光纤的双折射性能由纤芯的长宽比、应力区直径、应力区硼元素掺杂浓度共同决定。
按上述技术方案，每个硼硅玻璃应力区的中心与保圆光纤纤芯中心的距离为16～18μm。
按上述技术方案，光纤的涂层材料为丙烯酸树脂。
本实用新型产生的有益效果是：第一，本实用新型保圆光纤的轴对称性更好，解决传统领结型保圆光纤芯不圆及应力区对称性差的问题，有利于光纤的一致性要求；第二，由于在全光纤电流互感器中，需要保圆光纤与保偏光纤熔接，现有领结型保圆光纤和熊猫型保偏光纤熔接，两种光纤结构不对称，影响光纤的熔接效率和性能，而本实用新型的保圆光纤也属于熊猫型保圆光纤，与现有熊猫型保偏光纤熔接时可以提高熔接效率和性能；第三，本实用新型保圆光纤可以通过一根光纤实现敏感环、四分之一玻片、延迟环对光纤的需求，及敏感环、四分之一玻片、延迟环的一体化，从而大大降低了光纤的熔接损耗，提高系统性能。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
图1是本实用新型实施例保圆光纤的横截面示意图；
图2是本实用新型实施例保圆光纤的立体图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例中，提供一种保圆光纤，如图1、图2所示，纤芯的数量为1，保圆光纤纤芯横截面为圆形，纤芯横截面中心点位置与保圆光纤横截面中心点位置重合，2个硼硅玻璃应力区呈螺旋状对称分布在纤芯的两侧，实现应力区型双折射，硼硅玻璃应力区的横截面为圆形，在同一横截面上，每个硼硅玻璃应力区的中心与保圆光纤纤芯中心的距离相等，硼硅玻璃应力区的横截面直径为22～26μm，保圆光纤中应力区折射率相对石英玻璃折射率差为-0.010～-0.015。该保圆光纤为圆偏振光保持模式，使光纤保持圆偏振光传输。该保圆光纤传导的光模式为单模，工作波长由光纤的材料、设计尺寸、折射率差等因素决定。光纤的双折射性能由纤芯的长宽比、应力区直径、应力区硼元素掺杂浓度共同决定。
进一步地，每个硼硅玻璃应力区的中心与保圆光纤纤芯中心的距离为16～18μm。
进一步地，光纤的涂层材料为丙烯酸树脂。
本实用新型的较佳实施例中，提供2种较佳的保圆光纤制作方法。
方法一：包括以下步骤：
步骤一，Chemical Vapour Deposition(CVD)等技术芯棒准备，利用ModifiedChemical Vapour Deposition(MCVD)或Furnace Chemical Vapour Deposition(FCVD)制备大芯径高Numerical Aperture(NA)芯棒，可根据芯径和NA控制光纤的模场直径和截止波长；
步骤二为芯棒熔缩后拉伸，外径拉伸至适合小发热体拉丝直径；
步骤三打小孔，在熔缩棒中心对称方向打两个圆形小孔，可根据打孔间距调整光纤应力双折射性能和衰减；
步骤四为应力棒制备，拉伸，腐蚀，通过调整应力棒芯径和芯区掺杂浓度从而控制双折射性能；
步骤五为预制棒组合旋转抽真空拉丝，预制棒组合抽真空拉丝，拉丝过程中旋转预制棒，通过调整拉丝速度和旋转速度控制光纤的螺旋距，螺旋距范围为2-5mm。
方法二：包括以下步骤：
步骤一，Chemical Vapour Deposition(CVD)等技术芯棒准备，利用ModifiedChemical Vapour Deposition(MCVD)或Furnace Chemical Vapour Deposition(FCVD)制备大芯径高Numerical Aperture(NA)芯棒，可根据芯径和NA控制光纤的模场直径和截至波长；
步骤二为芯棒匹配套管熔缩；
步骤三为应力棒制备，打磨，掺杂浓度等同于熊猫型保偏光纤应力区掺杂浓度，具体摩尔浓度为16％至24％，然后按照打孔孔径打磨应力棒，根据应力棒芯径控制光纤中应力区直径，从而控制双折射性能；
步骤四为预制棒组合抽真空拉伸，外径拉伸至适合小发热体拉丝外径；
步骤五为小预制棒旋转拉丝。
如下表1为本实用新型保圆光纤具体测试结果：
表1
本实用新型用于现有全光纤电流互感器中的敏感环，这种光纤的纤芯是圆形，两个圆形应力区轴对称分布，其双折射性能等同于应力区型保偏光纤，可以达到10-2量级，通过高双折射线偏振保持光纤旋转得到圆偏振保持光纤，串音受温度影响小，适用于全光纤电流中的敏感环。同时这种光纤几何对称性优于现有领结型保圆光纤，在与延迟环使用的熊猫保偏光纤熔接时，熔接效率和性能更佳，更适合全光纤电流互感器的工程化。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种保圆光纤，其特征在于，纤芯的数量为1，保圆光纤纤芯横截面为圆形，纤芯横截面中心点位置与保圆光纤横截面中心点位置重合，2个硼硅玻璃应力区呈螺旋状对称分布在纤芯的两侧，实现应力区型双折射，硼硅玻璃应力区的横截面为圆形，在同一横截面上，每个硼硅玻璃应力区的中心与保圆光纤纤芯中心的距离相等，硼硅玻璃应力区的横截面直径为22～26μm，保圆光纤中应力区折射率相对石英玻璃折射率差为-0.010～-0.015。
2.根据权利要求1所述的保圆光纤，其特征在于，每个硼硅玻璃应力区的中心与保圆光纤纤芯中心的距离为16～18μm。
3.根据权利要求1或2所述的保圆光纤，其特征在于，光纤的涂层材料为丙烯酸树脂。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201621276164.8U CN206321813U (zh) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | 一种保圆光纤 |
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Family Applications (1)
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| CN (1) | CN206321813U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108107504A (zh) * | 2016-11-25 | 2018-06-01 | 武汉长盈通光电技术有限公司 | 一种保圆光纤及其制备方法 |
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- 2016-11-25 CN CN201621276164.8U patent/CN206321813U/zh active Active
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