CN219831438U - 一种光纤耦合器的拉锥设备 - Google Patents

Abstract

一种光纤耦合器的拉锥设备，包括：光纤夹具，所述光纤夹具包括2个左右相对设置的夹具，光纤的两端分别固定在2个夹具上；所述夹具包括夹具本体、负压管，所述夹具本体是由3个夹具分体组成的中空柱体结构，每个夹具分体的角度均为120°，夹具分体与相邻的夹具分体的相接处设置有狭缝，所述狭缝用于吸附光纤；所述夹具本体的中空处连接负压管；光纤拉锥机；控制系统。本实用新型所述的光纤耦合器的拉锥设备，根据细径3×3光纤耦合器的拉锥生产方法，设计了与之配套的光纤夹具、控制系统，可以实现3根光纤的定位固定以及光纤与光源、光功率探测器的光路匹配，保证测量结果的准确性和可靠性，提高了细径3×3光纤耦合器的加工效率和质量。

Description

一种光纤耦合器的拉锥设备

技术领域

本实用新型涉及拉锥生产技术领域，具体涉及一种光纤耦合器的拉锥设备。

背景技术

拉锥是一种制备光纤耦合器的常用方法，其具体步骤如下：1、准备两根直径相同的光纤；2、固定一根光纤，并在其结束处去掉光纤的包覆层；3、在剩下的光纤上打上一些记号，将其对准另一根光纤的结束处；4、将两根光纤固定在拉锥器上，并加热到适当的温度；5、缓慢拉动拉锥器，使光纤逐渐变细，直到两根光纤的直径相同；6、将拉出的光纤耦合器裁成适当的长度，进行光学测试。

细径3×3光纤耦合器是光纤耦合器中的一种，通常由三根单模光纤和一些微型光学元件组成。它通过将输入光信号在元器件内部进行耦合，然后形成三个输出端口，使得光信号能够被分路和合并。在光通信系统中，细径3×3光纤耦合器通常用于实现信号复用、能量均衡、波长划分和光功率监测等功能。

目前，用于细径3×3光纤耦合器的拉锥设备，存在以下设计难度：1、该光纤耦合器的物理尺寸较小，使得当前的夹具不匹配；2、光纤与光源、光功率探测器的光路不匹配，无法对接光源和光功率探测器。

因此，本实用新型的目的是提供一种光纤耦合器的拉锥设备，可以解决上述技术问题。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种光纤耦合器的拉锥设备，设计了与之配套的光纤夹具、控制系统，可以实现3根光纤的定位固定以及光纤与光源、光功率探测器的光路匹配，保证测量结果的准确性和可靠性，提高了细径3×3光纤耦合器的加工效率和质量，应用前景广泛。

技术方案：一种光纤耦合器的拉锥设备，包括：

光纤夹具，所述光纤夹具包括2个左右相对设置的夹具，光纤的两端分别固定在2个夹具上；所述夹具包括夹具本体、负压管，所述夹具本体是由3个夹具分体组成的中空柱体结构，每个夹具分体的角度均为120°，夹具分体与相邻的夹具分体的相接处设置有狭缝，所述狭缝用于吸附光纤；所述夹具本体的中空处连接负压管；

光纤拉锥机，所述光纤夹具设置在光纤拉锥机上；

控制系统，所述控制系统包括光源、2个光功率探测器、计算机，1个光纤的一端与光源连接和另一端与一个光功率探测器连接，另一个光纤的一端与另一个光功率探测器连接；所述光纤拉锥机、2个光功率探测器分别与计算机连接。

本实用新型所述的光纤耦合器的拉锥设备，根据细径3×3光纤耦合器的拉锥生产方法，设计了与之配套的光纤夹具、控制系统，可以实现3根光纤的定位固定以及光纤与光源、光功率探测器的光路匹配。

用于制备细径3×3光纤耦合器的3根光纤中，有2根需要监控，一根是有源光纤，另外一根光纤作为耦合臂，将有源光纤的一端与光源连接，有源光纤的另一端与1个光功率探测器连接，作为耦合臂的光纤的一端与另1个光功率探测器连接，通过2个光功率探测器分别监控这两根光纤，2个光功率探测器将探测到的光功率数据传送到计算机。上述设计可以提高了细径3×3光纤耦合器的加工效率和质量。

其中，光纤拉锥机采用现有技术，例如光纤拉锥机的型号可以选择Fujikura FSM-100P、Siecor Corning 2000等。光纤拉锥机通常包括拉锥平台(负责固定光纤夹具和控制光纤的拉伸方向)、加热器(负责加热光纤，使其软化并得以拉伸)、运动系统(包括拉锥平台的运动系统、加热器的运动系统，分别负责控制拉锥平台的运动从而控制光纤的拉伸速度和方向、负责控制加热器的运动从而控制光纤的加热)、控制器(负责控制光纤拉锥机的各个部分，以实现稳定的拉锥过程)。

进一步的，上述的光纤耦合器的拉锥设备，所述夹具本体的外部直径为10-100mm和内部大小直径为1-10mm。

进一步的，上述的光纤耦合器的拉锥设备，所述夹具本体的外部直径为15mm和内部大小直径为5mm。

进一步的，上述的光纤耦合器的拉锥设备，所述狭缝为50-200微米。

进一步的，上述的光纤耦合器的拉锥设备，所述狭缝为100微米。

用于制备细径3×3光纤耦合器的光纤的尺寸参数为：包层60μm，涂覆层110微米，模场直径4.2微米。该款光纤在小型化和耐弯曲方面性能突出。针对上述光纤的尺寸参数，本实用新型设计了与之相匹配的3×3光纤夹具，即夹具本体的外部直径为15mm和内部大小直径为5mm，狭缝为100微米。

进一步的，上述的光纤耦合器的拉锥设备，所述夹具本体上设置有3个狭缝，每个狭缝用于吸附1个光纤，3个光纤的两端分别固定在2个夹具上。

进一步的，上述的光纤耦合器的拉锥设备，所述控制系统还包括：

数模转换电路，所述光功率探测器、数模转换电路、计算机依次连接。

在拉锥过程中,光功率探测器将探测到的光功率转换成电信号,经过数模转换电路转换成数字信号传送到计算机,计算机将这些数据处理后,计算出相应的分光比、插入损耗、附加损耗等参数,并实时显示出来。

本实用新型的有益效果为：本实用新型所述的光纤耦合器的拉锥设备，设计了与之配套的光纤夹具、控制系统，可以实现3根光纤的定位固定以及光纤与光源、光功率探测器的光路匹配，保证测量结果的准确性和可靠性，提高了细径3×3光纤耦合器的加工效率和质量，应用前景广泛。

附图说明

图1为本实用新型所述光纤耦合器的拉锥设备的光纤夹具结构示意图；

图2为本实用新型所述光纤耦合器的拉锥设备的旋转720°后光纤夹具结构示意图；

图3为本实用新型所述光纤耦合器的拉锥设备的夹具横截面图；

图4为本实用新型所述光纤耦合器的拉锥设备的夹具侧视图；

图5为本实用新型所述光纤耦合器的拉锥设备的工作原理图；

图6为本实用新型所述光纤耦合器的拉锥设备的控制系统构架图；

图中：光纤夹具1、夹具11、夹具本体111、夹具分体1111、狭缝1112、负压管112、光纤拉锥机2、控制系统3、光源31、2个光功率探测器32、计算机33、数模转换电路34、光纤a、光纤拉锥机的加热器b、光纤拉锥机的拉锥平台c。

具体实施方式

下面结合附图1、2、3、4、5、6和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

实施例1

如图1、2、3、4、5所示，本实用新型所述的光纤耦合器的拉锥设备，包括光纤夹具1、光纤拉锥机2、控制系统3。

其中，光纤夹具1是根据细径3×3光纤耦合器的拉锥生产方法设计的，包括2个夹具本体111，夹具本体111是由3个夹具分体1111组成的中空柱体结构，每个夹具分体1111的角度均为120°，夹具分体1111与相邻的夹具分体1111的相接处设置有狭缝1112，夹具本体111的中空处连接负压管112，通过负压管112抽吸的方式使光纤a固定在夹具分体1111上的缝隙1112内而不会在光纤a表面留下固定的痕迹。

其中，光纤拉锥机2采用现有技术，例如光纤拉锥机2的型号可以选择FujikuraFSM-100P、Siecor Corning 2000等。光纤拉锥机2通常包括拉锥平台c(负责固定光纤夹具和控制光纤的拉伸方向)、加热器b(负责加热光纤，使其软化并得以拉伸)、运动系统(包括拉锥平台的运动系统、加热器的运动系统，分别负责控制拉锥平台的运动从而控制光纤的拉伸速度和方向、负责控制加热器的运动从而控制光纤的加热)、控制器(负责控制光纤拉锥机的各个部分，以实现稳定的拉锥过程)。

其中，控制系统3是根据细径3×3光纤耦合器的拉锥生产方法设计的，包括光源31、2个光功率探测器32、计算机33，用于制备细径3×3光纤耦合器的3根光纤a中，有2根需要监控，有一根是有源光纤，还有一根光纤作为耦合臂，将有源光纤的一端与光源31连接，有源光纤的另一端与1个光功率探测器32连接，作为耦合臂的光纤a的一端与另1个光功率探测器32连接，通过2个光功率探测器32分别监控这两根光纤a，2个光功率探测器32将探测到的光功率数据传送到计算机33。

所述拉锥设备的工作过程如下：

1、剥除光纤a中间的涂覆层，然后将3根光纤a平行放置，并且3根光纤a的两端分别吸附在2个夹具11上的缝隙1112；

2、2个夹具11左右相对设置在光纤拉锥机的拉锥平台c上，调整拉锥平台c，使夹具11上的光纤a保持水平并在同一轴线上；

3、旋转左边的夹具11 720度；

4、拉锥：通过计算机33，控制光纤拉锥机的加热器b的电源电流输出以及加热器的运动系统的步进电机转动方向和转动速度，在光纤a达到熔融状态后，通过计算机33，启动光纤拉锥机2的拉锥平台的运动系统的步进电机，利用步进电机运动产生的相对位移，使光纤进行拉锥，拉锥过程中，2个光功率探测器32将探测到的光功率数据传送到计算机33,计算机33将这些数据处理后,计算出相应的分光比、插入损耗、附加损耗等参数,并实时显示出来，当达到操作者预先设定的分光比时,计算机对光纤拉锥机2的控制器发出停机指令，停止拉锥。然后，重新换上一根光纤a作为耦合臂进行检查，如果分光比仍然是预先设定的分光比，则说明达到均分功率的目标。

上述设计可以提高了细径3×3光纤耦合器的加工效率和质量。

实施例2

基于实施例1以上的结构基础，如图1、2、3、4所示。

本实用新型所述的光纤耦合器的拉锥设备，用于制备细径3×3光纤耦合器的光纤a的尺寸参数为：包层60μm，涂覆层110微米，模场直径4.2微米，该款光纤a在小型化和耐弯曲方面性能突出。

其中，光纤夹具1是根据细径3×3光纤耦合器的拉锥生产方法设计的，将夹具本体的外部直径为15mm和内部大小直径为5mm，狭缝为100微米，剥除3根光纤a中间15mm长的涂覆层，然后将3根光纤a平行放置，并且3根光纤a的两端分别吸附在2个夹具上的缝隙。

实施例3

基于实施例1或者实施例2以上的结构基础，如图1、2、3、4、5、6所示。

本实用新型所述的光纤耦合器的拉锥设备，控制系统3还包括数模转换电路34，在拉锥过程中,光功率探测器32将探测到的光功率转换成电信号,经过数模转换电路34转换成数字信号传送到计算机33,计算机33将这些数据处理后,计算出相应的分光比、插入损耗、附加损耗等参数,并实时显示出来。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种光纤耦合器的拉锥设备，其特征在于，包括：

光纤夹具（1），所述光纤夹具（1）包括2个左右相对设置的夹具（11），光纤的两端分别固定在2个夹具（11）上；所述夹具（11）包括夹具本体（111）、负压管（112），所述夹具本体（111）是由3个夹具分体（1111）组成的中空柱体结构，每个夹具分体（1111）的角度均为120°，夹具分体（1111）与相邻的夹具分体（1111）的相接处设置有狭缝（1112），所述狭缝（1112）用于吸附光纤；所述夹具本体（111）的中空处连接负压管（112）；

光纤拉锥机（2），所述光纤夹具（11）设置在光纤拉锥机（2）上；

控制系统（3），所述控制系统（3）包括光源（31）、2个光功率探测器（32）、计算机（33），1个光纤的一端与光源（31）连接和另一端与一个光功率探测器（32）连接，另一个光纤的一端与另一个光功率探测器（32）连接；所述光纤拉锥机（2）、2个光功率探测器（32）分别与计算机（33）连接。

2.根据权利要求1所述的光纤耦合器的拉锥设备，其特征在于，所述夹具本体（111）的外部直径为10-100mm和内部大小直径为1-10mm。

3.根据权利要求2所述的光纤耦合器的拉锥设备，其特征在于，所述夹具本体（111）的外部直径为15mm和内部大小直径为5mm。

4.根据权利要求3所述的光纤耦合器的拉锥设备，其特征在于， 所述狭缝（1112）为50-200微米。

5.根据权利要求4所述的光纤耦合器的拉锥设备，其特征在于， 所述狭缝（1112）为100微米。

6.根据权利要求1所述的光纤耦合器的拉锥设备，其特征在于， 所述夹具本体（111）上设置有3个狭缝（1112），每个狭缝（1112）用于吸附1个光纤，3个光纤的两端分别固定在2个夹具（11）上。

7.根据权利要求1所述的光纤耦合器的拉锥设备，其特征在于， 所述控制系统（3）还包括：

数模转换电路（34），所述光功率探测器（32）、数模转换电路（34）、计算机（33）依次连接。