EA018957B1 - Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности - Google Patents

Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности Download PDF

Info

Publication number
EA018957B1
EA018957B1 EA201170069A EA201170069A EA018957B1 EA 018957 B1 EA018957 B1 EA 018957B1 EA 201170069 A EA201170069 A EA 201170069A EA 201170069 A EA201170069 A EA 201170069A EA 018957 B1 EA018957 B1 EA 018957B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
fiber optic
optical fiber
optic connector
adhesive
manufacturing
Prior art date
Application number
EA201170069A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201170069A1 (ru
Inventor
Вей Ванг
Дунфа Дин
Цзин Ли
Цунь Ван
Ляньцзе Шань
Original Assignee
Бэиджинг Аэроспейс Таймз Оптикал-Электроник Текнолэджи Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бэиджинг Аэроспейс Таймз Оптикал-Электроник Текнолэджи Ко., Лтд. filed Critical Бэиджинг Аэроспейс Таймз Оптикал-Электроник Текнолэджи Ко., Лтд.
Publication of EA201170069A1 publication Critical patent/EA201170069A1/ru
Publication of EA018957B1 publication Critical patent/EA018957B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2821—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
    • G02B6/2835—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals formed or shaped by thermal treatment, e.g. couplers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/255—Splicing of light guides, e.g. by fusion or bonding
    • G02B6/2558—Reinforcement of splice joint

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу производства оптоволоконного соединителя высокой надежности, включающему следующие этапы, на которых (1) изготавливают оптоволоконный соединитель посредством способа сплавленного биконического сужения, который включает процесс параллельного спекания, и проверяют путем испытания на разрыв полученное в результате спекания оптическое волокно для того, чтобы гарантировать прочность указанного оптического волокна больше либо равной 1 Н; (2) фиксируют оба конца спекаемого оптоволоконного соединителя в U-образном кварцевом желобе посредством затвердевающего адгезива и заполняют U-образный кварцевый желоб адгезивом вокруг соединительного рукава с его обеих концов для сокращения длины провисания оптического волокна; (3) вводят U-образный кварцевый желоб, содержащий оптоволоконный соединитель согласно этапу 2, в круглую кварцевую трубку и фиксируют оба конца круглой кварцевой трубки посредством затвердевающего адгезива; и (4) помещают трубку из нержавеющей стали поверх круглой кварцевой трубки и герметизируют оба конца трубки из нержавеющей стали.

Description

Изобретение относится к способу производства оптоволоконного соединителя. Оптоволоконный соединитель может применяться как шунт или соединитель для светового сигнала и, следовательно, широко применяется в оптоволоконных гироскопах, оптоволоконных звукоприемниках, оптоволоконных датчиках тока и других оптоволоконных сенсорных устройствах.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
Оптоволоконный соединитель может применяться как шунт или соединитель для светового сигнала и, следовательно, широко применяется в оптоволоконных средствах связи и оптоволоконных сенсорных устройствах, таких как оптоволоконные гироскопы, оптоволоконные звукоприемники и оптоволоконные датчики тока.
Принцип работы оптоволоконного соединителя основан на теории рассеянного поля и на теории согласования мод в оптическом волноводе. Технология сплавленного биконического сужения для изготовления оптоволоконного соединителя включает параллельное или скрученное соединение двух оптических волокон с удаленной оболочкой; нагревание оптических волокон на огне для их расплавления; одновременное вытягивание оптических волокон в две стороны с определенной скоростью, с осуществлением постепенного утоньшения части оптических волокон в зоне их локального нагрева для придания формы биконического сужения, чтобы, таким образом, соединить передачу мощности благодаря внешнему распространению рассеянного поля.
Этапы следующего процесса являются этапами так называемого параллельного спекания или скрученного спекания процесса сплавленного биконического сужения. Если предположить, что одно оптическое волокно является разобщением другого оптического волокна и округлить до слабого соединения, уравнения соединения будут следующими:
ί ^=/(Д + с„)л,+гс12л2 где А1 и А2 - амплитуды модового поля двух оптических волокон соответственно;
β1 и β2 - коэффициенты распространения сигнала двух оптических волокон в разъединенном состоянии соответственно.
В действительности, можно не учитывать коэффициенты самостоятельной связи при сравнении с коэффициентами взаимной связи, т.е. приблизительно С11=С22=0 и С12=С21.
На фиг. 1 изображена кривая, показывающая отношение между коэффициентом разделения соединителя оптического волокна и длиной сплавленного биконического сужения (где а для первого волокна, Ь для второго волокна). Два оптических волокна начинают сближаться с увеличением длины вытяжения. Свет начинает соединяться между двумя оптическими волокнами, когда два оптических волокна сближаются до определенного уровня. Кроме того, количество соединяемого света изменяется по мере увеличения длины вытяжения.
После процесса спекания два расплавленных оптических волокна подвешиваются и фиксируются в и-образном кварцевом желобе под определенным давлением. В результате образуется хордообразная структура, обладающая определенной собственной резонансной частотой, зависящей от длины хорды оптического волокна. Чем больше длина хорды оптического волокна, тем ниже собственная резонансная частота и хуже сопротивление динамическим нагрузкам.
Способ сплавленного биконического сужения применим при массовом производстве и характеризуется такими преимуществами, как прочность, хорошие экологические характеристики, низкие дополнительные потери и т.д. Однако различные сочетания двух параметров, а именно температура пламени и скорость вытягивания в процессе спекания, будут оказывать различное влияние на прочность оптического волокна, получаемого в процессе спекания. В традиционном производственном процессе нет ни требований к процессу проверки оптического волокна на прочность, ни проверки провисания оптического волокна в соединителе. Следовательно, сопротивление динамической нагрузке может быть гарантировано только до определенной степени, и, таким образом, оно не будет соответствовать высоким требованиям сопротивления динамической нагрузке.
Более того, два оптических волокна могут быть прочно соединены посредством скрутки в процессе вышеуказанного скрученного спекания при промышленном производстве, что приводит к относительно высокому скручивающему усилию в точках скручивания с обеих сторон. В особенности, при производстве небольшого соединителя скручивающее усилие оказывается большим вследствие того, что точки скручивания находятся ближе друг к другу. Кроме того, обе стороны зоны биконического сужения соединителя расположены на внешней границе пламени в процессе спекания, что приводит к еще большему внутреннему напряжению в оптическом волокне. Следовательно, надежность соединителя падает, поскольку соединительный рукав подвержен хрупкому разрушению под действием внешней ударной нагрузки. В производственном процессе вышеуказанного параллельного спекания проблема, связанная со скручивающим усилием, преодолевается и, таким образом, надежность значительно повышается. При
- 1 018957 этом при осуществлении способа сплавленного биконического сужения для удаления оболочки оптического волокна применяется процесс термического отслаивания или другого неразрушающего отслаивания, выполняется проверка качества оболочки оптического волокна после процесса отслаивания и проводится проверка качества внутренней части оптического волокна после завершения биконического сужения, что способствует высокой надежности оптоволоконного соединителя.
После спекания оптоволоконного соединителя выполняют герметизацию. При традиционном способе герметизации части оптического волокна, облицованные и помещенные в оболочку с двух сторон, фиксируют в одном кварцевом желобе, который затем помещают в круглую кварцевую трубку, а затем трубку из нержавеющей стали надевают поверх круглой кварцевой трубки, обеспечивая защиту, и оба конца герметизируют адгезивом. Этот способ герметизации не предусматривает никаких амортизирующих средств, в результате чего оптоволоконный соединитель имеет слабое сопротивление динамической нагрузке, которое едва ли отвечает необходимым требованиям для использования при высоких динамических нагрузках (как, например, в случае, когда ударное ускорение превышает 3000 г, и частота динамической нагрузки составляет от 1000 до 5000 Гц).
В патенте Китая № 92108997.Х под названием А МеНоб оГ КшпГогешд ϋρΐίοαΐ ПЬег Соир1ег повышение надежности оптоволоконного соединителя достигают путем упрочнения субстрата.
В патенте Китая № 94100528.3 под названием РгсЛеейУС §1гис1иге апб РгсЛеейоп Ме11юб оГ Ап Ορΐίса1 ИЬет Соир1ег оптоволоконный соединитель герметизируется посредством муфты и наплавления, защищающих оптическое волокно, причем муфта изготовлена из материала с таким же коэффициентом теплового расширения, что и оптическое волокно. Даже несмотря на то что способы, описываемые в этих двух патентах, главным образом, решают задачу, связанную с термостойкостью, раскрываемый в них процесс герметизации является сложным и включает дорогостоящие герметизирующие материалы. Кроме того, ни в одном из патентов ничего не сказано относительно надежности и сопротивления большим динамическим нагрузкам герметизированной структуры.
Раскрытие сущности настоящего изобретения
Целью настоящего изобретения является обеспечение способа производства оптоволоконного соединителя, не содержащего недостатки известного уровня техники, и повышение надежности оптоволоконного соединителя.
Техническое решение настоящего изобретения заключается в обеспечении способа производства оптоволоконного соединителя высокой надежности, при этом способ содержит следующие этапы:
(1) изготовление оптоволоконного соединителя посредством способа сплавленного биконического сужения, включающего процесс параллельного спекания и проверку путем испытания на разрыв полученного в результате процесса спекания оптического волокна, гарантирующую, что прочность указанного оптического волокна больше либо равна 1 Н;
(2) фиксация обоих концов спекаемого оптоволоконного соединителя в И-образном кварцевом желобе посредством затвердевающего адгезива и заполнение и-образного кварцевого желоба адгезивом с обеих концов вокруг соединительного рукава для сокращения длины провисания оптического волокна;
(3) введение И-образного кварцевого желоба, содержащего оптоволоконный соединитель согласно этапу 2 в круглую кварцевую трубку, и фиксация обоих концов круглой кварцевой трубки посредством затвердевающего адгезива;
(4) помещение трубки из нержавеющей стали поверх круглой кварцевой трубки и герметизация обоих концов трубки из нержавеющей стали.
Затвердевающий адгезив на этапах 2 и 3 является термореактивным адгезивом. Следующий этап выполняется последовательно за этапом 3:
(3)' помещение круглой кварцевой трубки после этапа 3 в высокотемпературный шкаф для высокотемпературной термообработки и проведение высокотемпературной термообработки при температуре примерно 83-87°С в течение примерно 2-3 ч; а затем при температуре примерно 108-112°С в течение примерно 1-2 ч.
Адгезив, окружающий соединительный рукав с обоих концов внутри И-образного кварцевого желоба на этапе 2, является адгезивом ультрафиолетового отверждения.
Оболочку оптического волокна удаляют посредством процесса термического отслаивания при осуществлении способа сплавленного биконического сужения на этапе 1, при этом температура в центре пламени спекания в процессе параллельного спекания превышает 1500°С и прочность оптического волокна после процесса спекания выше или равна 1 Н.
Термореактивный адгезив является эпоксидной смолой.
Адгезив ультрафиолетового отверждения обладает температурой стеклования ниже -50°С.
На этапе (4) трубка из нержавеющей стали помещается поверх круглой кварцевой трубки, после того как круглая кварцевая трубка покрывается силиконовым каучуком.
Разница между внешним диаметром круглой кварцевой трубки и внутренним диаметром трубки из нержавеющей стали на этапе (4) составляет по меньшей мере 0,6 мм и промежуток между ними полностью заполнен силиконовым каучуком.
- 2 018957
Результаты теоретического анализа, проведенного при внутренней частоте оптоволоконных соединителей типа 2x2 с хордами различных длин, показаны в табл.1.
Таблица 1
Отношение между внутренней частотой оптоволоконных соединителей типа 2x2 и длиной хорды оптического волокна
''\Длина хорды оптического волокна (мм) Частота (Гц) 30 25 20 15 10
Первый порядок 1132 1718 1950 3243 5295
Второй порядок 2768 3880 4176 6150 8948
Механическая модель, в которой на оптоволоконный соединитель действует динамическая нагрузка перпендикулярно оси оптического волокна, может быть проанализирована посредством теоретической механики. Для упрощения анализа предполагается, что два оптических волокна, спекаемых вместе внутри соединителя, равны однородной балке определенной длины, оба конца которой закреплены. Модель анализа внешней поперечной силы, действующей на оптоволоконный соединитель, изображена на фиг. 2.
Как показано на фиг. 2, точка нулевого момента находится в точках 0,2111 и 0,7891.
где Мтах - максимальный изгибающий момент в Н-м;
- длина хорды (м);
с.| - равномерная нагрузка (Н/м).
Усилие сдвига на двух концах, А и В, определяется как Од и Ов соответственно
Напряжение сдвига в точках А и В определяется как (2).
где А - площадь поперечного сечения оптического волокна.
В случае возникновения хрупкого разрушения, обусловленного тем, что напряжение сдвига дости гает предела прочности оптоволоконного материала, напряжение сдвига определяется как
где - предел прочности (критическая точка) оптоволоконного материала, который измеряется в МПа.
Если на подвесную балку действует динамическая нагрузка с ускорением а, уравнение (4) может принимать следующий вид:
Лйхра [ άχ
Л
(5).
В уравнении (5) άχ - единица длины распределяемой нагрузки;
р - плотность оптоволоконного материала.
Теоретическое ускорение, которое может выдерживать подвесная балка, определяется как σΗ а =-2 Р1 (6).
Из уравнения (6) можно вывести, что ударное ускорение, которое теоретически может выдержать оптоволоконный соединитель, обратно пропорционально длине подвесной балки оптического волокна.
Если ρ = 2,5 г/см3, 1 = 30 мм, а = 40 МПа, то ударное ускорение, которое теоретически может выдержать оптоволоконный соединитель, составляет 80000 г.
Как показано на фигуре, иллюстрирующей модель анализа сил, поперечное сечение подвергается сжатию в верхней части и напряжению в нижней части, причем максимальный изгибающий момент Мтах прямо пропорционален величине приложенной силы и квадрату длины хорды. Уменьшение длины хорды приводит к уменьшению максимального изгибающего момента и поперечного усилия сдвига. Даже несмотря на то что сопротивление изгибу и поперечному сдвигу уменьшается после того, как с оптическо
- 3 018957 го волокна была снята оболочка, уменьшение длины хорды может в значительной степени повысить сопротивление динамической нагрузке оптического волокна.
Настоящее изобретение имеет следующие преимущества по сравнению с уровнем техники.
(1) Согласно настоящему изобретению оптоволоконный соединитель изготавливают посредством способа сплавленного биконического сужения, который включает процесс параллельного спекания, что позволяет избежать высокого внутреннего напряжения, обычно возникающего в процессе скрученного спекания. После завершения процесса спекания прочность негерметизированного и не затвердевшего оптического волокна проверяют испытанием на разрыв, в ходе которого оптоволоконные соединители с прочностью оптического волокна большей либо равной 1 Н могут быть отсортированы для того, чтобы избежать последующей обработки бракованной продукции с недостаточной прочностью оптического волокна и таким образом избежать лишних затрат. Кроме того, оба конца оптоволоконного соединителя в процессе герметизации зафиксированы в ϋ-образном кварцевом желобе, наполняемом адгезивом вокруг оптоволоконного соединительного рукава с двух сторон зоны соединения, таким образом, длина провисания оптического волокна сокращается, так что сопротивление динамической нагрузке и резонансная частота оптоволоконного соединителя увеличиваются и слабая часть соединительного рукава внутри соединителя защищена. Настоящее изобретение посредством проверки прочности оптического волокна в процессе производства и контроля длины провисания оптического волокна внутри оптоволоконного соединителя позволяет изготовленным таким способом оптоволоконным соединителям соответствовать требованиям высокого сопротивления динамической нагрузке.
(2) В варианте осуществления настоящего изобретения температура центра пламени спекания при спекании оптоволоконного соединителя превышает 1500°С и оболочку оптического волокна удаляют посредством термического отслаивания, что увеличивает прочность спекания и надежность оптоволоконного соединителя.
(3) В варианте осуществления настоящего изобретения соединительный рукав с двух сторон от зоны соединения заполняют адгезивом ультрафиолетового отверждения. Этот облегчающий процесс заливки способ обработки может быть легко осуществлен, обеспечивает лучшую защиту слабой части соединительного рукава с двух сторон зоны соединения оптоволоконного соединителя, сокращает длину провисания оптического волокна и, следовательно, повышает его резонансную частоту, сопротивление динамической нагрузке и надежность.
(4) В варианте осуществления настоящего изобретения расстояние между внешним диаметром круглой кварцевой трубки и внутренним диаметром трубки из нержавеющей стали составляет по меньшей мере 0,6 мм, промежуток между ними полностью заполнен силиконовым каучуком. В отличие от известного из уровня техники, в котором трубка из нержавеющей стали непосредственно надета поверх круглой кварцевой трубки, настоящее изобретение посредством увеличения промежутка между круглой кварцевой трубкой и трубкой из нержавеющей стали и определенной толщины наполнителя из силиконового каучука для увеличения амортизации повышает сопротивление динамической нагрузке устройства, а также надежность оптического волокна в целом.
(5) В варианте осуществления настоящего изобретения герметизированную круглую кварцевую трубку, содержащую оптоволоконный соединитель, помещают в высокотемпературный шкаф для высокотемпературной обработки, что эффективно ослабляет внутреннее напряжение, возникающее при спекании оптических волокон в процессе сплавленного биконического сужения, и дополнительное напряжение, создаваемое термореактивным адгезивом в процессе затвердения и герметизации оптоволоконного соединителя, повышая, таким образом, термостойкость и надежность оптоволоконного соединителя.
(6) Оптоволоконные соединители, изготавливаемые способом согласно настоящему изобретению, кроме прочих, могут быть одномодовыми, многомодовыми и сохраняющими поляризацию оптоволоконными соединителями типов 2x2 (1x2) и 3x3 (1x3), надежность которых может быть повышена посредством настоящего способа в процессе производства.
Краткое описание графических материалов
На фиг. 1 изображена кривая, показывающая отношение между коэффициентом разделения соединителя оптического волокна и длиной сплавленного биконического сужения.
На фиг. 2 представлено схематическое изображение модели анализа поперечной силы, действующей на оптоволоконный соединитель согласно настоящему изобретению.
На фиг. 3 изображена блок-схема предпочтительного варианта осуществления способа производства оптоволоконного соединителя высокой надежности согласно настоящему изобретению.
На фиг. 4 представлено схематическое изображение соединительного рукава и зоны соединения оптоволоконного соединителя согласно настоящему изобретению.
На фиг. 5 представлено схематическое изображение герметизации оптоволоконного соединителя согласно настоящему изобретению.
На фиг. 6 изображено сечение вдоль линии В-В, изображенной на фиг. 5.
- 4 018957
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения
На фиг. 3 изображена блок-схема предпочтительного варианта осуществления способа производства оптоволоконного соединителя высокой надежности согласно настоящему изобретению.
Далее подробно описывается способ производства согласно настоящему изобретению. Способ производства содержит следующие этапы.
(1) Изготовление оптоволоконного соединителя посредством способа сплавленного биконического сужения, включающего процесс параллельного спекания и проверку путем испытания на разрыв полученного в результате процесса спекания оптического волокна, гарантирующую, что прочность указанного оптического волокна больше либо равна 1 Н;
Способ термического отслаивания применяют для удаления оболочки оптического волокна в процессе изготовления оптоволоконного соединителя. Обычно применяемый для удаления оболочки оптического волокна способ механического отслаивания способствует образованию повреждений на поверхности оболочки оптического волокна, снижая, таким образом, его прочность и надежность. В процессе спекания способом сплавленного биконического сужения в качестве источника нагрева применяют водород-кислородное пламя. Могут применяться два способа нагрева. При одном способе кислород воздуха и водород непосредственно используются для нагрева, создавая температурное поле слабой однородности вокруг водород-кислородного пламени и температуру пламени всего 1100-1400°С. При другом способе применяется дополнительный кислородный канал, позволяющий температуре водородкислородного пламени достигать примерно 1500-1700°С. Желательно, чтобы предлагаемый процесс осуществлялся с использованием второго способа нагрева, при котором предусмотрено управление потоками подаваемого водорода и кислорода посредством регуляторов потока таким образом, что повышается температура спекания и улучшается однородность температурного поля зоны нагрева. При этом применяется малокалиберный факел для уменьшения размера удлинения. Прочность оптического волокна оптоволоконного соединителя проверяется способом определения растяжения после выполнения сплавленного биконического сужения.
(2) Фиксация обоих концов спекаемого оптоволоконного соединителя в И-образном кварцевом желобе посредством затвердевающего адгезива и заполнение адгезивом ультрафиолетового отверждения 21 пространства вокруг соединительного рукава 12 оптического волокна с двух сторон от зоны соединения 11 в И-образном кварцевом желобе для сокращения длины провисания оптического волокна, как показано на фиг. 4.
Как показано на фиг. 5 и 6, после выполнения способа сплавленного биконического сужения Иобразный кварцевый желоб 23 помещают под оптоволоконный соединитель посредством герметизирующего устройства системы биконического сужения; платформа для герметизации поднимается таким образом, что оптические волокна попадают точно в центр И-образного кварцевого желоба 23; участки на внешних стенках кварцевой формы с И-образным желобом 23, каждая из которых отстоит от участков разветвления зоны соединения 11 и соединительных рукавов 12 на расстоянии 2 мм вдоль рукава соединения 12, отмечают, например, красным маркером; участки оптических волокон, обернутые в оболочку, находящиеся с двух концов оптоволоконного соединителя, фиксируют термореактивным адгезивом 22, чтобы закрепить оптоволоконный соединитель в И-образном кварцевом желобе, и так, чтобы длина участка содержащего термореактивный адгезив 22 составляла примерно 2-3 мм; затем ультрафиолетовый адгезив 21 равномерно распределяют в частях И-образного кварцевого желоба 23 от красных отметок наружу до конечных точек распределения термореактивного адгезива 22. Технология введения адгезива ультрафиолетового отверждения 21 сокращает длину провисания оптического волокна оптоволоконного соединителя внутри желоба кварцевой формы, и повышает сопротивление динамической нагрузке и резонансную частоту оптоволоконного соединителя. После завершения процесса затвердевания соединитель извлекается из герметизирующего устройства и проводится его внутреннее микроскопическое исследование посредством стереомикроскопа для выявления дефектов, таких как трещины оптического волокна, наличие пузырьков внутри адгезива, чтобы таким образом гарантировать высокую надежность оптоволоконного соединителя.
(3) Введение оптоволоконного соединителя в круглую кварцевую трубку 24 и фиксация обоих концов круглой кварцевой трубки 24.
Оптоволоконный соединитель, затвердевший в И-образном кварцевом желобе 23, снимается с платформы для герметизации устройства для выполнения биконического сужения; круглая кварцевая трубка 24 определенной длины надевается поверх И-образного кварцевого желоба 23 вдоль отрезка волокна оптоволоконного соединителя, таким образом, чтобы оба конца круглой кварцевой трубки выступали за края кварцевого желоба, например, примерно на 1-2 мм; затем И-образный кварцевый желоб 23 и круглую кварцевую трубку 24 соединяют и фиксируют посредством термореактивного адгезива с двух концов И-образного кварцевого желоба 23, как показано на фиг. 5 и 6.
Указанный термореактивный адгезив может быть эпоксидным клеем 353ΝΏ. Причина применения этого адгезива - его пригодность для соединения оптических волокон. Также может быть использован другой термореактивный адгезив при условии, что он соответствует этому требованию. Кроме терморе
- 5 018957 активного адгезива могут применяться другие затвердевающие адгезивы, такие как адгезив (фотополимерный) ультрафиолетового отверждения, например, ОЕ188 или ΝΟΑ81 могут также быть использованы.
(4) Выполнение высокотемпературной термообработки оптоволоконного соединителя.
Помещение оптоволоконного соединителя, находящегося внутри круглой кварцевой трубки 24, в высокотемпературный термошкаф для его высокотемпературной термообработки. Термообработка выполняется при температуре примерно 83-87°С в течение примерно 2-3 ч, обычно 2 ч; затем при температуре примерно 108-112°С в течение примерно 1-2 ч, обычно 1 ч. Затем термошкаф остывает естественным путем до комнатной температуры. Высокотемпературная термообработка может эффективно ослаблять внутреннее напряжение, возникающее при спекании оптических волокон в процессе сплавленного биконического сужения и при герметизации.
(5) Помещение трубки из нержавеющей стали 25 поверх круглой кварцевой трубка 24 после помещения круглой кварцевой трубки 24 в оболочку из силиконового каучука 27 таким образом, чтобы силиконовый каучук был равномерно распределен между круглой кварцевой трубкой и трубкой из нержавеющей стали; и герметизация обоих концов трубки из нержавеющей стали силиконовым каучуком.
После высокотемпературной термообработки оптоволоконный соединитель извлекают из высокотемпературного термошкафа; силиконовый каучук 27 равномерно наносят на внешнюю поверхность круглой кварцевой трубки 24; затем трубку из нержавеющей стали 25 определенной длины надевают поверх круглой кварцевой трубки 24, при этом трубка из нержавеющей стали 25 может быть подобрана таким образом, чтобы каждый из ее двух концов выступал за пределы круглой кварцевой трубки 24 на 2 мм. Круглую кварцевую трубку 24 вращают в процессе надевания трубки из нержавеющей стали 25 таким образом, чтобы помещаемый между двумя трубками силиконовый каучук 27 равномерно заполнял пространство. Силиконовый каучук применяется в качестве герметизирующего материала 26 с двух сторон трубки из нержавеющей стали 25. Силиконовый каучук 27, помещаемый между круглой кварцевой трубкой 24 и трубкой из нержавеющей стали 25, оказывает амортизирующее действие на оптоволоконный соединитель, строение которого показано на фиг. 6.
Способ производства настоящего изобретения повышает надежность оптоволоконного соединителя и, в особенности, повышает сопротивление большим динамическим нагрузкам. Это подтверждается большим количеством испытаний, результаты которых приведены в табл. 2 и 3. Используемый в таблицах термин повреждение относится к внутренним повреждениям оптического волокна. Сопротивление динамической нагрузке предлагаемого оптоволоконного соединителя увеличивается с первоначального 1500 г в течение 0,5 мс до 5000 г в течение 0,5 мс, высота падения увеличивается с первоначальной 1,2 м по меньшей мере до 2,0 м, резонансная частота увеличивается с первоначальной 1300 Гц до по меньшей мере 5000 Гц.
Предлагаемый процесс высокотемпературной термообработки способен еще больше повысить надежность оптоволоконного соединителя, а также его термостойкость. Ниже подводится итог контрольных испытаний.
Условие испытаний. После процесса спекания прочность оптических волокон соединителя до герметизации и затвердения определяют испытанием на разрыв, чтобы убедиться, что прочность оптических волокон оптоволоконного соединителя выше либо равна 1 Н; оптоволоконный соединитель закрепляют в и-образном кварцевом желобе посредством термореактивного адгезива в процессе герметизации; адгезивом заполняют пространство вокруг соединительного рукава с двух сторон от зоны соединения, осуществляя, таким образом, первичную герметизацию оптоволоконного соединителя; а затем Иобразный кварцевый желоб, содержащий первично герметизированный оптоволоконный соединитель помещают в круглую кварцевую трубку, оба конца круглой кварцевой трубки фиксируют термореактивным адгезивом, осуществляя, таким образом, вторичную герметизацию оптоволоконного соединителя. Следующие контрольные испытания проводятся при этом условии. Результаты испытаний приведены в табл. 4, в которой сравниваются результаты трех условий обработки, а именно условия обработки, при котором не проводится высокотемпературная термообработка, условия обработки, при котором соединитель подвергают термообработке при температуре 100°С в течение 8 ч, и условия обработки, при котором соединитель подвергают термообработке при температуре примерно 83-87°С в течение 2 ч и затем при температуре примерно 108-112°С в течение 1 ч, как указано в описании варианта осуществления настоящего изобретения. Приводимое в табл. 4 сравнение подтверждает, что по сравнению с двумя другими условиями обработки процесс высокотемпературной термообработки в техническом решении настоящего изобретения повышает надежность оптоволоконного соединителя и его термостойкость. Это следует из того, что внутреннее напряжение, образующееся при спекании оптических волокон в процессе сплавленного биконического сужения, и дополнительное напряжение, образующееся при затвердевании термореактивного адгезива в процессе герметизации, эффективно ослабляются в процессе предлагаемой высокотемпературной термообработки.
Более того, оптоволоконные соединители, производимые этим способом, могут работать при диапазоне температур от -50 до 85°С. Они могут выдерживать тепловые удары (-55-(+85)°С) более 500 раз. Их
- 6 018957 срок службы достигает 5000 ч даже при условии хранения при температуре 85°С.
Таблица 2 Сравнение испытаний оптоволоконных соединителей на повреждения при падении
\ Высота Условие ''ν. 1,2 метра 1,5 метра 2,0 метра
Соединители, изготовленные известным способом 0 повреждений из общего числа 42 26 повреждений из общего числа 42 42 овреждения из общего числа 42
Соединители, изготовленные предлагаемым способом 0 повреждений из общего числа 43 0 повреждений из общего числа 43 0 повреждений из общего числа 43
Таблица 3
Сравнение испытаний на сжатие оптоволоконных соединителей
Испытания Условие Полусинусоидальная динамическая нагрузка 1500 в течение 0,5мсек Полусинусоидальная динамическая нагрузка 5000§ в течение 0,5 мсек
Соединители, изготовленные известным способом 0 повреждений из общего числа 23 12 повреждений из общего числа 23
Соединители, изготовленные предлагаемым способом 0 повреждений из общего числа 17 0 повреждений из общего числа 17
Таблица 4
Сравнение испытаний оптоволоконных соединителей на воздействие высокотемпературной термообработки
\ Испытания Условие \ Температурные условия (-50°С ~ +85°С) Испытание на надежность
Изменение коэффициента разделения Изменение дополнительных потерь 85°С, 5000 ч 500 тепловых ударов (-55°С~+85°С)
Соединители не Среднее Среднее 2 повреж- 1 повреж-
подвергались значение 5 значение дения из дение из
высокотемпературной 5% 0,20 дБ общего общего
обработке числа 11 числа 11
Соединители Среднее Среднее 1 повреж- 1 повреж-
находились при значение ί значение £ дение из дение из
температуре 1004: в 4% 0,16 дБ общего общего
- 7 018957
течение 8 часов числа 11 числа 11
Соединители подвергались высокотемпературной обработке согласно изобретению Среднее значение ί 2% Среднее значение ί 0,10дБ 0 повреждений из общего числа 11 0 повреждений из общего числа 11
Оптоволоконные соединители, изготавливаемые способом согласно настоящему изобретению, кроме прочих, могут быть одномодовыми, многомодовыми и сохраняющими поляризацию оптоволоконными соединителями типов 2x2 (1x2) и 3x3 (1x3), надежность которых может быть повышена посредством настоящего способа в процессе производства.
Подробно не представленные в описании настоящего изобретения данные являются очевидными для специалиста в данной области техники.

Claims (8)

    ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
  1. (1) изготавливают оптоволоконный соединитель посредством способа сплавленного биконического сужения, который включает процесс параллельного спекания, и проверяют путем испытания на разрыв полученное в результате спекания оптическое волокно для того, чтобы гарантировать прочность указанного оптического волокна больше либо равной 1 Н;
    1. Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности характеризуется следующими этапами, на которых:
  2. 2. Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности по п.1, отличающийся тем, что затвердевающий адгезив на этапах 2 и 3 является термореактивным адгезивом.
    (2) фиксируют оба конца спекаемого оптоволоконного соединителя в И-образном кварцевом желобе посредством затвердевающего адгезива и заполняют И-образный кварцевый желоб адгезивом вокруг соединительного рукава с его обоих концов для сокращения длины провисания оптического волокна;
  3. 3. Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности по п.1, отличающийся тем, что адгезив, который вводят вокруг соединительного рукава с обоих концов внутри И-образного кварцевого желоба на этапе (2), является адгезивом ультрафиолетового отверждения.
    (3) вводят и-образный кварцевый желоб, содержащий оптоволоконный соединитель согласно этапу (2), в круглую кварцевую трубку и фиксируют оба конца круглой кварцевой трубки посредством затвердевающего адгезива;
  4. 4. Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности по п.1, отличающийся тем, что оболочку оптического волокна удаляют посредством термического отслаивания в способе сплавленного биконического сужения согласно этапу (1), при этом температура в центре пламени спекания в процессе параллельного спекания превышает 1500°С и прочность оптического волокна после процесса спекания выше или равна 1 Н.
    (4) помещают круглую кварцевую трубку, полученную на этапе (3), в высокотемпературный шкаф для высокотемпературной термообработки и проводят высокотемпературную термообработку при температуре примерно 83-87°С в течение примерно 2-3 ч; а затем при температуре примерно 108-112°С в течение примерно 1-2 ч;
  5. 5. Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности по п.2, отличающийся тем, что термореактивный адгезив является эпоксидной смолой.
    (5) помещают трубку из нержавеющей стали поверх круглой кварцевой трубки и герметизируют оба конца трубки из нержавеющей стали.
  6. 6. Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности по п.3, отличающийся тем, что ультрафиолетовый адгезив обладает температурой стеклования ниже -50°С.
  7. 7. Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности по п.1, отличающийся тем, что на этапе (4) трубку из нержавеющей стали помещают поверх круглой кварцевой трубки после покрытия силиконовым каучуком круглой кварцевой трубки.
  8. 8. Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности по п.7, отличающийся тем, что разница между внешним диаметром круглой кварцевой трубки и внутренним диаметром трубки из нержавеющей стали на этапе (4) составляет по меньшей мере 0,6 мм и промежуток между ними полностью заполнен силиконовым каучуком.
EA201170069A 2008-11-19 2008-12-31 Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности EA018957B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2008102268692A CN101408644B (zh) 2008-11-19 2008-11-19 高可靠光纤耦合器制备方法
PCT/CN2008/073892 WO2010057352A1 (zh) 2008-11-19 2008-12-31 高可靠光纤耦合器制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201170069A1 EA201170069A1 (ru) 2011-06-30
EA018957B1 true EA018957B1 (ru) 2013-12-30

Family

ID=40571727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201170069A EA018957B1 (ru) 2008-11-19 2008-12-31 Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20110221081A1 (ru)
CN (1) CN101408644B (ru)
EA (1) EA018957B1 (ru)
WO (1) WO2010057352A1 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102053306B (zh) * 2010-12-02 2016-01-13 中国电子科技集团公司第四十六研究所 一种保偏光纤耦合器的封装工艺方法
CN102879861B (zh) * 2012-09-21 2014-05-28 北京航天时代光电科技有限公司 一种高可靠的光纤耦合器空头光纤高回波损耗处理方法
PL224871B1 (pl) 2013-09-30 2017-02-28 Inpho Tech Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sprzęgacz, w szczególności do produkcji interferometrów odpornych na wysokie temperatury i interferometr odporny na wysokie temperatury
CN104238016B (zh) * 2014-05-19 2017-05-10 深圳朗光科技有限公司 一种光纤耦合器及其制备方法和封装失效的检测方法
CN105319425B (zh) * 2014-07-09 2018-06-26 北京自动化控制设备研究所 一种全光纤四分之一波片的封装方法
US9212912B1 (en) 2014-10-24 2015-12-15 Honeywell International Inc. Ring laser gyroscope on a chip with doppler-broadened gain medium
JP6317388B2 (ja) * 2016-04-18 2018-04-25 株式会社フジクラ 光ファイバ融着接続構造及びレーザ装置の製造方法
CN106019478B (zh) * 2016-05-12 2019-07-23 西安交通大学 高灵敏度熔锥耦合型微纳光纤超声检测系统及其耦合器制作方法
US9778419B1 (en) * 2016-06-23 2017-10-03 The Boeing Company Fiber optical system with fiber end face area relationships
CN106019479A (zh) * 2016-07-11 2016-10-12 武汉普惠海洋光电技术有限公司 一种金属化封装高可靠性的光纤分路器
CN107907491B (zh) * 2017-12-08 2023-07-28 金陵科技学院 一种光纤传感器及其检测平台和方法
WO2021070567A1 (ja) * 2019-10-08 2021-04-15 株式会社フジクラ 光ファイバ固定構造及びレーザ装置
CN114234840B (zh) * 2021-11-29 2023-08-22 南通大学 一种基于拉锥双球型无芯光纤的曲率传感器及制备方法
CN115931021A (zh) * 2022-12-19 2023-04-07 北京大学长三角光电科学研究院 一种光纤传感器、其制备方法及传感装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1037374C (zh) * 1991-07-02 1998-02-11 住友电气工业株式会社 具有自动拉断试验设备的光纤耦合器制造装置
JPH11101921A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Fujikura Ltd 光ファイバカプラ補強構造
CN1270322A (zh) * 2000-05-18 2000-10-18 林棱 多元熔融光纤耦合器及其制造方法及实施该方法的设备
US20020197014A1 (en) * 2001-06-22 2002-12-26 Micro Photonix Integration Corporation Manufacture of polarization maintaining optical fiber coupler
CN1397814A (zh) * 2001-07-13 2003-02-19 Ntt前进技术株式会社 光学纤维耦合器插座件
JP2003139986A (ja) * 2001-10-30 2003-05-14 Fujikura Ltd 光ファイバカプラの製造方法、光ファイバカプラ製造装置
JP2003167153A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Ykk Corp 光ファイバカプラ用補強基板及び光ファイバカプラの製造方法
JP2004239966A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Ykk Corp 光ファイバカプラ、その製造方法およびその製造装置
CN200979608Y (zh) * 2006-10-30 2007-11-21 深圳朗光科技有限公司 小尺寸光纤耦合器模块
CN200997006Y (zh) * 2006-11-29 2007-12-26 无锡爱沃富光电科技有限公司 光纤耦合器
CN101165516A (zh) * 2006-10-17 2008-04-23 深圳朗光科技有限公司 一种光纤耦合器及其光纤端部处理方法
CN201072455Y (zh) * 2007-07-02 2008-06-11 珠海保税区光联通讯技术有限公司 光纤耦合器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6155615A (ja) * 1984-08-27 1986-03-20 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 光分岐結合部の製造方法
US4772085A (en) * 1986-10-28 1988-09-20 Gould Inc. Multimode fiber optic coupler and method for making
US4997247A (en) * 1987-09-17 1991-03-05 Aster Corporation Fiber optic coupler and method for making same
US5148508A (en) * 1991-07-25 1992-09-15 Honeywell, Inc. Optical coupler housing
JPH0534540A (ja) * 1991-08-01 1993-02-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 光フアイバカプラの補強方法
US5268014A (en) * 1992-11-05 1993-12-07 Corning Incorporated Method of making robust fiber optic coupler
JPH06222238A (ja) * 1993-01-21 1994-08-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバカップラの保護構造および保護方法
US5384875A (en) * 1993-09-23 1995-01-24 Honeywell Inc. Fiber optic coupler package and packaging method
US6341242B1 (en) * 1998-10-30 2002-01-22 Ciena Corporation System for controlling a process for interconnection of optical fibers including fuzzy logic control and optimization architecture
US6729770B2 (en) * 2000-06-22 2004-05-04 Avanex Corporation Methods of making a multiple-port optical package
JP2002258096A (ja) * 2001-03-02 2002-09-11 Ntt Advanced Technology Corp 光ファイバカプラの製造方法およびその装置
US6865322B2 (en) * 2002-06-04 2005-03-08 Goi Acquisitions Llc Fiber optic device with enhanced resistance to environmental conditions and method
JP2004029579A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Yamaha Corp 光ファイバカプラ補強部材及び光ファイバカプラ

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1037374C (zh) * 1991-07-02 1998-02-11 住友电气工业株式会社 具有自动拉断试验设备的光纤耦合器制造装置
JPH11101921A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Fujikura Ltd 光ファイバカプラ補強構造
CN1270322A (zh) * 2000-05-18 2000-10-18 林棱 多元熔融光纤耦合器及其制造方法及实施该方法的设备
US20020197014A1 (en) * 2001-06-22 2002-12-26 Micro Photonix Integration Corporation Manufacture of polarization maintaining optical fiber coupler
CN1397814A (zh) * 2001-07-13 2003-02-19 Ntt前进技术株式会社 光学纤维耦合器插座件
JP2003139986A (ja) * 2001-10-30 2003-05-14 Fujikura Ltd 光ファイバカプラの製造方法、光ファイバカプラ製造装置
JP2003167153A (ja) * 2001-11-30 2003-06-13 Ykk Corp 光ファイバカプラ用補強基板及び光ファイバカプラの製造方法
JP2004239966A (ja) * 2003-02-03 2004-08-26 Ykk Corp 光ファイバカプラ、その製造方法およびその製造装置
CN101165516A (zh) * 2006-10-17 2008-04-23 深圳朗光科技有限公司 一种光纤耦合器及其光纤端部处理方法
CN200979608Y (zh) * 2006-10-30 2007-11-21 深圳朗光科技有限公司 小尺寸光纤耦合器模块
CN200997006Y (zh) * 2006-11-29 2007-12-26 无锡爱沃富光电科技有限公司 光纤耦合器
CN201072455Y (zh) * 2007-07-02 2008-06-11 珠海保税区光联通讯技术有限公司 光纤耦合器

Also Published As

Publication number Publication date
CN101408644A (zh) 2009-04-15
EA201170069A1 (ru) 2011-06-30
CN101408644B (zh) 2010-04-07
WO2010057352A1 (zh) 2010-05-27
US20110221081A1 (en) 2011-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA018957B1 (ru) Способ производства оптоволоконного соединителя высокой надежности
JP3396422B2 (ja) 光ファイバの接続方法ならびに接続装置
US7006742B2 (en) Highly nonlinear optical fiber and highly nonlinear optical fiber module
Ang et al. Tensile fatigue properties of fibre Bragg grating optical fibre sensors
EP1486804B1 (en) Polarization preserving optical fiber
CN109297479B (zh) 一种可测得其在工作状态下的温度分布的光纤环及其绕制方法
CN102998743B (zh) 适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤及其制备方法
AU5340900A (en) Polarization-maintaining optical fiber and polarization- maintaining optical fiber component
CN110066106A (zh) 一种超低损耗大有效面积光纤的制备方法
CN109211432B (zh) 一种测试光纤陀螺中光纤环温度分布的方法
JP2006154421A (ja) シングルモード光ファイバ、光ファイバケーブル、光ファイバコード及び光ファイバの耐用年数保証方法
CN111025475B (zh) 基于折射率引导型光子晶体光纤的y波导制造方法
CN203573005U (zh) 光功率监视器
CN104238016A (zh) 一种光纤耦合器及其制备方法和封装失效的检测方法
Miyajima Studies on high-tensile proof tests of optical fibers
CN108983351A (zh) 一种抗弯曲单模光纤及其制备方法
CN100378477C (zh) 一种具有导电性能的光子晶体光纤及其制备方法
EP0596311A2 (en) Method of making robust fiber optic coupler
CN203012177U (zh) 适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤
CA2380715A1 (en) Glass base material, optical fiber, method for manufacturing thereof, and method for determining cause of defect thereof
EP3029500B1 (en) Multicore fiber connection method
JPS6370208A (ja) 光フアイバ型スタ−カプラ
US6705772B2 (en) Optical fiber splicing method and optical fiber
CN114207490B (zh) 光纤拼接方法
CN112394453A (zh) 基于折射率引导型光子晶体光纤的y波导制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ KZ KG MD TJ TM