MX2012008220A - Sistema de electrodos multiples con electrodos vibrantes. - Google Patents

Abstract

Un sistema de electrodos múltiples incluye un soporte de fibras que soporta por lo menos una fibra óptica, una pluralidad de electrodos dispuestos para generar un campo caliente para calentar la por lo menos una fibra óptica y un mecanismo de vibración que causa que vibre por lo menos uno de los electrodos de la pluralidad de electrodos. Los electrodos pueden estar dispuestos en por lo menos un vacío parcial. El sistema se puede usar para procesar muchos de fibras, tal procesamiento que incluye, como ejemplos, despojado, división, recocido, ahusamiento y así sucesivamente. Se proporcionan también métodos correspondientes de procesamiento de fibras.

Description

SISTEMA DE ELECTRODOS M U LTI PLES CON ELECTRODOS VIBRANTES Referencias C ruzadas con Solicitudes Relacionadas Esta solicitud es una solicitud de parte-en-continuación de la solicitud de patente no provisional Número de Serie 1 2/027 ,394 presentada el 7 de febrero de 2008 , titu lada Sistema de Electrodos M últiples, que reivindicó la prioridad bajo 35 US § 1 1 9(e) de la solicitud de patente provisional de US , de propiedad común , N úmero de Serie 60/976,859 presentada el 2 de octubre de 2007, titulada Sistema de Electrodos M últiples en una Aspiradora , la solicitud de patente provisional de US Número de Serie 60/953 ,803 presentada el 3 de agosto de 2007, titulada Arco de Tres Fases Para Empalme de Fibras y Desforrado de Fibras Mejorados , y la solicitud de patente provisional de US N úmero de Serie 60/888 ,691 presentada el 7 de febrero de 2007 , titulada Arco de Tres Fases Para Empalme de Fibras de Diámetro Grande y Desforrado de Fibras Mejorados, cuya descripción de cada una se incorpora en la presente para referencia .

Campo de Interés Los presentes conceptos inventivos se refieren al campo de las fibras ópticas y, más particularmente, a sistemas y métodos para empalmar y desforrar fibras ópticas .

Antecedentes de la Invención Los empalmadores de fusión de fibras ópticas emplean comúnmente una descarga eléctrica para calentar las fibras para q ue se fusionen conjuntamente. Esta descarga eléctrica se conoce en la industria como un "arco". Sin embargo, de acuerdo con alg unas fuentes, una descarga de este nivel de corriente no es un arco verdadero, sino una descarga de corona que genera un campo de plasma caliente.

Recientemente, se han adaptado arcos del mismos tipo para uso en desforrado del recubrimientos de las fibras y limpieza de desechos residuales de las fibras desforradas mecánicamente. En la Figu ra 1 A, el arco 1 06 está formado entre puntas afiladas agudamente de un par de electrodos 1 02 , 1 04 para calentar una fibra 1 1 0, donde los electrodos 1 02 , 1 04 están separados de 1 mm a 1 0mm , como es conocido. Como se muestra en la fig ura 1 B , se requ iere una sepa ración más grande de los electrodos para generar un arco 126 para empalmar mú ltiples fibras a la vez (por ejemplo, listones de fibras) y para fibras 1 30 de diámetro más g rande. El diseño óptico de alg unos empalmadores puede req uerir también que el "espacio" de sepa ración de electrodos sea más grande con el fin de evitar que los electrodos 122 , 1 24 ocluyan físicamente la trayectoria de la fibra óptica.

Los electrodos se hacen comú nmente de tungsteno. Sin embargo, en alg unos casos se alean con el tungsteno cerio o torio . Estos elementos d isminuyen la función termoiónica de trabajo del electrodo, lo cual causa q ue los electrones dejen más rápidamente la superficie del electrodo. Esto permite que se inicie la descarga con u n voltaje inicial menor. Alternativamente, se puede proporcionar una fuente externa de iones para ayudar a la iniciación del arco (por ejemplo, tecnolog ía Ion En hanced Cold Plasma por 3SAE Technology, I nc. ) - Es posible proporcionar u n arco adecuado con electrodos de acero ordinario y sin ionización externa , pero la repetibilidad de las características del arco es típicamente deficiente.

El voltaje aplicado a los electrodos puede ser CD (típicamente en conju nto con menor separación de electrodos) o CA (q ue permite una mayor separación entre las puntas de los electrodos, hasta de 1 0 mm o más) . El voltaje requerido para iniciar la descarga se determina por la Ley de Paschen , la cual relaciona la tensión disruptiva de un espacio entre electrodos con una función (compleja y no lineal) del gas presente en el espacio (por ejemplo, típicamente aire ordinario) , presión , h umedad, forma del electrodo, material del electrodo y distancia del espacio. M uchos de los parámetros req ueridos para aplicar la Ley de Paschen a este sistema no se conocen , de manera que se ha hecho poco análisis teórico cuantitativo de arcos desforradores. Típicamente, el voltaje de iniciación se determina experimentalmente que está en el rango de 5 kV a 30 kV.

U na vez que se ha iniciado el arco, la ion ización sosten ida del plasma en la descarga requiere un voltaje menor q ue el aplicado inicialmente. La impedancia (es decir, la proporción de voltaje aplicado a corriente) del plasma como un elemento del circuito es difícil de predecir. Se sospecha que los arcos desforradores exh iben impedancia negativa en algunas frecuencias y niveles de corriente. Estas características hacen muy difícil que se obtenga la operación a "voltaje constante" de un arco desforrador. Por lo tanto, la mayoría de los tales sistemas se controlan para proporcionar u na corriente constante promedio. Esto se correlaciona en una manera razonablemente predecible con la energ ía observada entregada a la descarga y la temperatu ra resultante de las fibras.

Es útil proporcionar un medio de variación de la energ ía del arco entregada a las fibras, con el fin de proporcionar calentamiento correcto para tipos diferentes de fibras y para compensar diferentes cond iciones. Esto se puede hacer alterando la corriente entregada al arco sostenido (con el ci rcuito de control antes mencionado) o mediante el encendido y apagado de pulsación del arco.

Las fibras ópticas más comunes son de 80 pm a 1 25 µ?? de diámetro (sin incluir recubrimientos externos), tales como los mostrados en la Fig ura 1 A. Sin embargo, alg unas aplicaciones, tales como láseres de fibra de alta energ ía , requ ieren fibras de hasta 1 mm o más de diámetro. La mayoría de los empalmadores de fusión no aceptarán fibras mayores que 200 pm de diámetro. Existen empalmadores especialmente para Fibras de Diámetro Grande (LDF) , con varias capacidades de diámetros grandes, dependiendo de las características de diseño.

Los empalmadores exitosos para el extremo más grande del espectro de LDF (>600 pm) han usado típicamente calentamiento de filamento de resistencia o calentamiento por láser en lugar de u n arco. Para estas fibras g randes, la naturaleza dieléctrica del material de la fibra puede causar q ue un arco se cu rve alrededor de la fibra , en lugar de envolver la circu nferencia entera de la fibra en al campo de plasma , como se muestra en la Figura 1B. Esto causa un calentamiento no uniforme de la fibra, con pobre calidad de empalme resultante.

Los dispositivos que usan arcos para desforrar fibras pueden sufrir también de efectos del calentamiento no uniforme. Estos "desforradores de de arco" típicamente colocan la fibra justo fuera del campo de plasma (arriba o abajo), de manera que el calor del arco causa la descomposición del recubrimiento. Eso causa necesariamente que la fibra esté más caliente en un lado que en el otro. Para la mayoría de los recubrimientos, esto no es un problema. Sin embargo, algunos recubrimientos tienen una ventana de temperatura relativamente angosta para la remoción efectiva y podrían beneficiarse a partir de una distribución de calor más uniforme.

Breve Descripción de la Invención Se proporcionan sistemas y métodos que usan electrodos múltiples para generar arcos usados para el procesamiento térmico de una o más fibras ópticas, incluyendo, pero no limitado a: empalmado, recocido, difusión, desforrado, ahusado y ablación, o combinaciones de los mismos. Tales sistemas y métodos pueden ser útiles también en otras aplicaciones y contextos, tales como para hacer acoplamientos de fibra óptica. Tales sistemas y métodos de electrodos múltiples pueden emplear vibración de uno o más de los electrodos múltiples para ampliar el campo de plasma, mientras que continúan manteniendo energía suficiente para realizar las funciones anteriores.

De acuerdo con la presente invención, un sistema de electrodos múltiples puede ser un sistema de tres fases configurado para operar en condiciones ambientales, o en u n vacío parcial o completo, con vibración o aislamiento de uno o más de los electrodos mú ltiples. Hay varios beneficios de tales sistemas y métodos. Por ejemplo , tales sistemas y métodos, cua ndo se proporcionan en un vacío parcial o completo, proporcionan estabilidad isotérmica aumentada del campo de plasma debido a la eliminación (o reducción) de la convección . Comparados con sistemas y métodos convencionales, donde conforme aumenta el calor del plasma (a presión atmosférica) se crea una brisa turbulenta hacia arriba que puede pertu rbar el plasma y alterar el equilibrio térmico del plasma o alterar ligeramente la ubicación de la sección de la fibra que se calienta .

También tales sistemas y métodos, cuando se proporcionan en un vacío parcial o completo, proporcionan un rango isotérmico aumentado del campo de plasma debido a la eliminación (o red ucción) de la convección . Comparados con sistemas y métodos convencionales, donde conforme aumenta el calor del plasma (a presión atmosférica) se crea una brisa tu rbulenta hacia arriba q ue puede pertu rbar el rastro de iones entre los electrodos. Esta pertu rbación desestabilizará y exting uirá un plasma en aire que de otra manera es completamente estable en un vacío o vacío parcial . Puesto que el aire es un aislante, el dieléctrico entre los electrodos se red uce sustancialmente en un vacío o vacío parcial . Esta reducción d ieléctrica permite que se inicie y mantenga un arco en niveles de energ ía muy por debajo de lo que es alcanzable en el aire.

También tales sistema y métodos, cuando se proporcionan en un vacío parcial o completo, proporcionan oxidación reducida de electrodo. Reduciendo los niveles de oxígeno presente du rante la generación de plasma los electrodos se deteriorarán a un régimen sustancialmente más lento.

También tales sistemas y métodos, cuando se proporcionan en un vacío parcial o completo, proporcionan la elimi nación de la combustión . Algunos recubrimientos de fibras tal como acrilato (el recubrimiento de fibras más común) sin combustibles en el ai re y a presiones atmosféricas y pueden q uemarse si se exponen a u n arco normal. Cuando se implementa el mismo proceso en u n vacío o vacío parcial la carencia de oxígeno evita la combustión del recubrimiento permitiendo que sea térmicamente eliminado (un proceso similar a la "tecnolog ía de quemado") .

De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, se proporciona u n sistema de electrodos múltiples que comprende: un sujetador de fibras que sujeta por lo menos una fibra óptica; u na pluralidad de electrodos dispuestos para genera r un escudo caliente para calentar la por lo menos una fibra óptica; y un mecanismo de vibración que causa que vibre por lo menos uno de los electrodos de la pluralidad de electrodos.

La por lo menos una fibra óptica puede ser por lo menos una fibra óptica de diámetro grande que tiene un diámetro de por lo menos aproximadamente 1 25 micrones.

La por lo menos u na fibra óptica puede ser una plu ralidad de fibras ópticas.

El mecanismo de vibración puede ampliar un ancho del campo caliente hasta un máximo total , medio de un perfil térmico Gausiano.

En algunos casos , por lo menos dos de la pluralidad de electrodos pueden hacerse vibrar.

En otros casos, puede hacerse vibrar toda la plu ralidad de electrodos.

El sistema puede comprender además un controlador que controle la vibración de electrodos efectuada por el mecanismo de vibración .

El mecan ismo de vibración puede ser o incluir por lo menos u n actuador piezo.

La frecuencia de vibración del mecanismo de vibración puede ser de más de 0 Hz, pero no más de aproximadamente 1 Hz.

La pl u ralidad de electrodos puede ser de dos electrodos.

La plu ralidad de electrodos puede ser de tres electrodos.

La pluralidad de electrodos puede ser de cuatro electrodos.

La pluralidad de electrodos puede generar arcos de plasma entre electrodos adyacentes y el campo caliente puede ser u n campo de plasma caliente.

El campo de plasma caliente puede ser u n campo de plasma caliente sustancialmente u niforme.

El campo de plasma caliente sustancialmente u niforme puede tener una temperatura de por lo menos aproximadamente 65° C .

El campo caliente sustancialmente un iforme puede generar una temperatura en la superficie de la fibra de por lo menos aproximadamente 1 600° C.

El campo caliente sustancialmente uniforme puede generar u na temperatura en la superficie de la fibra de por lo menos aproximadamente 3000° C .

El campo caliente sustancialmente un iforme puede generar u na temperatura en la superficie de la fibra en el rango de aproximadamente 25° C a aproximadamente 900° C para desforrar fibras ópticas.

La pluralidad de electrodos puede disponerse en por lo menos un vacío parcial.

Los electrodos pueden disponerse en un vacío de 55.88 cm a 60.96 cm de Hg ma nométricos, 200 a 1 50 torr absoluto .

El vacío parcial puede ser un vacío parcial enriquecido con oxígeno.

La distancia entre por lo menos dos de la pluralidad de electrodos puede ser ajustable .

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención , se proporciona u n sistema de electrodos múltiples que comprende: un sujetador de fibras que sujeta por lo menos una fibra óptica; u na pluralidad de electrodos dispuestos para generar u n campo de plasma caliente sustancialmente uniforme para calentar la por lo menos una fibra óptica ; y un mecanismo de vibración que causa que vibre por lo menos u no de los electrodos de la pluralidad de electrodos, en donde el mecanismo de vibración amplia un ancho del campo de plasma caliente sustancialmente u niforme hasta un máximo total , medio de un perfil térmico Gausiano.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención , se proporciona un método para generar un campo caliente para procesar por lo menos u na fibra óptica . El método incluye: sujetar la por lo menos una fibra óptica en u n sujetador de fibras; usar una plu ralidad de electrodos, generar el campo caliente para calentar la por lo menos una fibra óptica; y hacer vibrar por lo menos uno de los electrodos de la pluralidad de electrodos.

La por lo menos una fibra óptica puede ser por lo menos una fibra óptica de diámetro grande que tiene un diámetro de por lo menos aproximadamente 1 25 micrones.

La por lo menos u na fibra óptica puede ser una pluralidad de fibras ópticas.

Haciendo vibrar el por lo menos un electrodo se puede ampliar un ancho del campo caliente hasta u n máximo total, medio de un perfil térmico Gausiano.

El campo caliente puede ser un campo de plasma caliente sustancialmente uniforme.

El método puede incluir disponer la pluralidad de electrodos en por lo menos u n vacío parcial .

La pluralidad de electrodos puede ser dos electrodos.

La pl u ralidad de electrodos puede ser tres electrodos .

La pluralidad de electrodos puede ser cuatro electrodos.

En alg unos casos el método puede incluir hacer vibrar por lo menos dos de la pluralidad de electrodos.

En otros casos el método puede incluir hacer vibrar todos de la pluralidad de electrodos.

Breve Descripción de los Dibujos Las figuras del dibujo representan modalidades preferidas a manera de ejemplo, no a manera de limitación. En las figuras, números similares de referencia se refieren a los mismos elementos o similares.

La Figura 1A y la Figura 1B son diagramas de una disposición de electrodos dual de la técnica anterior usada para empalmar una fibra óptica, mostrada con una fibra de diámetro pequeño en la Figura 1A y una fibra de diámetro grande en la figura 1B.

La Figura 2A es un diagrama que muestra una modalidad de una disposición de electrodos múltiples de acuerdo con aspectos de la presente invención. La Figura 2B es un diagrama de bloques que muestra un soporte de electrodos y un soporte de fibras que pueden usarse con la modalidad de la Figura 2A. Y la Figura 2C es una modalidad que muestra una disposición de dos electrodos con electrodos vibrantes.

La Figura 3 es una gráfica que muestra la fase sinusoidal relativa de los tres electrodos de las modalidades de las Figuras 2A y 2B.

La Figura 4 es una gráfica que muestra una forma de onda preferida para la corriente aplicada a un conjunto primarios de transformador para lograr los resultados de la Figura 3.

La Figura 5 es un diagrama esquemático de una modalidad de un circuito para impulsar la disposición de tres electrodos de las Figuras 2A y 2B.

La Figura 6A es un diagrama que muestra otra modalidad de una disposición de electrodos múltiples de acuerdo con un aspecto de la presente invención.

La Figura 6B es un diagrama que muestra una vista lateral de la modalidad de la Figura 6A.

La Figura 6C es una gráfica que muestra un perfil térmico Gaussiano del campo de plasma producido haciendo vibrar los electrodos de las Figuras 6A y 6B y las Figuras 2A y 2B.

La Figura 7 es un diagrama esquemático de una modalidad de un circuito para impulsar la disposición de tres electrodos de la Figura 6.

La Figura 8 es una carta de flujo que representa una modalidad de un algoritmo 800 de control en tiempo real que puede ser implementado mediante la unidad de microcontrolador de la Figura 7.

Las Figuras 9A y 9B son diagramas que muestran otra modalidad de una disposición de tres electrodos de acuerdo con aspectos de la presente invención.

Las Figuras 10A y 10B son diagramas que muestran otra modalidad de una disposición de tres electrodos de acuerdo con aspectos de la presente invención.

Las Figuras 11A a 11H muestran varias modalidades de disposiciones de cuatro electrodos de acuerdo con aspectos de la presente invención.

Descripción Detallada de la Modalidad Preferida Se entenderá que, aunque los términos primero, segundo, etc., pueden usarse en la presente pa ra describir varios elementos, estos elementos no están limitados por estos términos. Estos términos se usan para distinguir un elemento de otro, pero no implican una secuencia requerida de elementos. Por ejemplo, un primer elemento se puede denominar un segundo elementó, y, de manera similar, un segundo elemento se puede denominar un primer elemento , sin apartarse del alcance de la presente invención . Como se usa en la presente, el término "y/o" incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o más de los artículos enlistados asociados.

Se entenderá que cuando se alude u n elemento como q ue está "encendido" o "conectado" o "acoplado" a otro elemento, puede estar encendido o conectado o acoplado d irectamente al otro elemento o elementos q ue intervienen que pueden estar presentes. En contraste, cuando se alude u n elemento como que está "encendido directamente" o "conectado directamente" o "acoplado directamente" a otro elemento, no hay elementos intervinientes presentes. Otras palabras usadas para describir la relación entre elementos deben ser interpretadas en un modo similar (por ejemplo, "entre" versus "directamente entre", "adyacente" versus "directamente adyacente", etc.) .

La terminolog ía usada en la presente es para el propósito de describir modalidades particulares solamente y no se pretende que sea limitante de la invención . Como se usa en la presente, las formas en singular "u n", "una" y "el/la" incluyen las formas en plural también, a menos que el contexto indiq ue claramente otra cosa . Se entenderá además que los términos "comprende", "que comprende", "incluye" y/o "que incluye", cuando se usan en la presente, especifican la presencia de aspectos , pasos, operaciones, elementos y/o componentes establecidos, pero no impiden la presencia o adición de uno o más de otros aspectos, pasos, operaciones, elementos, componentes y/o gru pos de los mismos.

De acuerdo con aspectos de la presente invención , se proporciona u n sistema que tiene una disposición de electrodos múltiples config urada para entregar una distribución sustancialmente uniforme de calor alrededor de u na fibra óptica. Como se apreciará por aquellos expertos en la técnica , las técnicas descritas en la presente son aplicables para proporcionar arcos usados para empalmar y/o desforrar fibras ópticas. Tales sistemas de electrodos múltiples pueden ser útiles también en otros contextos y aplicaciones, tales como recocido, difusión , ahusado y eliminación . Tales sistemas y métodos pueden ser útiles también en otras aplicaciones y contextos, tales como para hacer acoplamientos de fibra óptica . Generalmente, cualquiera de los anteriores, o combinación de los mismos, se pueden aludir como un sistema de electrodos múltiples , un sistema de preparación de fibras o un sistema de electrodos múltiples para preparación de fibras.

En la modalidad ilustrativa de la Fig ura 2A u n sistema 200 de electrodos múltiples comprende tres electrodos 202, 204 y 206 , los cuales pueden estar dispuestos alrededor de por lo menos u na fibra 21 0. Aquí los electrodos se muestran en una configu ración en "Y" , con una vista mostrada de sección transversal de la fibra 21 0. Es decir, la fibra 210 se extendería fuera de la página, sustancialmente perpendicular a la disposición de electrodos múltiples. Aunque no se muestra, la por lo menos una fibra 210 es sujetada por el sujetador de fibras (o soporte) de manera que puede disponerse entre los electrodos 202, 204 y 206. Si se usa el por lo menos vacío parcial, porciones distales de la(s) fibra(s) pueden salir del recinto de vacío a través de dispositivos de sellado apropiados conocidos, si se desea. Tales sujetadores de fibras son conocidos en la técnica.

En algunas modalidades, los electrodos 202, 204 y 206 pueden disponerse también en por lo menos un vacío parcial, como se muestra por la línea punteada 220. En un vacío parcial de 55.88 cm a 60.96 cm de Hg manométricos de vacío (por ejemplo, 200 a 150 torr absolutos), se han alcanzado temperaturas de plasma tan frías como 65° C. Son posibles también plasmas a temperatura ambiente en niveles de vacío más altos. Para algunos recubrimientos de fibra, este proceso puede ser aumentado (por ejemplo, resultados mejores y más rápidos) mediante el desforrado de la fibra en un vacío parcial enriquecido con oxígeno con plasma frío (menos que 400° C). Este enfoque desgraba el recubrimiento de la fibra, en oposición a una remoción por pirólisis que puede debilitar la fibra y dejar carbonización (es decir, carbono) en la interfase de la ventana de desforrado.

Independientemente de si los electrodos 202, 204 y 206 están dispuestos o no en por lo menos un vacío parcial, colocando tres electrodos puntiagudos de manera que sus salidas forman los vértices de un triángulo equilátero alrededor de la región de empalmado dentro de la cual se puede ubicar por lo menos una fibra , es posible proporcionar calentamiento distribuido muy uniformemente alrededor de la circunferencia de la fibra 21 0. I mpulsando los tres electrodos 202 , 204 y 206 con voltajes de CA de alta frecuencia (por ejemplo, 30 kHz) en una config uración de "tres fases" , se pueden generar tres arcos sepa rados, aludidos como arco 21 2 , arco 214 y arco 216 en la Figura 2A.

En la modalidad de la Figu ra 2A, la fibra 21 0 está rodeada completamente por los arcos 21 2 , 214, y 216 de plasma , que proporcionan un campo 21 8 de plasma caliente que tiene una distribución de calor muy uniforme . Se debe entender que un sistema y/o un método de acuerdo con aspectos de la presente invención es capaz de producir temperaturas de superficie de la fibra como aq uéllas producidas por sistemas y métodos usando menos que tres electrodos, pero lo hace con uniformidad mejorada . Por ejemplo, un sistema de acuerdo con aspectos de la presente invención puede producir un campo de plasma suficiente para generar una temperatura en la superficie de la fibra en el rango de aproximadamente 25° a -900° C para desforrar y hasta aproximadamente 1 ,600° C o más para empalmar. Por ejemplo, se han alcanzado temperaturas en exceso de los 3,000° C. Sin embargo, si es dictado por la física de las fibras, recubrimientos de fibras, condiciones ambientales y/u otros parámetros relevantes, el campo de plasma pod ría ser generado para alcanzar otras temperaturas en la superficie de la fibra .

Los electrodos 202 , 204 y 206 pueden estar relativamente cerca de la fibra 21 0, lo cual expondrá la fibra directamente al campo 21 8 de plasma. Alternativamente, los electrodos 202 , 204 y 206 pueden estar más lejos, lo que calentaría la fibra a partir del calor radiante del plasma - esto puede ser más adecuado para operaciones de desforrado/limpieza . En varias modalidades , el sistema de electrodos múltiples puede tener una plu ralidad de condiciones, por ejemplo, 1 para empalmar y/o desforrar una fibra grande y una fibra pequeña/normal. En varias modalidades, el sistema 200 de electrodos múltiples puede estar configurado para ajusfar la distancia entre los electrodos 202 , 204 y 206 dentro de u n rango de posiciones. En varias modalidades , el aparato de electrodos múltiples puede estar configurado para detectar el tamaño de la fibra y auto-posicionar los electrodos 202 , 204 y 206 como una función del tamaño de la fibra y la operación deseada, por ejemplo, empalmado, recocido, difusión , desforrado, ahusado, eliminación o hacer acoplamientos. Ver, por ejemplo, la Fig ura 2 B.

Para desforrar algunos recubrimientos de fibra , la exposición directa al arco de plasma es benéfica , como un ejemplo. Átomos de oxígeno ionizados en el campo de plasma oxidan y eliminan el recubrimiento. La separación de electrodos puede configurarse para exponer directamente la superficie del recubrimiento al plasma. De otra manera , los métodos para usar este efecto son equivalentes a aquéllos para desforrar mediante descomposición térmica.

Los electrodos 202 , 204 y 206 pueden colocarse en una config uración de "u no abajo, dos arriba" como se muestra , o invertidos, dependiendo de los requerimientos de otros artículos cerca de la fibra (tales como las lentes de un sistema óptico en un empalmador) . Alternativamente, los electrodos 202 , 204 y 206 pueden colocarse en un plano horizontal , o separados o angu lados irreg ularmente de acuerdo con varias aplicaciones.

En esta modalidad , los electrodos 202 , 204 y 206 están soportados por (o un idos a) un anillo 270, el cual se puede aludir también como un soporte de electrodos. El anillo 270 está acoplado o unido a , o soportado por, un meca nismo 272 de vibración . Esta disposición es tal que la vibración del mecanismo 272 causa la vibración del anillo 270, el cual a su vez causa una vibración correspondiente de los electrodos 202 , 204 y 206. En esta modalidad , el anillo 270 define una abertura q ue permite el cargado fácil de la fibra 210 entre los electrodos 202, 204 y 206.

Los electrodos vibrantes 202 , 204 y 206 pueden tener ciertos beneficios, en particular, ampliación del ancho del campo de plasma . La experimentación a la fecha ha mostrado q ue el perfil térmico Gaussiano a lo largo del eje de la fibra 21 0 se crea cuando se hacen vibrar los electrodos. Varios aspectos de la vibración se discuten en mayor detalle con respecto a las Figu ras 6A a 6C .

También se pueden aplicar o adaptar a las modalidades las varias técnicas conocidas para mejorar y controlar el desempeño del arco con sistema convencionales de dos electrodos, incluyendo modulación de ancho de pulso, inyección de iones, control de retroalimentación , etc. Los electrodos pueden ajustarse también con escudos o mangos de enfoque u otras tecnolog ías destinadas a alterar la distribución del arco. Se pueden usar también técnicas conocidas de inflexión de arco utilizando dieléctricos insertados cerca del campo de plasma.

Los principios de la presente invención se podrían extender también a un sistema de cuatro o más electrodos.

La Fig ura 2 B muestra u na modalidad de un soporte de electrodos y soporte de fibras que pueden usarse con el sistema antes descrito en la Figura 2A. El anillo 270, como un soporte de electrodos, se puede usar para mantener los electrodos 202 , 204 y 206 en sus orientaciones deseadas alrededor de un eje sobre el cual se puede disponer la por lo menos u na fibra 21 0 para empalmar, recocer, d ifu ndir, desforra r, ahusa r, eliminar o para hacer acoplamientos de fibra óptica . El mecanismo 272 de vibración (mostrado en la Figura 2A) se puede usar también para hacer vibrar selectivamente el anillo 270, o los actuadores 274 de electrodos se pod rían usar para hacer vibrar uno o más de los electrodos 202 , 204, 206. La por lo menos una fibra 21 0 se sujeta y mantiene en posición mediante un soporte 234 de fibras. El anillo 270 puede incluir actuadores 274 de electrodo configurados pa ra ajustar la dista ncia de los electrodos 202 , 204 y 206 con relación a la por lo menos una fibra óptica 210. Los actuadores 274 de electrodo pueden configurarse también para ajustar automáticamente las distancias de los electrodos para la por lo menos una fibra óptica 21 0 como una fu nción de u n diámetro de la por lo menos una fibra óptica , usando, por ejemplo, actuadores piezoeléctricos conectados a un controlador 230. El controlador 230 podría incluir un microprocesador y una memoria que almacena condiciones predefinidas para configuración y/o distancia de electrodos a partir de la fibra como una función del tamaño de la fibra y/o el procesamiento a ser hecho, por ejemplo, empalmado, recocido, difusión, desforrado, ahusado, eliminación o hacer acoplamientos de fibra óptica.

La Figura 2C es una modalidad que muestra una disposición de dos electrodos en por lo menos un vacío parcial, tal como se describe en la presente. Es decir, tales disposiciones de electrodos pueden beneficiarse también de la operación en tal vacío, de acuerdo con aspectos de la presente invención. En por lo menos un vacío parcial, dos electrodos pueden alcanzar también un campo de plasma que tiene una distribución de calor sustancialmente uniforme. Adicionalmente, uno o más de los electrodos 102, 104 pueden acoplarse a mecanismos 103, 105 de vibración, por ejemplo para crear un campo de plasma más amplio. Los mecanismos 103, 105 de vibración pueden ser el mecanismo, dos mecanismos de vibración bajo control común por el controlador 230, o dos mecanismos de vibración controlados independientemente.

La Figura 3 es una gráfica que muestra un ejemplo de voltajes que podría proporcionarse en los electrodos 202, 204 y 206 para crear un arco de tres fases, como se muestra en la Figura 2A. El ejemplo mostrado tiene una frecuencia global de aproximadamente 22 kHz con un voltaje de pico a pico de 20 kV. La gráfica 312 es para el electrodo 202, la gráfica 314 es para el electrodo 204 y la gráfica 316 es para el electrodo 206.

En el ejemplo, hay un arco presente entre los electrodos 204 y 206 en el momento 0 µe, ver gráficas 314 y 31 6. En aproximadamente 6 ps, el arco cambia al espacio entre los electrodos 202 y 206, ver gráficas 31 2 y 31 6. En 1 3 µß, el arco se mueve a los electrodos 31 2 y 314, ver gráficas 31 2 y 314, y así sucesivamente. En cualq uier momento dado, un arco debe estar presente entre dos electrodos con la diferencia de potencial más g rande entre ellos. La secuencia de fase rotatoria tiene lugar tan rápidamente que el arco parece estar encendido constantemente y se proporciona calentamiento sustancialmente constante, ya que las constantes térmicas en tiempo de la fibra y aire circundante son sustancialmente más largas que el periodo de oscilación del arco .

Como se indica en la información de antecedentes, es extremadamente difícil para controlar realmente el voltaje en los electrodos. Sin embargo, el método mucho más práctico de controlar la corriente al primario del transformador elevador puede aplicarse en la modalidad ilustrativa . La Figura 4 muestra la gráfica 400 que tiene una forma de onda preferida para la corriente aplicada a los primarios del transformador. Este sistema de corrientes de impulsión producirá formas de onda de voltaje de salida q ue corresponden más o menos a aquéllas mostradas en la Fig ura 3, produciendo un arco de tres fases controlable.

Las corrientes de impulsión primarias para los transformadores req uieren tres formas de onda dispuestas en fase de 0 grados, fase de 120 grados y fase de 240 grados. Estas pueden generarse por medios digitales o análogos bien conocidos, tal como un contador de an illo. En la gráfica 400, el trazo 41 2 es para el electrodo 202 , el trazo 414 es para el electrodo 204 y el trazo 41 6 es para el electrodo 206.

La fig ura 5 es un diagrama esq uemático de una modalidad de un circuito 500 configu rado para impulsar el arreg lo de tres electrodos 202, 204 y 206 de la Fig ura 2A. Seis flip-flops (viraje de 1 80 g rados) D 1 a D6 de tipo D están configurados para implementar u n registro de cambio circular. Se aplica un corto pulso 502 de arranque para iniciar el circuito 500. I nicialmente, el electrodo 202 es positivo y el electrodo 204 es negativo, pero entonces cada u no secuencia a través de los varios estados de fases. Como un ejemplo, la frecuencia global puede ser de 1 /6 de la frecuencia del reloj de 1 32 KHz en esta modalidad . En otras modalidades, esto puede diferir, de preferencia manteniendo un campo de plasma caliente sustancialmente de manera uniforme o estable. Los circuitos de control de corriente (no mostrados) pueden ser sustituidos para los amortiguadores C D4050 51 0, 51 2, 514, 51 6 , 51 8 y 520.

Los voltajes req ueridos pod rían ser generados a partir de tres transformadores 522 , 524 y 526 de alto voltaje 10CT:780 separados o a partir de configu ración LC sintonizada enrollada en u n núcleo sencillo. Es posible también que los tres secu ndarios de transformadores 522 , 514 y 526 estén conectados en una config uración delta, en donde las bobinas secundarias están conectadas entre pares adyacentes de electrodos, en lugar de estar referenciadas a tierra como en la Fig ura 5.

En la Fig ura 5, MOSFETS 530, 532 , 534, 536, 538 y 540 impulsan los transformadores 522, 524 y 526. De acuerdo con varios aspectos de la invención, el sistema de electrodos múltiples puede incluir un aspecto de banda muerta q ue incrementa la eficiencia y red uce la disipación en los transformadores de impulsión/MOSFETs 530 , 532 , 534, 536, 538 y 540, evitando el traslape en la cond ucción entre los dispositivos de "impulsión positiva" e "impulsión negativa". El aspecto de banda muerta puede proporcionar también u n mecanismo para ajustar la potencia del arco (por ejemplo, variando el ancho de la banda muerta) . El aspecto de banda muerta puede permitir también transiciones más limpias ente estados de los arcos, permitiendo que un arco existente se extinga momentáneamente antes de establecer el siguiente arco en la secuencia de fases.

El aspecto de banda muerta puede ser implementado las formas de onda de corriente controladas para incluir dos bandas muertas de 1 % a 49% del periodo del ciclo, en donde sustancialmente no hay flujo de corriente a través del primario del transformador.

Otra modalidad de un sistema de tres electrodos puede generar un arco de sustancialmente las mismas propiedades que las del sistema de tres electrodos antes descrito con respeto a la Figura 2A, pero con un electrodo aterrizado y solamente dos electrodos energizados.

La Fig u ra 6A muestra u na modalidad ilustrativa de un sistema 600 de electrodos mú ltiples que tiene un electrodo aterrizado y dos electrodos energizados, que pueden estar d ispuestos también en por lo menos un vacío parcial 620. En tal caso, son posibles beneficios adicionales con la modalidad de la Figura 6A como aquéllos descritos antes con respecto a la modalidad de la Figu ra 2A. Aq u í, los electrodos 602 , 604, 606 se usan para generar arcos 61 2, 614, 61 6, que a su vez crean el campo de plasma 61 8 alrededor de por lo menos una fibra 61 0 dispuesta entre los electrodos.

En un sistema 200 de arco de tres fases como se describe con respecto a la Figu ra 2A, los electrodos 204, 204 y 206 se impulsan cada uno mediante una forma de onda de voltaje, donde las tres formas de onda de voltaje estaban separadas 1 20° en fase. Esto prod uce arcos 21 2, 214 y 21 6. En esta modalidad , los electrodos 602 y 604 están orientados sobre un eje común , para formar una configu ración en "T" con el electrodo 606. El rendimiento es sustancialmente el mismo que si los electrodos estuvieran orientados a 1 20° separados uno de otro, como en la modalidad de la Fig u ra 2A. para esta modalidad , sin embargo, la configuración es más compacta, por ejemplo, más adecuada para integrarse a un empalmador de fusión , sin comprometer el rendimiento. Aquellos expertos en la técn ica , que tienen ahora el beneficio de esta descripción , apreciarán que se podría usa r otras orientaciones de electrodos.

En la presente modalidad de la Figura 6A, el electrodo 606 está aterrizado. Si el electrodo 606 y el electrodo 604 se impulsan cada uno med iante una forma de onda idéntica, a fase relativa de 0o, el a rco 612 pod ría no formarse , ya que no habría diferencia de potencial entre los electrodos 602 y 604. Se formarán dos arcos iguales, es decir los arcos 614 y 616, formado una forma en "V".

Si el electrodo 606 permanece aterrizado, y los electrodos 602 y 604 son impulsados por formas de onda de voltaje de polaridad opuesta (es decir, fase relativa de 189°), solamente se formará el arco 612. Esto se debe a que la diferencia de potencial entre los electrodos 602 y 604 es dos veces más grande que el potencial entre cualquiera de los electrodos 602 y 604 y el electrodo 606 aterrizado.

Considerando los casos anteriores, parece lógico que en algún grado en particular de la separación de fases (entre 0o y 180°) entre las formas de onda del voltaje aplicado a los electrodos 602 y 604, con el electrodo 606 aterrizado, que los tres arcos 612, 614, 616 se formarían a sustancialmente igual intensidad. Un análisis teórico (basado en matemáticas vectoriales) sugiere que esto podría ocurrir a fase relativa de 60°. En la implementación, se ha encontrado necesario variar la fase entre aproximadamente 40° y 160°, dependiendo de varios factores de implementación, tales como la frecuencia y la potencia de las formas de onda de impulso y la separación y condición de los electrodos. En la formación de los arcos 612, 614 y 616 a sustancialmente igual intensidad, se genera un campo 618 de plasma caliente sustancialmente uniforme alrededor de la por lo menos una fibra óptica 610.

En esta modalidad, los electrodos 602, 604, 606 están soportados, acoplados o montados en un anillo 670, como el anillo 270 de la Figura 2A. El anillo 670 está acoplado o unido a, o soportado por, un mecanismo 672 de vibración, como el mecanismo 272 de vibración. El anillo puede estar hecho de cualquiera de una variedad de materiales que mantienen la integridad estructural dentro de rangos de calor anticipados, tal como cerámica.

La Figura 6B es un diagrama que muestra una vista lateral del sistema 600 de electrodos múltiples de la Figura 6A. En esta modalidad, el anillo 670 es soporte en el mecanismo 672 de vibración. El mecanismo 672 de vibración está dispuesto para causar que el anillo 670 vibre hacia atrás y hacia adelante en un rango o distancia Ad. Los electrodos 602, 604, 606 experimentan una vibración correspondiente, que amplía el campo 618 de plasma causado por los arcos 612, 614, 616. Como resultado, el ancho del campo de plasma 618 puede ser modulado.

El mecanismo de vibración puede ser cualquiera de una variedad de tipos de mecanismo de vibración, tales como, por ejemplo, un actuador piezo que experimenta oscilación en la forma de expansión y contracción en respuesta a un voltaje de CA aplicado. En la presente modalidad, el actuador piezo puede estar hecho de un material de cristal, cerámica u otro material de piezo, o combinaciones de los mismos. El piezo puede construirse en una etapa de flexión para proporcionar movimiento lineal de precisión.

La Figura 6C muestra dos perfiles térmicos de un campo de plasma como curvas Gaussianas, para propósitos de ilustración. Aquí, el eje Y representa Temperatura y el eje X representa Distancia de los electrodos con el centro de la curva indicando una distancia de 0. El primer perfil térmico angosto, del campo de plasma está indicado por la línea sólida y se produce cuando los electrodos no están vibrando. El segundo perfil térmico, más amplio, del campo de plasma está indicado por la l ínea punteada y se produce cuando los electrodos están vibrando. Por ejemplo, con referencia a la modalidad de la Figu ra 6A, el perfil térmico del campo de plasma 61 8 a lo largo del eje de la fibra 61 0 es significativamente más amplio de lo que sería si n ingu no de los electrodos 602 , 604, 606 estuviera vibrando. Los electrodos vibrantes resultan en el perfil térmico más amplio del campo de plasma ; también de preferencia se agrega energ ía para mantener el campo de plasma en el valor Max de las modalidades de electrodos no vibrantes. La presente invención no está limitada a los perfiles mostrados en la Figura 6C , puestos que estos pueden ser alterados med iante ajustes en potencia , frecuencia de vibración y rango de vibración .

La Figu ra 7 es u n d iagrama esquemático de una modalidad de un circuito 700 para impulsar el arreglo de tres electrodos 600 de la Fig ura 6. La modalidad de la Figura 7 es similar a la de la Fig ura 5 en términos de amortiguadores, MOSFETs y transformadores, pero a diferencia con la Figura 5, en la Figura 7 el tercer electrodo está atado a tierra y no incluye el amortiguador, MOS FET, y el circuito del tra nsformador.

En la modalidad de la Figura 7, las señales que encienden y apagan los MOS FETs 732 , 734, 736 y 738 de impu lsión pueden generarse mediante una unidad microcontroiadora 750 programable y provista vía amortiguadores 71 0, 71 2 , 714 y 716. Como ejemplos, los impulsores MOSFET 732, 734, 736 y 738 pueden ser MC341 51 (o similares) MOSFETs y el microcontrolador 750 pueden ser u n PALI 8F2520 fabricado por Microchip, I nc. Este circuito de esta modalidad permite control y aj uste en tiempo real de la du ración y relación de fase de las señales de impulsión . Los ajustes en tiempo real se pueden hacer con la meta de mantener los arcos 61 2 , 614 y 61 6 sustancialmente iguales en intensidad o para alterar deliberadamente sus intensidades relativas para varios propósitos.

Con el fin de que el microcontrolador 750 sea capaz de detectar las intensidades del arco, se pueden conectar resistores R 1 de valor peq ueño (por ejemplo, resistores de 1 00 Ohmios) en serie con el regreso a tierra de cada señal de impu lsión . U n voltaje se desarrolla a través del resistor R1 en proporción directa a la corriente de arco entregada por el electrodo 602. U n resistor R 1 detector se proporciona para cada electrodo. Por ejemplo, una corriente de 20 mA del electrodo 602 resu ltaría en una señal de 2 V a través del resistor R 1 de detección de 1 00 O hmios.

Las señales del resistor de sentido son de la forma de voltajes de CA de alta frecuencia. Es posible rectificar y filtrar estas señales pa ra producir voltajes de CD, que son más adecuadas para medición mediante la unidad 750 microcontroladora .

Las redes de rectificación/filtración simple mostradas incluyen un diodo D , dos resistores R2 y R3 y un capacitor C , y se proporcionan para cada uno de los tres electrodos. Esta red produce un voltaje proporcional a la media aritmética (es decir, promedio) del valor absoluto del voltaje del resistor de sentido. Si se req uiere mayor precisión , se pueden usar medios bien conocidos para produci r un voltaje proporcional a la media cuad rática (por ejemplo, raíz cuad rada media o RMS) del voltaje de resistor de sentido. El valor de RM S es una medición mejor de la energ ía entregada al arco, lo cual puede ser importante en alg unas aplicaciones.

Una mejoría adicional para la modalidad puede ser que el sumin istro de energ ía sea ajustable, lo que se muestra como "1 2V" en la Figura 7. Un circu ito "regulador buck" ajustable, bien conocido en la técnica, puede ajustar el voltaje hacia debajo de 1 2V hasta un voltaje muy bajo (por ejemplo IV) o cualquier voltaje intermedio deseado. Esto puede ser útil cuando se requiere un arco de potencia muy baja, ya que se ha encontrado que anchos de pulso muy bajos para los MOSFET's (el método previo para obtener operación de baja potencia) pueden resultar en operación inestable del arco. Alternativamente, un voltaje menor de entrada y/o proporción menor elevadora de transformador se puede usar en conju nto con un regulador tipo refuerzo para proporcionar u n rango equivalente de voltajes.

La Figu ra 8 es una carta de flujo q ue representa una modalidad de un algoritmo 800 de control en tiempo real q ue puede implementarse mediante la un idad 750 microcontroladora de la Figu ra 7. El algoritmo 800 de control realiza una evaluación de corrientes detectadas para cada uno de los electrodos 602 , 604 y 606 , representadas como corrientes , l2 e l3 en las Figu ras 7 y 8. En este método el ancho de pulso de los electrodos 602 , 604 y 606 se ajusta con base en si las corrientes detectadas li, l2 e l3 son sustancialmente iguales a una corriente lset que representa una condición de corriente inicial mediante la unidad controladora.

Específicamente, en el paso 802 se alimentan las condiciones iniciales de circuito para los electrodos 602, 604 y 606, incluyendo la corriente inicial lset- En el paso 804 se hace una determinación de si h= l2. Si la respuesta es "si", entonces el método continúa al paso 810. Si en el paso 804, < l2 entonces el proceso continúa al paso 806 donde el ancho de pulso para el electrodo 602 se incrementa. Si en el paso 804, h> l2 entonces el proceso continúa al paso 808 donde el ancho de pulso para el electrodo 604 se incrementa. Como con el paso 804, después de los pasos 806, 808 el proceso continúa 810.

En el paso 810, se hace una determinación de si l3 = \ l2. Si la respuesta es "si", el proceso continúa al paso 816. Si en el paso 810, 13> , 12 entonces el proceso continúa al paso 812 donde se incrementa la diferencia de fase. Si en el paso 810, l3< l2 entonces el proceso continúa al paso 812 donde se disminuye la diferencia de fase. Como con el paso 810, después de los pasos 812, 814 el proceso continúa al paso 816, donde se hace una determinación de si li, l2, 13 = et- Si la respuesta es "si", entonces el proceso continúa al paso 804 y se repite. Si en elpaso 816 , l2, 13 > lset entonces en el paso 818 se disminuye el ancho de pulso para los electrodos 602 y 604. Si en el paso 816 l1( l2, l3 < lset entonces en el paso 820 se incrementa el ancho de pulso para los electrodos 602 y 604. En cada caso, el proceso continúa entonces al paso 804 y se repite.

Será aparente que hay otros arreglos posibles de los electrodos que están dentro del espíritu y el alcance de la invención. Estos arreglos alternativos pueden ser preferibles en circu nstancias donde se desea cambiar el patrón de calentamiento de la fibra, o donde u n arreglo alternativo facilita el posicionamiento de los electrodos con respecto a otro eq u ipo en u n sistema más g rande.

La Fig ura 9A (vista de fondo) y 9B (vista lateral) son diagramas que muestran otra modalidad de u n a rreglo de electrodos de acuerdo con aspectos de la presente invención . En estas fig uras se muestra un sistema 900 de fibra de tres electrodos que incluye electrodos 902 , 904 y 906 colocados en un plano horizontal , de manera que los arcos 91 2, 914 y 91 6 se producen en el mismo plano. La fibra 91 0 está dispuesta arriba de este plano, de manera que se calienta sustancialmente por un flujo de calor por convección hacia arriba desde la región del arco. El rango de la distancia entre los planos en esta modalidad sería de 1 mm a 1 0 mm. Los electrodos pueden disponerse en una configu ración en "Y", config u ración en "T" o tal otra configuración seg ú n req uiera la aplicación o como pueda ser conven iente. Por ejemplo, se podrían colocar cuatro electrodos para formar un arreglo de arco rectangular, o se podrían arreg lar cinco en forma de pentágono. U no o más de los electrodos 902 , 904, 906 puede acoplarse a un mecanismo 903, 905, 907 de vibración - como se d iscutió antes.

Las Figu ras 1 0A (vista de fondo) y 10B (vista lateral) son diag ramas que muestran au n otra modalidad de un arreglo de tres electrodos de acuerdo con aspectos de la presente invención. En estas figuras se muestra un sistema 1000 de fibra de tres electrodos que incluye los electrodos 1002, 1004 y 1006, que produce arcos 1012, 1014 y 1016. Una fibra 1010 puede disponerse en el mismo plano (por ejemplo, un plano vertical) como los electrodos 1002, 1004 y 1006. En este arreglo, la fibra 1010 interseca por lo menos dos de los arcos 1012, 1014 y 1016. De esta manera, la fibra se calentará a lo largo de una porción mayor de su longitud, aunque la distribución circunferencial de calor no sea tan uniforme como en otras modalidades. Uno o más de los electrodos 902, 904, 906 puede acoplarse a un mecanismo 903, 905, 907 de vibración - como se discutió antes.

Las Figuras 11A a 11H muestran varias modalidades de un sistema 1100 de electrodos múltiples que usa arreglos de cuatro electrodos de acuerdo con aspectos de la presente invención. En cada modalidad, se muestran los electrodos 1102, 1104, 1106 y 1108, y crean arco 1112, 1114, 1116 y 1118. Los arcos crean un campo de plasma 1119, que calienta por lo menos una fibra 1110. Los electrodos pueden disponerse en por lo menos un vacío parcial 1120, como se discutió antes, pero se pueden usar también modalidades sin el por lo menos el vacío parcial 1120. Uno o más de los electrodos 1102, 1104, 1106 y 1108 se pueden montar opcionalmente en un mecanismo 1172 de vibración, como se discutió antes. Otras modalidades pueden preceder uno o ambos del mecanismo de vibración y por lo menos el vacío parcial.

En la Figura 11A la fibra 1110 está orientada ortogonalmente con respecto a los electrodos y en la Figura 11 B la fibra 1110 está orientada en paralelo con los electrodos. En la Figura 11 C los electrodos están orientados en un arreglo en cruz ("X"). en la Figura 11D los electrodos están dispuestos diagonalmente con respecto a la fibra 1110. En la Figura 11 E pares de electrodos están orientados en planos diferentes y la fibra está orientada en un tercer plano que pasa entre los planos en los cuales están orientados los electrodos. En las modalidades de las Figuras 11A a 11D, los electrodos pueden estar todos en el mismo plano. En las modalidades de las Figuras 11A a 11C, la fibra puede estar en el mismo plano que los electrodos o próximos al plano de los electrodos.

En cualquiera de las modalidades mostradas en las Figuras 11A a 11E, la fibra 1110 podría disponerse como si fuera a salir de la página, por ejemplo, sustancialmente perpendicular a la página y el campo 1119. Como un ejemplo, la Figura 11 F muestra la modalidad de la Figura 11C donde la fibra 1110 sale de la página. La Figura 11G muestra la modalidad de la Figura 11A o 11 B donde la fibra 1110 está saliendo de la página. Y la Figura 11H muestra la modalidad donde los electrodos 1102 y 1104 están alineados y los electrodos 1106 y 1108 están angulados, y la fibra 1110 está saliendo de la página. La modalidad de la Figura 11 H podría usarse también con arcos en cruz 1112 y 1116, 1114 y 1118 de la fibra 1110, o en algún otro arreglo.

Estos son solamente ejemplos de posibles arreglos alternativos de los electrodos y fibra. La presente invención se presta a sí misma para una amplia variedad de arreglos, debido a su capacidad única para mantener una pluralidad de descargas de arco controladas. En cualq u iera de las tres modalidades de electrodos, el circuito de las Figuras 5 o 7 podría usarse para impulsar tales electrodos.

Aunq ue lo precedente ha descrito lo que se considera que es el mejor modo y/u otras modalidades preferidas, se entiende que se pueden hacer varias modificaciones en la presente y que la invención o invenciones pueden ser implementadas en varias formas y modalidades y que pueden ser aplicadas en n umerosas aplicaciones, solamente algunas de las cuales se han descrito en la presente . Se pretende por las sig u ientes reivindicaciones reivindicar lo q ue se describe literalmente y todos los equivalentes de lo mismo, incluyendo todas las modificaciones y variaciones que caigan dentro del alcance de cada reivindicación .

Claims (30)

REIVI N DICACION ES

1 . U n sistema de electrodos múltiples comprende: U n sujetador de fibras que sujeta por lo menos una fibra óptica; U na plu ralidad de electrodos dispuestos para generar un campo caliente para calentar la por lo menos una fibra óptica; y Un mecanismo de vibración que causa que vibre por lo menos uno de los electrodos de la pluralidad de electrodos.

2. El sistema de la reivindicación 1 , en donde la por lo menos una fibra óptica es por lo menos u na fibra óptica de d iámetro grande que tiene un diámetro de aproximadamente 1 25 micrones.

3. El sistema de la reivindicación 1 , en donde la por lo menos una fibra óptica es una plu ralidad de fibras ópticas.

4. El sistema de la reivindicación 1 , en donde el mecanismo de vibración amplía un ancho del campo caliente hasta un máximo completo, medio de un perfil térmico Gaussiano.

5. El sistema de la reivindicación 1 , en donde vibran por lo menos dos de la pluralidad de electrodos.

6. El sistema de la reivindicación 1 , en donde vibra toda la pluralidad de electrodos.

7. El sistema de la reivindicación 1 , en donde el mecan ismo de vibración es por lo menos un actuador piezo.

8. El sistema de la reivindicación 1 , en donde la frecuencia de vibración del mecanismo de vibración es de más de 0 Hz, pero no más de aproximadamente 1 0 Hz.

9. El sistema de la reivindicación 1 , en donde la pluralidad de electrodos es de dos electrodos.

10. El sistema de la reivindicación 1 , en donde la pluralidad de electrodos es de tres electrodos.

1 1 . El sistema de la reivindicación 1 , en donde la plu ralidad de electrodos es de cuatro electrodos.

12. El sistema de la reivindicación 1 , en donde la pluralidad de electrodos genera arcos de plasma entre electrodos adyacentes y el campo caliente es u n campo de plasma caliente.

1 3. El sistema de la reivindicación 1 2 , en donde el campo de plasma caliente es u n campo de plasma caliente sustancialmente uniforme.

14. El sistema de la reivindicación 1 , en donde la plu ral idad de electrodos está d ispuesta en por lo menos un vacío parcial.

1 5. El sistema de la reivindicación 14, en donde los electrodos están dispuestos en un vacío de 55.88 cm a 60.96 cm de Hg manométricos, 200 a 1 50 torr absolutos.

1 6. El sistema de la reivindicación 14, en donde el vacío parcial es un vacío parcial enriquecido con oxígeno.

1 7. El sistema de la reivindicación 1 , en donde la distancia entre por lo menos dos de la pluralidad de electrodos es ajustable.

1 8. U n sistema de electrodos múltiples comprende: Un sujetador de fibras que sujeta por lo menos una fibra óptica; Una plu ralidad de electrodos dispuestos para generar un campo de plasma caliente sustancialmente uniforme para calentar la por lo menos una fibra óptica ; y Un mecanismo de vibración que causa que vibre por lo menos uno de los electrodos de la plu ralidad de electrodos, en donde el mecanismo de vibración ampl ía u n ancho del campo de plasma caliente sustancialmente uniforme hasta u n máximo completo, medio de u n perfil térmico Gaussiano.

1 9. U n método para generar un campo caliente para procesar por lo menos una fibra óptica , que comprende: Sujetar la por lo menos una fibra óptica en un sujetador de fibras; Usar u na pluralidad de electrodos, generar el campo caliente para calentar la por lo menos u na fibra óptica; y Hacer vibrar por lo menos uno de los electrodos de la pluralidad de electrodos.

20. El método de la reivindicación 1 9, en donde la por lo menos una fibra óptica es por lo menos una fibra óptica de diámetro grande que tiene u n diámetro de por lo menos aproximadamente 1 25 micrones.

21 . El método de la reivindicación 1 9, en donde la por lo menos una fibra óptica es una pluralidad de fibras ópticas.

22. El método de la reivindicación 1 9, en donde hacer vibrar el por lo menos un electrodo amplía un ancho del campo caliente hasta un máximo completo , medio de un perfil térmico Gaussiano.

23. El método de la reivindicación 1 9, en donde el campo caliente es un campo de plasma caliente sustancialmente uniforme .

24. El método de la reivindicación 1 9, que incluye disponer la pluralidad de electrodos en por lo menos un vacío parcial.

25. El método de la reivindicación 1 9, en donde la pluralidad de electrodos es de dos electrodos.

26. El método de la reivindicación 1 9 , en donde la pluralidad de electrodos es de tres electrodos.

27. El método de la reivindicación 1 9, en donde la pluralidad de electrodos es de cuatro electrodos.

28. El método de la reivindicación 1 9, que incluye hacer vibrar por lo menos dos de la pluralidad de electrodos.

29. El método de la reivindicación 1 9, que incluye hacer vibrar toda la plu ralidad de electrodos.

30. El método de la reivindicación 1 9, en donde el mecan ismo de vibración es por lo menos un actuador piezo. RESUM EN U n sistema de electrodos múltiples incluye un soporte de fibras que soporta por lo menos una fibra óptica, u na plu ralidad de electrodos dispuestos para generar un campo caliente para calentar la por lo menos una fibra óptica y un mecanismo de vibración q ue causa que vibre por lo menos uno de los electrodos de la plu ralidad de electrodos. Los electrodos pueden estar dispuestos en por lo menos un vacío parcial . El sistema se puede usar para procesar m uchos de fibras, tal procesamiento q ue incluye , como ejemplos, despojado, división , recocido, ah usamiento y así sucesivamente. Se proporcionan también métodos correspondientes de procesamiento de fibras.