[实用新型]一种光纤对接装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光纤连接的装置，具体是一种利用记忆合金管进行光纤端头连接的装置。

背景技术

光纤作为通信线路已广泛应用于全世界各个地区，随着光纤传感技术的发展，光纤传感器也越来越多的用在一些易燃易爆的场所。由于目前应用于实际中的大多数光纤是石英光纤，其芯径一般在8-80微米的范围内，所以对光纤的接头要求很高，如单模光纤的芯径一般在8-10微米之间，两根光纤的接头偏差一微米就会出现较大的损耗。目前实际工程中，光纤的接续主要有两种方法：1）是用光纤熔接机，通过电极放电弧的高温将两根光纤头熔接在一起。但该方法不允许在易燃易爆的场合使用，如油库、弹药库、煤矿井下等地方；2）是用光纤冷接子的方法，如江苏宇特公司的机械式光纤冷接子，但这样的光纤接头一般适于光纤到户（FTTH）以及一些应急临时的光纤接续场合，其并不适用于恶劣、复杂的环境下以及需要长期使用和对稳定性要求较高的场合，如危险场所的光纤传感器的接头连接。当然，其他还有一些通过环氧树脂等胶黏剂的粘接接续的方法以及预制接头的光纤活动连接器，但它们也存在着由于温度、水分子、老化性能等问题，从而达不到光纤传感器的使用要求。

另一方面，随着技术的发展，出现了越来越多的光电混合电路板，并且有向高密度、纯光路板发展的趋势。在光电混合电路板中，较高密度的光路之间的连接是一个棘手的问题，需要高精度的光纤连接器，一些高密度的狭小的空间无法容纳普通光纤熔接机的操作，也不允许有较多剩余光纤盘绕的空间，且光纤熔接机的大量使用在成本上也是比较高；而常用的光纤接头体积大、可靠性低、不易固定、难操作，更不适于较高密度的光路连接。

并且新的特征光纤的出现对接续也提出了更加苛刻的要求，如光子晶体光纤、碳涂覆光纤等新型光纤，不仅要求接续质量高并要求不能破坏光纤结构，如光子晶体光纤的空气隙用普通熔接机时导致空气隙的闭合，增加了光纤接头损耗以及改变了该光纤的光传输特性，对实验及工程应用均有影响。

所以，目前急需一种价格低廉、长期稳定性好、体积小、易固定、操作方便、非高温或电弧处理的光纤对接装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种利用记忆合金管进行光纤端头连接的装置，该装置具有成本低、使用简单方便、长期稳定性好的特点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种光纤对接装置，其特征在于：包括一由记忆合金材料构成的管状结构，管状结构的两端是锥形的光纤导入口，管状结构中段的初始内径D_T1、低温扩张后内径D_T2与光纤的关系是：

[ 1 - （1-S）× K ]× D_F ＜ D_T1 ＜ D_F               (1)

D_F  ＜ D_T2  ＜ D_F × ( 1+ S×K )                (2)

D_F 是对接时光纤的外径,K是由记忆合金材料构成的管状结构的形状记忆应变系数,S是选取的比例系数，一般优选的值是0.5。常见的镍钛记忆合金最大的单程形状记忆效应可达到8%，即K值为8%，S一般选取的值是0.5。

将需对接的两光纤端头从经扩张内径后的记忆合金材料构成的管状结构的两端分别导入，并在管状结构的内孔中部相接触，根据记忆合金的性质及事先的设置，用相应的方法使该管状结构收缩并将两光纤端部箍紧，使两光纤自对准并形成接头。所述的使管状结构收缩的方法有加热法、冷却法、应力诱导法和磁场诱导法，这些需要根据不同种类的记忆合金的特性及加工过程来选择应用，其中最常用的和技术最成熟的是镍钛记忆合金及加热法，特别是以弥散方式掺有钕的镍钛记忆合金具有良好的常温储存性，其使用方法是：常温下加工由镍钛钕记忆合金材料构成的管状结构的内径D_T1为D_F的96%，在低温下将镍钛钕记忆合金材料构成的管状结构的内径D_T1扩张为D_F的104%左右的内径D_T2，当然在需要时进行形状恢复效应的训练，加工后恢复至常温保存。在使用时，将两光纤端头轻松的分别从内径为D_T2的管状结构的两端导入并接触，然后对管状结构加热（如镍钛钕记忆合金材料需加热至90℃左右）至构成管状结构的钛镍钕记忆合金材料的逆相变温度，这时管状结构径向收缩并牢牢的箍紧两光纤的端头，并使两光纤自动对准，完成光纤的接头。