[发明专利]太空中的光纤制造

说明书

实施例的方面涉及用于在低重力环境中形成光纤的系统和方法，以及在低重力环境中形成的光纤。该系统可包括：预成形件保持器，其被构造成固定预成形件；加热元件，其被固定到加热元件台且位于预成形件保持器附近；加热元件台马达，其被构造成移动所述加热元件台；张力传感器；线轴；线轴张力马达，其被联接到所述线轴且被构造成使所述线轴旋转；以及控制系统，其可通信地联接到所述加热元件台马达和所述线轴张力马达，并且被构造成基于所述线轴的旋转速度来控制所述加热元件台的移动。所述光纤可包括氟化物成分，例如ZrF4‑BaF2‑LaF3‑AlF3‑NaF（ZBLAN），并且可通过在13dB/1000km到120dB/1000km的范围内的插入损耗来表征。

相关申请的交叉引用

本专利申请依据35U.S.C. §119（e）要求在2016年2月15日提交的名为“SpaceOptic Manufacturing in Space（太空中的光纤制造）”序列号为62/295478的美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及太空中的光纤制造，以及用于实现太空中光纤制造的装置和方法。

背景技术

光纤（或纤维）是柔性透明纤维，通常由玻璃（二氧化硅）或塑料制成。光纤被用于在光纤的两端之间传输光，并且在光纤通信领域具有实际应用，其中它们相较于线缆电缆能够实现在更长距离上和更高带宽（数据速率）的传输。与金属线缆相比，光纤展现低衰减特性和低电磁干扰。因此，光纤可适应于如所提及的更高的带宽和/或更长的传输距离。光纤具有其他用途，例如激光应用，成像应用以及照明应用。

发明内容

实施例的方面涉及用于在低重力环境中形成光纤的系统。该系统可包括：预成形件保持器，其被构造成固定预成形件；加热元件，其被固定到加热元件台且位于预成形件保持器附近；加热元件台马达，其被构造成移动加热元件台；张力传感器；线轴；线轴张力马达，其被联接到线轴且被构造成使线轴旋转；以及控制系统，其可通信地联接到加热元件台马达和线轴张力马达，并且被构造成基于线轴的旋转速度来控制加热元件台的移动。

实施例的方面涉及用于在低重力环境中形成光纤的方法。该方法可包括：在低重力环境中的预成形件拉制装置中提供预成形件；在初始温度下将预成形件与线轴接合；转动线轴直到已达到预成形件上的期望的张力；增加预成形件的温度直到达到期望的线轴速度；以及锁定预成形件的温度。

实施例的方面涉及在低重力环境中拉制的光纤。在一些实施例中，光纤包括氟化物，例如ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF（ZBLAN）。在一些实施例中，光纤包括在从13dB/1000km到120dB/1000km的范围内的插入损耗。

附图说明

图1是根据本公开的实施例的用于低重力环境中的材料处理的示例装置的示意图。

图2是根据本公开的实施例的用于低重力环境中的材料处理的另一示例装置的示意图。

图3是根据本公开的实施例的用于低重力环境中制造光纤的控制器的示意图。

图4是根据本公开的实施例的用于光纤拉制装置的逻辑图的示意图。

图5是根据本公开的实施例的用于在低重力环境中拉制光纤的过程流程图。

图6是使用根据本公开的实施例的光纤的数据发送器的示意图。

具体实施方式

本公开描述在低重力环境（例如，太空机载交通工具或太空站）中形成的光纤，以及用于在低重力环境中制造光纤的方法和装置。在本公开中，术语“低重力”可包括其中g≤10^-2G达两分钟或更多分钟的重力。示例太空机载交通工具/太空站可包括国际空间站（ISS）、其他轨道太空站或轨道交通工具。