[发明专利]一种拉丝光纤扭动控制装置、控制方法及多模光纤

权利要求书

1.一种拉丝光纤扭动控制装置，其特征在于，包括：

所述光纤扭动控制装置位于拉丝通道中的光纤保护层涂覆固化装置下方与牵引轮上方区域；

所述光纤扭动控制装置，用于在光纤拉制阶段，在垂直光纤方向上通过扭动导轮对光纤施加周期性旋转力，以使光纤进行周期性扭动；

所述光纤扭动控制装置包括：光纤扭动导轮组、光纤扭动限位轮、工作台及扭动控制模块；

其中，所述光纤扭动导轮组、所述光纤扭动限位轮及所述扭动控制模块由连接轴承、张力弹簧与支撑架固定于所述工作台，以使所述光纤扭动导轮组呈立面对向排列并垂直于所述工作台，所述光纤扭动限位轮亦呈立面垂直于所述工作台；

所述光纤扭动导轮组用于在垂直光纤方向上扭动光纤形成周期性旋转力；

所述光纤扭动限位轮用于保持施加所述周期性旋转力作用下的光纤在拉丝通道中呈垂线稳定态；

所述扭动控制模块，用于所述周期性旋转力的控制；

其中，施加的周期性旋转力为满足如下正或余弦函数的F旋转力分布：其中，F表示光纤所受到的旋转力；k表示材料固有模量特性的常系数；A表示扭动幅度；w表示扭动角速度；t表示扭动时间周期；表示t＝0时扭动偏离的角度；

扭动导轮扭动时相对位移X为速度V为角速度w为W＝2πf，f表示扭动频率。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光纤扭动控制装置，用于通过与光纤滑动接触向光纤施加周期性旋转力，以使产生的光纤扭动沿着光纤分布并传导至预制件熔融态变径区，以改变熔融态变径区锥部不规则形变和光纤中的应力分布，其中，所述周期性旋转力为顺时针与逆时针周期性交替变换。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述光纤扭动导轮组为一个模组，其由在同一工作平面上的若干个导轮组成，进而通过各所述导轮在垂直光纤方向上同时对光纤进行周期性扭动。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光纤扭动控制装置的扭动频率为5～90m^-1，扭动幅度为0.01～6圈/m。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述光纤扭动控制装置的扭动频率为20～60m^-1，扭动幅度为0.1～3圈/m。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述周期为沿光纤长度15m～25m。

7.一种拉丝光纤扭动控制方法，其特征在于，包括：

在拉丝通道中的光纤保护层涂覆固化装置下方与牵引轮上方区域增加光纤扭动控制装置，进而通过所述光纤扭动控制装置中的扭动导轮在垂直光纤方向上对光纤施加周期性旋转力，以使光纤进行周期性扭动；

所述光纤扭动控制装置包括：光纤扭动导轮组、光纤扭动限位轮、工作台及扭动控制模块；

其中，所述光纤扭动导轮组、所述光纤扭动限位轮及所述扭动控制模块由连接轴承、张力弹簧与支撑架固定于所述工作台，以使所述光纤扭动导轮组呈立面对向排列并垂直于所述工作台，所述光纤扭动限位轮亦呈立面垂直于所述工作台；

所述光纤扭动导轮组用于在垂直光纤方向上扭动光纤形成周期性旋转力；

所述光纤扭动限位轮用于保持施加所述周期性旋转力作用下的光纤在拉丝通道中呈垂线稳定态；

所述扭动控制模块，用于所述周期性旋转力的控制；

其中，施加的周期性旋转力为满足如下正或余弦函数的F旋转力分布：其中，F表示光纤所受到的旋转力；k表示材料固有模量特性的常系数；A表示扭动幅度；w表示扭动角速度；t表示扭动时间周期；表示t＝0时扭动偏离的角度；

扭动导轮扭动时相对位移X为速度V为角速度w为W＝2πf，f表示扭动频率。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述光纤扭动控制装置通过与光纤滑动接触向光纤施加周期性旋转力，以使产生的光纤扭动沿着光纤分布并传导至预制件熔融态变径区，以改变熔融态变径区锥部不规则形变和光纤中的应力分布，其中，所述周期性旋转力为顺时针与逆时针周期性交替变换。

9.一种基于权利要求7或8任意一项所述方法制备的多模光纤。