[发明专利]一种非接触式玻璃毛细管直径控制方法

权利要求书

1.一种非接触式玻璃毛细管直径控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、利用气相沉积设备在石英基管内沉积掺氟石英低折射率层，利用氢氟酸对基管外壁进行腐蚀去除并打磨，然后利用高精度拉丝塔拉制出低折射率石英毛细管；

S2、选取对应个数的单芯光纤，通过化学腐蚀将单芯光纤的涂覆层去掉，然后将多个单芯光纤插入低折射率石英毛细管内；

S3、利用拉锥系统对嵌套单芯光纤的石英毛细套管和单芯光纤进行等比例绝热拉锥，石英毛细管变细，在锥腰处的直径减小至和多芯光纤相等，内部的单芯光纤直径蜕化至和多芯光纤的纤芯相匹配；

S4、利用测径仪对拉锥区域进行测量，观察其直径变化，用光纤切割刀在锥腰处切割，得到所需的锥体；

S5、将切割得到的锥体与多芯光纤对准、熔接，最后进行封装，形成一种单芯光纤与多芯光纤耦合器。

2.根据权利要求1所述的一种非接触式玻璃毛细管直径控制方法，其特征在于：步骤S1的具体操作过程如下：

S101、对原始石英管进行外磨内镗制成外径公差、椭圆度小于1.5％，内孔公差、椭圆度小于1％，同心度小于1mm，沿长度方向一致的石英基管；

S102、采用管内气相沉积OVD技术，在石英基管内壁沉积掺氟石英低折射率层，所述掺氟石英低折射率层的NA值在0.15至0.23之间，其外径与内径之比大于等于1.1；

S103、利用质量浓度为40％的氢氟酸对基管外壁进行一次腐蚀，然后采用质量浓度为10％-20％的氢氟酸对基管外壁进行二次腐蚀，在进行打磨抛光；

S104、采用控温控压拉丝技术，对基管进行拉丝形成毛细管，拉丝过程中，实时监测所拉制的毛细管内、外径及椭圆度，并完成切割。

3.根据权利要求2所述的一种非接触式玻璃毛细管直径控制方法，其特征在于：步骤S103中，所述氢氟酸表面覆盖一层油脂，防止氢氟酸挥发，并将溶蚀容器放入磁力搅拌器中，利用均匀微小震荡使溶液更加均匀，提高溶蚀后光纤表面的光洁度和均匀性。

4.根据权利要求2所述的一种非接触式玻璃毛细管直径控制方法，其特征在于：步骤S104中，所述控温控压拉丝技术为将基管放入高精度拉丝塔，在温度为870℃-940℃、管内压力为0.05-0.1MPa下进行拉丝，同时利用高倍光学显微镜实时监测毛细管的内孔尺寸及椭圆度大小，并根据内孔大小调节拉丝牵引速度以增大或减小外径来成比例的改变毛细管的内孔，使毛细管内孔尽快稳定在设计值内，待毛细管外径和内径稳定后开始按长度为850-1000mm切割毛细管。

5.根据权利要求1所述的一种非接触式玻璃毛细管直径控制方法，其特征在于：步骤S2中，所述单芯光纤的数量大于等于2，所述单芯光纤的纤芯直径和多芯光纤的纤芯直径相同，单芯光纤的纤芯模场直径和多芯光纤的纤芯模场直径相同。

6.根据权利要求1所述的一种非接触式玻璃毛细管直径控制方法，其特征在于：步骤S2中，所述化学腐蚀为质量浓度为10％-20％的氢氟酸腐蚀，腐蚀后单芯光纤包层直径与多芯光纤的纤芯间距之差在0-2μm。

7.根据权利要求1所述的一种非接触式玻璃毛细管直径控制方法，其特征在于：步骤S4中，所述光纤切割刀采用金刚石切割刀，在锥腰处切割得到耳朵锥体的切割端面中，单芯光纤直径为8-10μm，切割面的石英毛细管直径为125μm。

8.根据权利要求1所述的一种非接触式玻璃毛细管直径控制方法，其特征在于：步骤S5中，将多芯光纤与锥体中心对准，通过二氧化碳熔接机进行熔接；所述封装中外壳采用内部设有蓝宝石的铝合金外壳，铝制壳体采用上下结构链接，与光纤接触处通过紫外密封胶固定，以确保器件的密封性和防尘、防潮性能。