[发明专利]光传输元件

说明书

本发明是关于一个光传输元件，包含一纤维状光波导，它是由垫层绕包，它们均被置于由硬材料构成的铠装内，还进一步提供了一个在铠装和软垫层之间的滑动层，用以调节铠装和垫层以及波导之间的相对运动。

现有技术中已知的光传输元件，具有一个纤维状光波导，并由垫层绕包，例如，所看到的德国公开说明书3，011，009，其中所公开的元件是由硬防护铠装绕包的，分离层用在垫层和硬防护层之间，并且分离层一方面允许光波管和垫层的运动，另一方面允许光波导和外防护铠装的运动。

在其应用和处理期间，例如绞合和类似的处理，光波导可能受到不需要的机械应力，因此需要防止波导受到这种应力。

因此，本发明的一个目的就是提供一种改进的硬防护铠装，用以对敏感的光波导光纤进行最大防护，在各种加工过程中尤其如此。

本发明的另一个目的是使可能出现在硬铠装中的表面和应力龟裂达到最小。

本发明提供如上所述的典型的一光传输元件，它由上述铠装给予最大限度光纤维的保护，该铠装具有大于2000牛顿/毫米²的弹性模量（E）和小于0.8×10^-4/K（最好在0.5×10^-4/K到0.7×10^-4/K之间）的热膨胀系数。该元件在垫层和硬铠装之间还包括一滑动层，用来增强光波导的保护。当需要时，在硬铠装上面提供一外保护层，用来减小表面和应力龟裂到最小程度。

图1是一个具有光波导、垫层、滑动层、硬外铠装和外防护层的光传输元件的截面图。

首先参照附图，所示出的一个光传输元件（AD）包含一中心光波导（LW），它由一层防护垫层（PS），一层滑动层（GS），一层硬外铠装（HL）和一层外防护层（SU）来绕包的。

现参照硬外铠装（HL），使用大于2000牛顿/毫米²的弹性模量（E）的材料来保证足够硬的铠装，此外，由于具有这样弹性模量的铠装，（1）使由于局部剪切力（E·A≈1000牛顿）引起的铠装的变形剩余较少，并且（2）在玻璃纤维（直径大约125微米）的纵向和截面方向上的剪切力（E·A）和铠装具有近似相同的大小，这导致了一方面使得所有力（约1∶1）的分力近似相等，而另一方面，使得铠装的高膨胀系数引起的纤维的变形的危险性达到最小。

针对铠装，低于0.8×10^-4/K的膨胀系数是最佳的，因为纤维和铠装的膨胀系数差保持在约一个数量级内，假设一个±50°K的温度变化，则作用在纤维和铠装上的力按照等式

(ε×E×A)/2

得到最大的力为：

(50×8×10^－5×1000)/2 ≈2牛顿

这些力在机械方面及在光学方面都是允许的。

薄滑动层（GS）也是温度敏感层，这样给光波导纤维（LW）在低温下提供了一个支撑作用，并且由这样大小的压力来抵御弯曲，按照本发明制造的传输元件为光波导（LW）提供防护，这近似等于松弛放入管状铠装内的光波导的防护，按照本发明制造的元件能够便于同其它相似制成的传输元件一起绞合成一捆，甚至紧固成一包紧的线芯形式，这没有近似的铠装尺寸将不能达到，没有在外铠装和光波导软层间的高级机械分割装置这也不能达到，这也导致了滑动层的应用。

基于上述理由滑动层（GS）是有用的，并且滑动层是由交联或触变填充混合物制成的，填充物具有承载或负载能力，滑动层的弹性模量值是低于0.01牛顿/毫米²并且该值是在0.01牛顿/毫米²和0.001牛顿/毫米²之间，而0.001牛顿/毫米²尤其适用。

用于各个元件的弹性模量大致如下：

E模量，光波导纤维（LW） 78000牛顿/毫米²

E模量，垫层（PS）包复 10牛顿/毫米²

E模量，填充混合物（GS） 0.01牛顿/毫米²

E模量，铠装（HS） 2000牛顿/毫米²

滑动层的厚度是在50和100微米之间选择的，以此来适应一方面是硬铠装（HL）和另一方面是包复有垫层的光波导纤维（LW）之间可允许的相对运动，铠装（HL）的运动由滑动层（GS）来使之持续或来作为补偿，并因此不会播及光波导（LW）用于各个元件的横截面积近似如下：

光波导纤维（LW） 1/80毫米²

垫层（PS） 0.2毫米²