[其他]光学纤维组件的制造

说明书

本发明涉及一种融接的双锥型光纤耦合器的制造方法及装置，特别是涉及用于加热紧密接触的光纤段，使其融接在一起的设备。本发明一般应用于单模或多模光纤及耦合器。

用于制造融接的双锥型光纤耦合器的通常技术必须使两根或两根以上的相应光纤段形成紧密的并排关系，加热这些光纤段，其温度足以使光纤段软化并融接在一起。然后纵向拉伸已被加热的光纤，使每一根已融接的光纤变成双锥型，从而形成一个耦合器。这些工艺步骤的典型说明可以在美国专利US-4612028（发明人Abebe）中找到。

用于对紧密接触的光纤段进行有效加热的已知装置包括电阻线圈式，微型喷气火焰式，以及电弧式装置。一般认为线圈式装置在加热和冷却速率方面太慢，并缺乏足够的热容量，而火焰式装置很容易引起这种精细光纤产生值得注意的损伤，并且，如果不采用特别的保护措施，就会产生不希望的烧损杂质。例如，美国专利    US-4439221（发明人Smyth等人）公开了一种对那些传统加热设备的改进结构，把紧密接触的光纤段放入石英管的加热区内密封起来，光纤穿过石英管。石英管的起始作用是保护光纤，当用火焰加热时，石英管又起到加热炉的作用，把热传给光纤。拉伸后，石英管就用作耦合器的保护包装套筒。

在另一些参考资料中，也描述了一些类似的套管，典型的是用石英或玻璃制作的，都有保护和间接加热这两种作用。在一些实例中，套管在加热时和耦合器融接在一起，而在另一些实施例中，套管与光纤分开，只作为包装套筒使用。例如澳大利亚专利申请46871/85（日立公司提出），建议采用电炉或氢氧焰加热套管，但认为采用加热炉太慢。文件中公开的保护套管，其截面是环形的，半圆形的或U型的。

美国专利US-4377403（发明人McLandrich）公开了一种由单模光纤制成的耦合器。这种耦合器的制造过程是，用浸蚀方法去掉一定长度的涂复层，纵向缠绕光纤（大约2厘米长缠绕3～10转），然后利用电弧把光纤融接起来。在浸蚀、缠绕并融接的光纤外面套一套筒，套筒内充满一种液体，其折射率要和光纤的涂复层非常匹配，套筒两端要堵塞住。

根据美国专利US-4392712（发明人Ozeki），一组光纤并排接触放置，沿光纤的两个位置上涂以快速固化的粘结剂，将粘在一起的光纤放进融接装置中。融接装置包括一个中空的圆柱形加热器（椭圆形截面的镍铬丝线圈），夹紧光纤用的夹持器，以及由步进电机驱动的转轮。光纤穿过加热器，使两个粘接位置之间的光纤长度位于加热器内，压紧光纤，然后由转轮拉直。

在一组光纤端部与光源耦合，而另一组光纤端部与光电检测器耦合。连续加热直到前面所述的光纤部分融接在一起。融接情况由光电检测器测量其光线经光纤传播的衰减量。此时，转轮开始以1至2mm/sec的速度向相反的方向运动，以拉长已被加热的光纤部分，从而产生双锥型截面。继续拉长直到由检测器所测得的光纤输出功率之差减少到0.5dB。

一种微型喷焰设备在美国专利US-4591372（发明人Bricherno）中已有描述。

本发明人认为，这些先有技术的加热设备（为了更好的制造而不断改进），一般说，效率低，重复性不好，可靠性差，在大量生产的基础上制造光纤耦合器是不适用的。例如，用火焰加热时，在产生一致性火焰特性（如温度分布特性，时间和空间稳定性）方面，存在着实际困难，流动气体使光纤发生抖动也是一个问题。用电弧加热时，达到足以控制用于加工耦合器的电弧空间范围，也是非常困难的。

本发明的目的是提供一种制造融接的双锥型光纤耦合器的技术，适合于大量生产耦合器，需要时，可同其他工艺制品结合起来，使其至少能够满足现有商业标准的要求，更好地改善产品质量。

根据本发明提供的一种制造融接的双锥型光纤耦合器的方法，包括：

使至少两根经适当预处理的并排放置的光纤作相对横向运动，经加热炉的纵向狭槽进入到中空加热炉内。

使加热炉加热，从而使已紧密并排接触的光纤段加热，其温度足以使光纤段融接在一起;

纵向拉伸处于热的加热炉中的已被加热的光纤，使每一已融接的光纤变成双锥型，从而形成一个耦合器;以及

相对横向移动耦合器，使其经所述狭槽，从加热炉内移出。

所述的加热最好是这样：相对于每一光纤段大致呈轴向对称，在相接触的光纤中心区的两个方向上，大致是均匀的。

耦合器从加热炉中移出，只是在受控快速的冷却之后进行。

本发明进一步提供一种制造融接的双锥型光纤耦合器的装置，包括：

一个中空加热炉，最好是细长形的，有一纵向狭槽;