[发明专利]适于快速放线的光纤包

说明书

本发明涉及一种适于高速放线的光纤包。

一段连续的光纤被从一光学预制件拉制而成，此预制件可用任一种已知方法制成。之后，或作为一串联工序的一部分，拉出的光纤被涂层，硬化，测量并且按要求用一自动卷绕装置装到一线轴上。

线轴不仅用来卷装光纤，它还有其它用途。它用来储存光纤，放出和卷绕光纤，以进行卷带，放缆和反绕操作，也可用来运载光纤，这些光纤可绕在对它作进一步处理的配件上。它也可用在武器与通信系统中，在那里它可附于一控制站上。

但是使用光纤有在其它通信方式中所没有的缺点。光纤不如金属导体坚固，易破损。除破损外，光纤通信质量也会因光纤受弯曲或其它应力而产生的内部微小弯折而降低。光纤所受的这些损害不仅降低光纤的使用寿命，也使光信号的强度和内容受到损失。

因为武器和通信系统采用光纤作两个或更多个移动物体之间，或一个移动物体与一个导航站之间的双向数据通信，所以武器系统中典型的光纤应用涉及将一段连续光纤包装在一个位于一运载工具中的承载线轴上。这样的运载工具通常称为系留运载工具。光纤的一端附在运载工具中的操作装置上，另一端接发射地点的控制或通信站。发射期间或发射之后，与运载工具进行双向通信。

为了将这种布置投入应用，必须有可靠而紧凑的光纤包，它可以装在一运载工具中，该运载工具应保证在其飞行过程中能可靠地展开光纤。已知有用金属导体对发射出去的运载工具进行导航和控制的应用。可参看，例如，美国专利Nos3,114,456,3,155,185和3,319,781。如上所述，光纤的特点引起用金属导体进行通信时所没有的困难。所以需要做特殊处理，以便光纤从承载轴上高速展开。

系留运载工具光纤导航中的一个问题是，在线轴与运载工具一起推进时，如何成功地将光纤从线轴展开。光纤的起始端接用以控制运载工具运行轨道的导航系统。所以很重要的一点是使光纤无任何阻碍地从线轴放出，否则光纤可能会断裂，控制系统会无法工作。对成功放出光纤起主要作用的是一精密卷绕包。另外，各匝不仅要精密卷绕，在处理与放出时它们也要保持在卷绕的位置上不动。换言之，光纤包必须高度稳定。另一方面，光纤的放出必须容易进行，而无须大的力量就能将每一匝从承载线轴上取下。

在有些用于系留运载工具的光纤包中，在一底层导线上绕有多层光纤。各匝光纤之间有粘接材料，其作用是维持包成一整体，构成一个能抵抗恶劣环境，冲击与振动的稳定结构。将各匝粘在一起的粘接材料最好尽可能小地影响被卷绕的光纤的光学性质，而且在最外匝高速度展开时，它必须在最外匝高速展开的剥落点处，以一受控的力将光纤放出。这些要求在某种程度上与粘接系绕的要求相矛盾。

在承载线轴的储存与运输过程中，因为粘接剂增加了卷绕包的整体性，从而使包准备好可随时放出光纤，所以机械稳定性是最重要的。在放出过程中，机械和光学影响都是显著的。粘接系统提供的粘度必须足够低，使光纤螺旋形放出的速度能在较低速到超音速范围内变化。粘度过大会在剥离点形成过度弯曲，可能会损害光纤的整体性。另一方面，粘度不够会导致因线轴表面的动态不稳定造成的损坏。至于光学性质，因局部微观弯折可引起连续的每一匝在剥离点的光学衰减，从而损害数据和影响传送的整体性。每相接匝在剥离点的衰减对总损耗的贡献一般为3dB或更多。

另外还发现，放出过程中，在线轴上未放出的光纤层中的微弯折会损害光学性质。已经发现粘接材料会对衰减增加起很大作用，尤其是在低温下。

能提供这种所寻求的稳定光纤包的现有技术包括：提供一段将与一粘接材料一起绕制的光纤，这种粘接材料在室温下没有粘性，但在一预设温度下变得有粘性。当光纤精密地绕到线轴上后，让线轴处于该预设温度，使粘接材料变粘，从而使每一匝与相邻匝的至少一部分粘在一起。粘接要足以形成要保持的精密卷绕包，但也要能在放出期间使各匝分开而不出现破裂。参见美国专利号4,959,049。    

虽然上述布置克服了提供能给出可接受的放出的稳定包方面的难题，但其过程要求有在各匝表面加一种粘接剂并使之固化的步骤。所必须的，但先有技术中似乎不具备的是由简化处理步骤所提供的适于高速放线的光纤包。所希望的是一种适于高速放线并且制造费用较常规光纤增加尽可能少的光纤包。

本发明的光纤包，一种布置在所述光纤上的涂层材料，所述涂层材料能有效地保护光纤不受微观弯曲和机械损伤并包括固化时能在相邻匝的涂层材料之间产生粘联的成分。

图1是一光纤包的透视图。

图2是绕在一线轴上，构成图1中光纤包的光纤的端部截面图。