專利名稱：變芯徑光學(xué)纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
變芯徑光學(xué)纖維，涉及光學(xué)纖維技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及光學(xué)纖維的芯徑變化技術(shù)領(lǐng)域。
近年來，隨著材料工業(yè)的快速發(fā)展，各種光學(xué)纖維(以下簡稱光纖)，包括石英光纖、多組份玻璃光纖和聚合物光纖等得到了廣泛的應(yīng)用。人們常見的光纖，大多是沿長度方向同一芯徑的圓柱形光纖。這種普通造型的光纖無法滿足大功率激光傳輸、光源耦合、光和光電信號(hào)處理等領(lǐng)域的某些特殊的技術(shù)需要。例如，在大功率激光傳輸時(shí)，為防止端面損壞、提高損傷閾值，就需要用大芯徑的石英光纖；當(dāng)光源的發(fā)散角較大時(shí)，為了提高系統(tǒng)的耦合效率和耦合精度，也需要大芯徑石英光纖。但普通造型的大芯徑石英光纖，不僅價(jià)格昂貴，而且彎曲半徑小，極易折斷，給使用者帶來諸多不便。而在光電信號(hào)處理方面，小芯徑石英光纖有利于光電器件對(duì)光信號(hào)的接收及對(duì)輸出光的準(zhǔn)直和聚焦。為滿足這些特殊需要，變芯徑光纖就因運(yùn)而生了。現(xiàn)有的變芯徑光纖是采用光纖拉錐法焊接法制得的。所謂光纖拉錐法，就是將芯徑較粗的光纖在高溫熔融下，拉制成芯徑一頭粗、一頭細(xì)的錐形光纖。焊接法是將芯徑不同的光纖直接焊接在一起制得。顯而易見，用這兩種方法制得的變芯徑光纖，芯徑變化劇烈且無法控制，錐體段尺寸短。用于光傳輸時(shí)，不但光損耗大，而且工藝復(fù)雜，不能連續(xù)生產(chǎn)。
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有變芯徑光纖存在的問題，提出一種新型變芯徑光纖，它從錐度部分到尾纖部分芯徑可以呈線性變化，且可機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下截面為圓形，它由皮層和芯層兩部分組成，它包括芯徑變化的頭部L2和芯徑不變化的尾纖L3兩個(gè)部分，其特征在于頭部L2的芯徑沿長度方向呈線性變化至尾纖L3，頭部L2與尾纖L3具有自然連續(xù)的長度。變芯徑光纖的芯徑，沿長度方向線性變化的規(guī)律符合以下公式d2＝(va/vb)·D2其中d——光纖的芯徑va——送棒速度vb——拉絲時(shí)的牽引速度D——母棒的直徑。其頭部L2的輸入端芯徑的直徑可大于或小于輸出端芯徑的直徑。
采用本實(shí)用新型方案制得的變芯徑光纖，其頭部錐度的變化(包括錐長和錐度角)可進(jìn)行精確控制，且可機(jī)械化連續(xù)生產(chǎn)。它與光源耦合效果好，其輸出端能濃縮光的能量，提高光的能量密度，均衡光的能量分布范圍，特別適合用于在大能量激光傳輸和大尺寸光斑的光源耦合的同時(shí)，還對(duì)輸出光具有特殊技術(shù)要求的應(yīng)用領(lǐng)域。


圖1為本實(shí)用新型光纖結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)施例制作光纖時(shí)主要工藝參數(shù)變化曲線圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
用于紫外光源的光固化快速成型機(jī)中的變芯徑石英光纖，要求頭部粗端芯徑d1＝900μm，細(xì)端芯徑d2＝200μm，總長＝8m。其中，頭部L2錐長3m，尾纖L3長5m。根據(jù)上述要求設(shè)計(jì)如下拉絲工藝參數(shù)選取圓柱形石英母棒，直徑D＝9.86mm，送棒速度Va＝3.6mm/min，光纖牽引速度粗端為Vb1＝0.43m/min，細(xì)端尾纖速度為Vb2＝8.75m/min。T1＝20s為從粗芯到細(xì)芯的拉制時(shí)間，T2＝25s是從細(xì)芯到粗芯的拉制時(shí)間。C1＝100s為拉制粗芯光纖的時(shí)間，C2＝50s為拉制尾纖的時(shí)間。將設(shè)置好的參數(shù)輸入到光纖拉絲機(jī)程序控制器中，即可得到符合以上要求的變芯徑光纖(見
圖1中的L2＋L3段)L1和L4均為機(jī)械化生產(chǎn)過程中的過渡段，不在本實(shí)用新型保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.變芯徑光學(xué)纖維，截面為圓形，由皮層和芯層組成，它包括芯徑變化的頭部(L2)，和芯徑不變化的尾纖(L3)兩個(gè)部分，其特征在于頭部(L2)芯徑沿長度方向呈線性變化至尾纖(L3)，頭部(L2)和尾纖(L3)具有自然連續(xù)的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變芯徑光學(xué)纖維，其特征在于變芯徑光學(xué)纖維的芯徑沿長度方向呈線性變化的規(guī)律符合以下公式d2＝(va/vb)·D2其中d——光纖的芯徑va——送棒速度vb——拉絲時(shí)的牽引速度D——母棒的直徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變芯徑光學(xué)纖維，其特征在于其頭部(L2)的輸入端芯徑的直徑大于輸出端芯徑的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變芯徑光學(xué)纖維，其特征在于其頭部(L2)的輸入端芯徑的直徑小于輸出端芯徑的直徑。
專利摘要變芯徑光學(xué)纖維,涉及光學(xué)纖維技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及光學(xué)纖維的芯徑變化技術(shù)領(lǐng)域。它包括芯徑變化的頭部L
文檔編號(hào)G02B6/24GK2466671SQ01217818
公開日2001年12月19日 申請(qǐng)日期2001年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月9日
發(fā)明者殷志東, 陳莉, 胡玉華, 丁寶貴, 湯玲, 曾新華, 歐書方, 林間 申請(qǐng)人:南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院