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      一種新型光纖對接裝置的制作方法

      文檔序號:2795921閱讀:276來源:國知局
      專利名稱:一種新型光纖對接裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種光纖連接的裝置,具體是一種利用記憶合金管進(jìn)行光纖端頭連接的裝置。
      背景技術(shù)
      光纖作為通信線路已廣泛應(yīng)用于全世界各個地區(qū),而作為新型傳感裝置也具有巨大的應(yīng)用前景。由于目前應(yīng)用于實際中的大多數(shù)光纖是石英光纖,其芯徑一般在4-80微米的范圍內(nèi),所以對光纖的接頭要求很高,如單模光纖的芯徑一般在8-10微米之間,兩根光纖的接頭偏差一微米就會出現(xiàn)較大的損耗。中國專利申請?zhí)枮?01020519978.6的《一種光纖對接裝置》的文獻(xiàn)中揭示了一種通過記憶合金材料加工的光纖對接裝置,其結(jié)構(gòu)簡單、使用方便,具有較好的應(yīng)用前景。但該專利所公開的光纖對接裝置在實際使用中仍有問題,該光纖對接裝置只能將光纖的裸纖部分夾持并使光纖對準(zhǔn),但裸纖與未去除涂覆層的光纖間會留出空隙,稍對光纖有所了解的人都知道:沒有涂覆層的保護(hù),裸纖的強(qiáng)度是很低的,這樣就導(dǎo)致該空隙出的裸纖極易斷裂,而造成光纖對接的失敗。當(dāng)然,該缺陷也可使用熱縮套管或環(huán)氧樹脂等膠黏劑的粘接來彌補(bǔ)空隙,這又會導(dǎo)致體積增大、操作復(fù)雜、長期可靠性下降等問題。

      發(fā)明內(nèi)容
      為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明提供一種新型記憶合金管進(jìn)行光纖端頭連接的裝置,該裝置具有成本低、使用簡單方便、長期穩(wěn)定性好的特點。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種新型光纖對接裝置,包括一由記憶合金材料構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu),其特征在于:所述的管狀結(jié)構(gòu)由三段內(nèi)徑 粗細(xì)不同的管子構(gòu)成,管狀結(jié)構(gòu)第二段管內(nèi)徑最小,其初始內(nèi)徑Dn、低溫擴(kuò)張后內(nèi)徑Dt2與光纖的關(guān)系是:[1-(1-S) XK] XDf < Dn < Df (I)Df < D12 < DfX (1+SXK)(2)Df是對接時光纖的外徑,K是由記憶合金材料構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)的形狀記憶應(yīng)變系數(shù),S是選取的比例系數(shù)。所述管狀結(jié)構(gòu)的第一段管和第三段管相對于第二段管內(nèi)徑較大,其初始內(nèi)徑Da、低溫擴(kuò)張后內(nèi)徑Dffi與光纖涂覆外徑Ds的關(guān)系是:[l-(l-s) XK] XDs < Dci < Ds (3)Ds < Dc2 < DsX (1+SXK)(4)常見的鎳鈦記憶合金最大的單程形狀記憶效應(yīng)可達(dá)到8%,即K值為8%,S —般選取的值是0.5。沿所述管狀結(jié)構(gòu)的軸向管狀結(jié)構(gòu)有一道開口縫隙。所述的管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁上有鍍膜層。
      所述的管狀結(jié)構(gòu)第一段管和第三段管內(nèi)壁上涂覆有熱熔材料。所述的管狀結(jié)構(gòu)第一段管和第三段管內(nèi)部設(shè)置有熱收縮材料構(gòu)成的管子。所述的管狀結(jié)構(gòu)的外壁上有熱收縮材料構(gòu)成的管子。在由記憶合金構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)外還有一套管。所述的套管與由記憶合金構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)之間有填充物。所述的填充物是具有良好導(dǎo)熱性的材料。所述的管狀結(jié)構(gòu)的中段與另外兩段之間的連接處的內(nèi)部空腔是錐形的。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明的一種新型光纖對接裝置,具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、價格低廉、長期穩(wěn)定性好、體積小、易固定、操作方便、非高溫或電弧熔接處理;2、本發(fā)明的一種新型光纖對接裝置,可以做成多芯預(yù)制件,同時完成多根光纖的接續(xù),適用于帶狀光纖的接續(xù),并且長期性能穩(wěn)定、體積小、成本低,特別是每芯光纖均是以自對準(zhǔn)方式對接,對接質(zhì)量高,對接損耗低可以滿足大規(guī)模的帶狀光纖的對接;3、本發(fā)明的一種新型光纖對接裝置,在選擇合適的雙程記憶效應(yīng)構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu),以及合適的相變條件如磁場,可以構(gòu)建成光纖自動對接裝置,可以適用于光纖光纜廠或光纖傳感公司的大批量光纖測試任務(wù),大幅度減少測試時間及成本。4、本發(fā)明的一種新型光纖對接裝置適于特種光纖的接續(xù),如光子晶體光纖、特種涂覆光纖等光纖的接續(xù)使用,不僅可以形成牢固接頭,同時不會破壞光纖的結(jié)構(gòu)或光纖的特種涂層;5、本發(fā)明的一種新型光纖對接裝置,也適合于光電混合電路板以及純光路板中光路的連接,該裝置不僅體積小、成本低、操作方便,而且易操作、長期性能穩(wěn)定、耐沖擊、固定容易,并可以完成大量并行光路的對接,是一種良好的光路接續(xù)子;6、本發(fā)明的一種新型光纖對接裝置,在完成兩個光纖端頭的對接和對準(zhǔn)同時,還將部分具有涂覆層的光纖固定,從而大幅度提高光纖接頭的可靠性。綜上所述,本發(fā)明裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、價格低廉、長期穩(wěn)定性好、體積小、易固定、操作方便、無高溫或電弧熔接過程、使用效果好,具有廣闊的使用前景。下面通過附圖和實施例,對發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


      圖1為本發(fā)明的第一具體實施方式
      的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的第一具體實施方式
      的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明的第一具體實施方式
      的光纖對接時剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明的第一具體實施方式
      光纖對準(zhǔn)時剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明的第二具體實施方式
      的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明第三具體實施方式
      的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明第四具體實施方式
      的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記說明1-第一段管;2_第二段管;3_第三段管;4_內(nèi)腔;6-裸光纖;7_折射率匹配液;8_涂覆層;9_填充物;
      10-錐形導(dǎo)入口 ; 11-套管;12-光纖連接器;15-填充物。
      具體實施例方式實施例1如圖1、圖2、圖3和圖4所示,包括一由記憶合金材料構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)的光纖連接器12,特別是:所述的光纖連接器12由三段內(nèi)徑粗細(xì)不同的管子構(gòu)成,分別是第一段管1、第二段管2和第三段管3,其中第二段管2內(nèi)腔4的內(nèi)徑最小,其初始內(nèi)徑Dn、低溫擴(kuò)張后內(nèi)徑Dt2與裸光纖6的關(guān)系是:[1-(1-S) XK] XDf < Dn < Df(5)Df < D12 < DfX (1+SXK)(6)Df是對接時裸光纖6的外徑,K是由記憶合金材料構(gòu)成的光纖連接器12的形狀記憶應(yīng)變系數(shù),S是選取的比例系數(shù)。所述光纖連接器12的第一段管I和第三段管3相對于第二段管2的內(nèi)腔4內(nèi)徑較大,其初始內(nèi)徑Da、低溫擴(kuò)張后內(nèi)徑Dc2與具有涂覆層8的光纖外徑Ds的關(guān)系是:[1-(1-S) XK] XDs < Dci < Ds (7)Ds < Dc2 < DsX (1+SXK)(8)常見的鎳鈦記憶合金最大的單程形狀記憶效應(yīng)可達(dá)到8%,S卩K值為8%,S —般選取的值是0.5。
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      將需對接的兩裸光纖6的端頭從光纖連接器12的兩端分別導(dǎo)入,并在光纖連接器12的第二段管2內(nèi)腔4的中部相接觸,待接續(xù)的光纖的具有涂覆層8的部分光纖分別位于所述光纖連接器12的第一段管I和第三段管3中,根據(jù)記憶合金的性質(zhì)及事先的設(shè)置,用相應(yīng)的方法使該第一段管I和第三段管3收縮并將兩裸光纖6的端部箍緊,使兩裸光纖6自對準(zhǔn)并形成接頭,同時光纖連接器12的第一段管I和第三段管3也收縮并將對接的兩個光纖的具有涂覆層8的部分的光纖箍緊,從而完成對接。所述的使光纖連接器12收縮的方法有加熱法、冷卻法、應(yīng)力誘導(dǎo)法和磁場誘導(dǎo)法,這些需要根據(jù)不同種類的記憶合金的特性及加工過程來選擇應(yīng)用,其中最常用的和技術(shù)最成熟的是鎳鈦記憶合金及加熱法,特別是以彌散方式摻有釹的鎳鈦記憶合金具有良好的常溫儲存性,其使用方法是:常溫下加工由鎳鈦釹記憶合金材料構(gòu)成的光纖連接器12第二段管2內(nèi)腔4的內(nèi)徑Dti為Df的96%,光纖連接器12第一段管I和第三段管3內(nèi)徑Da為Ds的96%,在低溫下將鎳鈦釹記憶合金材料構(gòu)成的光纖連接器12第二段管2內(nèi)腔4的內(nèi)徑Dn擴(kuò)張為Df的104%左右的內(nèi)徑Dt2,光纖連接器12第一段管I和第三段管3的內(nèi)徑Da擴(kuò)張為Ds的104%左右的內(nèi)徑DC2,當(dāng)然在需要時進(jìn)行形狀恢復(fù)效應(yīng)的訓(xùn)練,加工后恢復(fù)至常溫保存。在使用時,將兩光纖端頭切割處理后輕松的分別從第一段管I和第三段管3導(dǎo)入,裸光纖6進(jìn)入內(nèi)徑為Dt2的并在第二段管2的中部接觸,并保證具有涂覆層8的光纖有一部分位于光纖連接器12第一段管I和第三段管3中,然后對光纖連接器12加熱(如鎳鈦釹記憶合金材料需加熱至90°C左右)至構(gòu)成光纖連接器12的鈦鎳釹記憶合金材料的逆相變溫度,這時光纖連接器12徑向收縮并牢牢的箍緊兩裸光纖6的端頭和一部分具有涂覆層8的光纖,并使兩光纖自動對準(zhǔn),完成光纖的接頭。優(yōu)選的,光纖連接器12也可以是沿縱向有一開口縫隙,該結(jié)構(gòu)可以減少光纖連接器12在徑向收縮時對裸光纖6的壓力。優(yōu)選的,所述的光纖連接器12的內(nèi)壁上有鍍膜層,如鋁或鋁合金、銅或銅合金,高分子鍍膜層等。該薄膜可以均衡光纖連接器12在徑向收縮時第二段管2對裸光纖6的壓力,防止裸光纖6接頭外側(cè)表面上出現(xiàn)尖銳的應(yīng)力點。優(yōu)選的,所述的光纖連接器12除第二段管2外的內(nèi)壁上涂覆有熱熔材料。如熱熔膠。優(yōu)選的,所述的光纖連接器12除第二段管2外的內(nèi)部有熱收縮材料。如輻射交聯(lián)熱收縮材料。優(yōu)選的,所述的光纖連接器12的第二段管2內(nèi)腔4中有折射率匹配液7,從而使裸光纖6的對接性能更好。優(yōu)選的,所述的光纖連接器12外壁上有熱收縮材料構(gòu)成的管子。優(yōu)選的,所述的光纖連接器12的第二段管2與第一段管I和第三段管3之間的連接處的內(nèi)部空腔是錐形的。這樣便于裸光纖6的導(dǎo)入。優(yōu)選的,如圖5所示,所述的錐形空間內(nèi)有填充物9,所述的填充物9可以是阻水油膏或膠黏劑。優(yōu)選的,所述光纖連接器12的形狀記憶效應(yīng)是磁敏誘導(dǎo)型。優(yōu)選的,所述的光纖連接器12是具有雙程可逆形狀記憶效應(yīng),可以在光纖對接后完成相應(yīng)的工作后解除光纖的對接狀態(tài),如以光纖連接器12為主的光纖自動對接裝置用于光纖光纜生產(chǎn)過程的測試的。優(yōu)選的,所述的光纖連接器12是由記憶合金薄膜構(gòu)成。優(yōu)選的,所述的光纖連接器12是由厚度大于100微米的記憶合金薄板經(jīng)彎曲或軋制構(gòu)成。優(yōu)選的,所述的光纖連接器12也了可以有兩個或兩個以上的管狀結(jié)構(gòu)并聯(lián)構(gòu)成陣列型光纖連接器,可以用于多根光纖的同時對接,如帶纖。實施例2如圖6所示,本實施例中,與實施例1不同的是在由記憶合金構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)外還有一套管11。優(yōu)選的,所述的套管11與由記憶合金構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)之間有填充物15。優(yōu)選的,所述的填充物15是具有良好導(dǎo)熱性的材料。如導(dǎo)熱硅膠、導(dǎo)熱硅脂、導(dǎo)熱樹脂。優(yōu)選的,所述的填充物15具有粘接性能。本實施例中,其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。實施例3如圖7所示,本實施例中,與實施例1不同的是光纖連接器12的兩端的具有錐形導(dǎo)入口 10。該結(jié)構(gòu)可以方便裸光纖6的導(dǎo)入和對接。本實施例中,其余部分的結(jié)構(gòu)、連接關(guān)系和工作原理均與實施例1相同。以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實施例,并非對本發(fā)明作任何限制,凡是根據(jù)本發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
      權(quán)利要求
      1.一種新型光纖對接裝置,包括一由記憶合金材料構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu),其特征在于:所述的管狀結(jié)構(gòu)由三段內(nèi)徑粗細(xì)不同的管子構(gòu)成,管狀結(jié)構(gòu)第二段管內(nèi)徑最小,其初始內(nèi)徑Dn、低溫擴(kuò)張后內(nèi)徑Dt2與光纖的關(guān)系是: [1-(1-S) XK] XDf < Dn < Df (I) Df < D12 < DfX (1+SXK)(2) Df是對接時光纖的外徑,K是由記憶合金材料構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)的形狀記憶應(yīng)變系數(shù),S是選取的比例系數(shù)。
      所述管狀結(jié)構(gòu)的第一段管和第三段管相對于第二段管內(nèi)徑較大,其初始內(nèi)徑Da、低溫擴(kuò)張后內(nèi)徑De2與光纖涂覆外徑Ds的關(guān)系是: [1-(1-S) XK] XDs < Dci < Ds (3) Ds < Dc2 < DsX (1+SXK)(4)
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光纖對接裝置,其特征在于:沿所述管狀結(jié)構(gòu)的軸向管狀結(jié)構(gòu)有一道開口縫隙。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光纖對接裝置,其特征在于:所述的管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁上有鍍膜層。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光纖對接裝置,其特征在于:所述的管狀結(jié)構(gòu)第一段管和第三段管內(nèi)壁上涂覆有熱熔材料。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光纖對接裝置,其特征在于:所述的管狀結(jié)構(gòu)第一段管和第三段管內(nèi)部設(shè)置有熱收縮材料構(gòu)成的管子。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光纖對接裝置,其特征在于:所述的管狀結(jié)構(gòu)的外壁上有熱收縮材料構(gòu)成的管子。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光纖對接裝置,其特征在于:在由記憶合金構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)外還有一套管。
      8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的新型光纖對接裝置,其特征在于:所述的套管與由記憶合金構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)之間有填充物。
      9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新型光纖對接裝置,其特征在于:所述的填充物是具有良好導(dǎo)熱性的材料。
      10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型光纖對接裝置,其特征在于:所述的管狀結(jié)構(gòu)的中段與另外兩段之間的連接處的內(nèi)部空腔是錐形的。
      全文摘要
      一種新型光纖對接裝置,包括一由記憶合金材料構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu),所述的管狀結(jié)構(gòu)由三段內(nèi)徑粗細(xì)不同的管子構(gòu)成,管狀結(jié)構(gòu)第二段管內(nèi)徑最小,其初始內(nèi)徑DT1、低溫擴(kuò)張后內(nèi)徑DT2與光纖的關(guān)系是[1-(1-S)×K]×DF<DT1<DF (1)DF<DT2<DF×(1+S×K) (2)DF是對接時光纖的外徑,K是由記憶合金材料構(gòu)成的管狀結(jié)構(gòu)的形狀記憶應(yīng)變系數(shù),S是選取的比例系數(shù);所述管狀結(jié)構(gòu)的第一段管和第三段管相對于第二段管內(nèi)徑較大,其初始內(nèi)徑DC1、低溫擴(kuò)張后內(nèi)徑DC2與光纖涂覆外徑DS的關(guān)系是[1-(1-S)×K]×DS<DC1<DS (3)DS<DC2<DS×(1+S×K) (4)該裝置具有成本低、使用簡單方便、長期穩(wěn)定性好的特點。
      文檔編號G02B6/38GK103076656SQ20111032987
      公開日2013年5月1日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
      發(fā)明者杜兵 申請人:西安金和光學(xué)科技有限公司
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