本發(fā)明涉及光纖
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種寬帶光纖波片制作方法。
背景技術(shù)：
：寬帶光纖波片是當(dāng)代創(chuàng)新的特種光纖器件。因為制備工藝復(fù)雜，難度大，現(xiàn)只有極少可用的樣品。當(dāng)代所用的1/4、1/2光波片，仍為塊狀窄帶波片，體積大，應(yīng)用不便。一小段保偏光纖，一段可傳輸線偏振光，另一段經(jīng)旋轉(zhuǎn)預(yù)制棒，則可傳輸線或圓偏振光，稱為光纖波片。光纖波片分為旋端和不旋端，制備難度最大的是旋端，它對光纖預(yù)制棒結(jié)構(gòu)要求極為嚴格。主要是芯的圓正度、芯/包同心度、棒的平直度偏差盡可能趨近與“零”，否則，此預(yù)制棒經(jīng)旋轉(zhuǎn)拉絲，光纖芯不呈圓形，光的模場即保圓度相應(yīng)降低，難以傳輸圓偏振光，而旋端保圓度標(biāo)準為＞90％。缺少工藝實踐的學(xué)者認為“只要把領(lǐng)結(jié)型或熊貓型光纖預(yù)制棒在旋轉(zhuǎn)拉絲機上拉絲就可以了”。這是誤導(dǎo)，領(lǐng)結(jié)型(Bow-Tie)保偏預(yù)制棒，其芯都不同程度為異形。實踐證明，只有用預(yù)置芯棒法才可將芯做圓。有人提議制備Φ13-14mm的小熊貓棒，這不僅加工難度，誤差大，芯也很難做圓。理論計算，Φ13.6mm的預(yù)制棒與Φ50mm相比，其產(chǎn)生誤差要高出3.5倍。有人嘗試把大熊貓棒拉細，結(jié)果都炸掉。這也是圓保偏光纖、寬帶光纖波片當(dāng)今難產(chǎn)，售價遠高于黃金的主要原因。難產(chǎn)的另一因素是沒有自動控制和打標(biāo)記的光纖拉制生產(chǎn)線。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種寬帶光纖波片制作方法，將精制的保偏光纖預(yù)制棒由特制的高精度旋轉(zhuǎn)拉絲機按設(shè)定的工藝程序拉制光纖波片，由特制的打標(biāo)機進行標(biāo)記，每支預(yù)制棒可制備幾百，甚至上千支 寬帶光纖波片，具有成本小、加工精度高、速度快、可批量生產(chǎn)、效率高等優(yōu)點。。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種寬帶光纖波片制作方法包括以下步驟：1)設(shè)定圓保偏光纖及光纖波片的參數(shù)要求；2)根據(jù)圓保偏光纖的參數(shù)要求采用模塊組合法獲得熊貓型光纖預(yù)制棒；3)熊貓型光纖預(yù)制棒經(jīng)旋轉(zhuǎn)拉絲機的旋轉(zhuǎn)拉絲獲得符合設(shè)定參數(shù)要求的光纖波片。所述熊貓型光纖預(yù)制棒由石英管、石英模塊、應(yīng)力棒模塊和芯模塊經(jīng)過模塊組合制作而成，所述芯模塊設(shè)于石英管中心處，所述應(yīng)力棒模塊對稱設(shè)于石英管內(nèi)，所述石英模塊填充于芯模塊、應(yīng)力棒模塊與石英管之間。所述石英管、石英模塊、應(yīng)力棒模塊和芯模塊之間的間隙小于10μm。所述應(yīng)力棒模塊由摻硼應(yīng)力棒加工而成。所述芯模塊由圓保偏光纖預(yù)制棒研磨加工而成，所述圓保偏光纖預(yù)制棒根據(jù)圓保偏光纖的參數(shù)要求制作。所述步驟3)獲得的光纖波片經(jīng)打標(biāo)機按設(shè)定長度打標(biāo)記后到達主牽引裝置，所述標(biāo)記記錄光纖波片的段長和扭轉(zhuǎn)度。所述旋轉(zhuǎn)拉絲機包括依次設(shè)置的步進電機、爐體、測徑儀和涂覆機，所述步進電機上設(shè)有用于固定熊貓型光纖預(yù)制棒的卡頭，所述卡頭位于爐體內(nèi)，所述爐體內(nèi)設(shè)有石墨加熱器。所述光纖波片的旋端保圓度大于90％。所述熊貓型光纖預(yù)制棒的直徑為16-24mm。所述光纖波片的旋端參數(shù)要求與圓保偏光纖的參數(shù)要求保持一致。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：1)本身發(fā)明采用模塊組合法制備的熊貓型光纖預(yù)制棒纖芯可呈正圓形，芯圓正度、芯包層同心度、平直度偏差小，保圓度＞90％，由特制的高精度旋轉(zhuǎn)拉絲機按設(shè)定的工藝程序拉制光纖波片，從而拉制成旋端保圓度＞90％的寬帶光纖波片，降低成本，增加加工精度。2)由增設(shè)的打標(biāo)機進行標(biāo)記，記載光纖波片旋端、不旋端長度，記載線保偏光纖是否扭曲等等，簡便、實用、有效。3)實現(xiàn)創(chuàng)新的特種光纖原件-寬帶光纖波片的生產(chǎn)，具有廣泛的應(yīng)用市場，波 片拉制工藝為首例，每支預(yù)制棒可制備幾百，甚至上千支寬帶光纖波片，效率高，適于批量生產(chǎn)。附圖說明圖1為本發(fā)明方法流程示意圖；圖2為熊貓型光纖預(yù)制棒組合示意圖；圖3為旋轉(zhuǎn)拉絲機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中A-A處剖視示意圖。圖中：1、石英管，2、石英模塊，3、應(yīng)力棒模塊，4、芯模塊，5、打標(biāo)機，6、主牽引裝置，7、步進電機，8、爐體，9、測徑儀，10、涂覆機，11、卡頭，12、石墨加熱器，13、熊貓型光纖預(yù)制棒，14、固定卡，15、調(diào)準盤，16、千分表，17、水平架。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。本實施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。如圖1所示，一種寬帶光纖波片制作方法包括以下步驟：1)設(shè)定圓保偏光纖及光纖波片的參數(shù)要求。其中，光纖波片的旋端參數(shù)要求與圓保偏光纖的參數(shù)要求保持一致。光纖波片的旋端保圓度大于90％。本實施例中，設(shè)計的參數(shù)要求如下：表1圓保偏光纖參數(shù)2)根據(jù)圓保偏光纖的參數(shù)要求采用模塊組合法獲得熊貓型光纖預(yù)制棒13。如圖2所示，熊貓型光纖預(yù)制棒13即可拉制線保偏光纖,也可滿足拉制圓保偏光纖的參數(shù)要求，由石英管1、石英模塊2、應(yīng)力棒模塊3和芯模塊4經(jīng)過模塊組合制作而成，芯模塊4設(shè)于石英管1中心處，應(yīng)力棒模塊3對稱設(shè)于石英管1內(nèi)，石英模塊2填充于芯模塊4、應(yīng)力棒模塊3與石英管1之間。其中，熊貓型光纖預(yù)制棒13的直徑為16-24mm，尺寸可為Φ16-24×200mm?，F(xiàn)代石英加工技術(shù)已做到誤差＜0.05mm，石英管1、石英模塊2、應(yīng)力棒模塊3和芯模塊4之間的間隙小于10μm，有效的遏制了纖芯的不定向變形，讓纖芯呈正圓形，使之成為制備圓保偏光纖和寬帶光纖波片的優(yōu)選方案之一。在精確選材(管)條件下，此法制備的光纖預(yù)制棒，可拉制成旋端保圓度＞90％的寬帶光纖波片。理論上制成的保偏光纖預(yù)制棒直徑越大，光纖幾何參數(shù)越精確。旋轉(zhuǎn)拉絲機應(yīng)盡可能設(shè)計可拉制大棒，如＞Φ16～30×300mm。如下所示：表2圓保偏光纖預(yù)制棒參數(shù)表3熊貓型光纖預(yù)制棒組合參數(shù)設(shè)計說明：(1)首先確定所用圓保偏光纖及光纖波片的參數(shù)要求；(2)確定旋轉(zhuǎn)拉機所具備條件(可拉棒直徑及旋速控制參數(shù))，例如旋轉(zhuǎn)拉絲機可拉制＞Φ16mm×200-300mm規(guī)格預(yù)制棒；(3)據(jù)上設(shè)計組合棒直徑及組件幾何參數(shù)，設(shè)計制備芯棒、應(yīng)力棒的幾何及相關(guān)的光學(xué)參數(shù)。熊貓型光纖預(yù)制棒13組合參數(shù)中，(1)Φ20mm石英管1為外套管，其圓正 度、壁厚、兩端偏差都必須精選，(2)石英模塊2為弧形填充，是由Φ16mm石英棒(高純，且與管內(nèi)徑匹配)經(jīng)精細加工，(3)芯模塊4：由圓保偏光纖預(yù)制棒研磨加工而成，圓保偏光纖預(yù)制棒根據(jù)圓保偏光纖的參數(shù)要求制作，(4)應(yīng)力棒模塊3：是按設(shè)計制成的摻硼(SiO2+B2O3％15-18mol)應(yīng)力棒加工而成，(5)組合圖：各加工件的加工精度偏差＜10μm，管五組件緊密匹配，兩端焊牢固，并與管固定，防止拉絲時滑落或出現(xiàn)纖芯變形。3)熊貓型光纖預(yù)制棒13經(jīng)旋轉(zhuǎn)拉絲機的旋轉(zhuǎn)拉絲獲得符合設(shè)定參數(shù)要求的光纖波片。獲得的光纖波片經(jīng)打標(biāo)機5按設(shè)定長度打標(biāo)記后到達主牽引裝置6，標(biāo)記記錄光纖波片的段長(旋端、不旋端長度)和扭轉(zhuǎn)度(線保偏光纖是否扭曲)。如圖3和圖4所示，旋轉(zhuǎn)拉絲機包括依次設(shè)置的步進電機7、爐體8、測徑儀9和涂覆機10，步進電機7上設(shè)有用于固定熊貓型光纖預(yù)制棒13的卡頭11，卡頭11(由鈦制作而成)位于爐體8內(nèi)，爐體8內(nèi)設(shè)有對準熊貓型光纖預(yù)制棒13末端的石墨加熱器12，步進電機7由固定卡14固定，步進電機7上海設(shè)有調(diào)準盤15，步進電機7與爐體8之間通過水平架17設(shè)有千分表16，千分表16可測量步進電機7轉(zhuǎn)動角度。表4旋轉(zhuǎn)拉絲機的設(shè)計參數(shù)1高：4.0～5.0m2下棒速度：<0.01mm3設(shè)定旋速：0-5000Pr/分4預(yù)制棒直徑：φ16-24mm5棒長：150～250mm6下懸偏差半徑：<0.015mm7拉絲溫控：1900～2100℃8旋速可自控(拉玻片)9下裝打標(biāo)機工作時，設(shè)寬帶光纖波片，其a(半徑)：125μm，長：50cm(不旋端25cm+旋端25cm)，設(shè)旋轉(zhuǎn)拉絲機的轉(zhuǎn)速Pr轉(zhuǎn)/分為1000，光纖旋距：t＝2mm，拉速：2m/分，旋轉(zhuǎn)拉絲機旋速，光纖拉速，得到按光纖按標(biāo)記截開，一根預(yù)制棒可拉制千條光纖波片。綜上，本發(fā)明提供一種根據(jù)特制的熊貓型預(yù)制棒制備寬帶光纖波片的波片拉制工藝，寬帶光纖波片幾何和光學(xué)參數(shù)達標(biāo)，效率高，適于批量生產(chǎn)，寬帶光纖波片有廣泛應(yīng)用市場。當(dāng)前第1頁1 2 3