多芯光纤制造技术

一种多芯光纤包括多个光波导，各光波导至少部分熔接于一相邻光波导。所述多个光波导中的至少一些对齐以形成一线性阵列，所述线性阵列具有大体平行于所述线性阵列的一长轴以及大体垂直于所述长轴的一短轴。一线性支撑结构熔接于光波导的线性阵列。一缓冲体接合且包围由所述多个光波导和所述线性支撑结构限定的外周边。所述缓冲体具有比波导弹性模量显著小的一缓冲体弹性模量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多芯光纤相关申请本专利申请要求于2016年3月18日提交的美国临时专利申请号US62/310402、于2016年3月18日提交的美国临时专利申请号US62/310442的的优先权，所有两个美国临时专利申请通过援引并入全文。
本专利技术概括而言涉及光纤，更具体而言涉及具有多个纤芯的一光纤，其可以称为一多芯光纤。
技术介绍
多芯光纤已开发，以增加传统单芯光纤的信号承载能力。这种多芯光纤包括由一二氧化硅支撑管包围且支撑的多个光波导(opticalwaveguides)，二氧化硅支撑管环绕所述多个波导。在一些情况下，二氧化硅支撑管可具有与各波导的包体(cladding)相匹配的光学特性。一缓冲层包围且保护支撑管。多芯光纤的例子公开在美国专利US6154594中。除了更大的信号承载能力，多芯光纤也使空间节省，因为与多个单独的光纤相比，多个波导被更紧密地定位。当与设置成在多芯光纤的多个纤芯的缩小的间隔上进行操作的激光器和/或检测器一起使用时，该构造可允许额外的空间节省。虽然多芯光纤增加了波导的密度，但是这种结构可能增加相邻纤芯之间的串扰。这种潜在的增加的串扰可能在光系统内需要附加物理结构或串扰补偿方案，以将串扰降低到一可接受的水平。此外，多个纤芯的弯曲可能以不一致的方式发生，这导致信号承载特性不一致。虽然多芯光纤增加了波导的密度，但这种结构还增加了光纤端接过程的复杂性。更具体地，在单光纤的小横截面内承载的光波导的数量越大就越增加光端接的复杂性。通过多个波导发送光的一主动(active)的过程可能需要确定多个波导的位置。这增加这种多芯光纤端接的时间、复杂性以及成本。专利
技术实现思路
在一个方面，一种多芯光纤包括多个光波导。各光波导具有一长度、一纤芯以及包围所述纤芯的一包层，且各光波导至少部分沿其长度熔接于一相邻光波导。所述多个光波导中的至少一些对齐以形成一线性阵列，且所述线性阵列具有大体平行于所述线性阵列的一长轴以及大体垂直于所述长轴的一短轴。一线性支撑结构沿所述光波导的长度熔接于光波导的线性阵列。所述多个光波导和所述线性支撑结构限定一外周边，且一缓冲体接合且包围所述外周边。所述缓冲体具有比各波导的一波导弹性模量显著小的一缓冲体弹性模量。在另一方面，一种多芯光纤包括多个二氧化硅棒体。各棒体沿其一长度至少部分熔接于一相邻棒体，且至少一些棒体为光导棒且具有一纤芯以及包围所述纤芯的一包体以限定一光波导。至少一些光波导形成光波导的一线性阵列，所述线性阵列具有大体平行于所述线性阵列的一长轴以及大体垂直于所述长轴的一短轴。所述多个二氧化硅棒体限定一外横截面周边，其中所述外横截面周边的至少一部分由至少一些光导棒限定。一缓冲体接合且包围所述外横截面周边。所述缓冲体具有比各二氧化硅棒体的一棒体弹性模量显著小的一缓冲体弹性模量。在又一方面，一种多芯玻璃光纤包括多个玻璃的光波导。各光波导具有一长度、一纤芯以及一包层。所述包层具有包围且与其纤芯同轴的一环形横截面。各光波导沿其长度至少部分熔接于一相邻光波导，其中至少一些光波导对齐以形成一线性阵列。所述线性阵列具有大体平行于所述线性阵列的一长轴以及大体垂直于所述长轴的一短轴。一玻璃的线性支撑结构沿所述光波导的长度且沿所述线性阵列的一侧并大体平行于所述长轴地熔接于所述光波导的线性阵列。所述多个光波导以及所述线性支撑结构限定一外周边，且所述光纤不具有(devoidof)环绕所述外周边的一玻璃支撑管。一缓冲体接合且包围所述外周边。所述缓冲体具有比各波导的一波导弹性模量显著小的一缓冲体弹性模量。附图说明通过结合附图参照下面的详细说明，可以最佳地理解本专利技术在结构和工作上的组织及方式及其另外的目的和优点，其中，类似的附图标记表示类似的部件，并且在附图中：图1是根据本专利技术的一实施例的一多芯光纤的一立体图；图2是图1的多芯光纤的阵列的一放大端视图；图3是一多芯光纤的一第二实施例的一端视图；图4是一多芯光纤的一第三实施例的一端视图；图5是一多芯光纤的一第四实施例的一端视图；图6是一多芯光纤的一第五实施例的一端视图；图7是可用于形成图1的多芯光纤的一预制件的一端视图；图8是一多芯光纤的一第六实施例的一端视图；图9是一多芯光纤的一第七实施例的一端视图；以及图10是一多芯光纤的一第八实施例的一端视图。具体实施方式尽管本专利技术很容易具有多种不同形式的实施例，但示出在附图中且本文将详细说明的是几个具体实施例，同时理解的是，本说明书应视为本专利技术原理的一个示例，且不意欲将本专利技术限制于本文所示出的图样。由此，对一特征或方面的引用意欲描述本专利技术的一实例的一特征或方面，不意味着其每个实施例必须具有所述的特征或方面。此外，应该注意的是，说明书示出了多个特征。尽管某些特征已组合在一起以说明潜在的系统设计，但是这些特征还可以采用其它未明确公开的组合。因此，除非另有说明，所述组合不意欲为限制。在所示出的实施例中，用于解释本专利技术中不同部件的结构和运动的方向表示(诸如上、下、左、右、前和后)不是绝对的而是相对的。当部件处于图中所示的位置时，这些表示是恰当的。但是，如果元件位置的说明发生变化，那么这些表示也将相应地发生变化。图1示出如后说明在现有技术中是公知的由一预制件拉丝成的(drawn)的一多芯光纤10。光纤10包括由一缓冲体13包围或者环绕的棒体12的一阵列11。一些棒体12作为光导棒(opticalrods)或者光波导14且包括一纤芯15以及包围纤芯的一包体或者包层(claddinglayer)16。其余棒体12作为支撑棒或者支撑元件17与光波导14机械相互作用来协助将光波导精确定位在阵列11内。如图1至图2所示，各光波导14的纤芯15具有一圆形横截面且包层16具有包围并与纤芯同轴的一环形横截面。各纤芯15以及包体16可以由玻璃、一聚合物或者任何其它所需材料制成，只要光将按照所需地行进穿过各光波导14的纤芯15即可。为此，纤芯15的折射率比包体16的折射率大。纤芯15和包体16在尺寸或者结构上设置成使得光波导14以任何方式(诸如一单模、一多模、或者一少(few)或寡(oligo)模的波导)发挥作用。在许多情况下，纤芯15和包体16可主要由二氧化硅制成。纤芯15和/或包体16的折射率可通过添加元素(例如通过掺杂(doping))来改变二氧化硅的光学特性。例如，折射率可通过添加具有比二氧化硅更高的原子质量的元素(诸如锗或磷)增强。在其它情况下，折射率可通过添加具有比二氧化硅更低的原子质量的元素(诸如氟)降低。在还有的情况下，纤芯15和包体可由诸如硼硅酸盐之类的其它类型的玻璃制成，并且可以使用其它元素来改变折射率。支撑棒17示出为在图1至图2中具有一圆形横截面且可由与光波导14相同的基材(basematerial)制成，以具有相同的熔化温度。换句话说，如果光波导14具有一二氧化硅的基材(无掺杂)，那么支撑棒17也可由二氧化硅制成。支撑棒17不包括一包层且因此不能或不适合于如针对一光波导所要求的有效传输光。因此，在后述的形成一预制件的过程中支撑棒17不需要掺杂。支撑棒17可由在成形过程中和成形过程后为光波导14提供所期望的支撑的任何材料形成。多个棒体12设置成形成沿线50对齐(图2)且形成一线性阵列的棒体的一第一排21。棒体12的一第二排2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多芯光纤，包括：多个光波导，各光波导具有一长度、一纤芯以及包围所述纤芯的一包层，各光波导至少部分沿其长度熔接于一相邻光波导，所述多个光波导中的至少一些对齐以形成一线性阵列，所述线性阵列具有大体平行于所述线性阵列的一长轴以及大体垂直于所述长轴的一短轴；一线性支撑结构，沿所述光波导的长度熔接于光波导的线性阵列；且所述多个光波导和所述线性支撑结构限定一外周边，一缓冲体接合且包围所述外周边，所述缓冲体具有比各波导的一波导弹性模量显著小的一缓冲体弹性模量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.18 US 62/310,402;2016.03.18 US 62/310,4421.一种多芯光纤，包括：多个光波导，各光波导具有一长度、一纤芯以及包围所述纤芯的一包层，各光波导至少部分沿其长度熔接于一相邻光波导，所述多个光波导中的至少一些对齐以形成一线性阵列，所述线性阵列具有大体平行于所述线性阵列的一长轴以及大体垂直于所述长轴的一短轴；一线性支撑结构，沿所述光波导的长度熔接于光波导的线性阵列；且所述多个光波导和所述线性支撑结构限定一外周边，一缓冲体接合且包围所述外周边，所述缓冲体具有比各波导的一波导弹性模量显著小的一缓冲体弹性模量。2.如权利要求1所述的光纤，其中，所述线性支撑结构由一独立元件形成。3.如权利要求2所述的光纤，其中，所述线性支撑结构具有一矩形的横截面。4.如权利要求1所述的光纤，其中，所述线性支撑结构由多个熔接在一起的元件形成。5.如权利要求4所述的光纤，其中，各元件具有一圆形的横截面。6.如权利要求1所述的光纤，其中，各光波导以及所述支撑结构由玻璃制成。7.如权利要求1所述的光纤，其中，所述光纤不具有环绕所述外周边的一玻璃支撑管。8.一种多芯光纤，包括：多个二氧化硅棒体，各棒体沿其一长度至少部分熔接于一相邻棒体以限定一棒体阵列，至少一些棒体为光导棒且具有一纤芯以及包围所述纤芯的一包体以限定一光波导；至少一些光波导形成光波导的一线性阵列，所述棒体阵列具有大体平行于所述线性阵列的一长轴以及所述棒体阵列具有大体垂直于所述长轴的一短轴；所述多个二氧化硅棒体限定一外横截面周边，所述外横截面周边的至少一部分由至少一些光导棒限定；以及一缓冲体接合且包围所述外横截面周边，所述缓冲体具有比各二氧化硅棒体的一棒体弹性模量显著小的一缓冲体弹性模量。9.如权利要求8所述的光纤，其中，所述光纤不具有环绕所述外周边的一玻璃支撑管。10.如权利要求8所述的光纤，其中，至少一个光波导是一弯曲不...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科姆·H·荷吉，约翰·杉浓，
申请(专利权)人：莫列斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US