多模光纤多接口耦合器制造技术

应用了塑料包层石英光纤以便于进行耦联的一种多接口光纤耦合器．在该耦合器的套子内，这些光纤的外侧端熔接到玻璃体内具光波导结构的蒸汽沉积的石英玻璃光纤上，它们易于按一种可靠的方式端接，得以经受塑料包层石英光纤接头所能承受的更严苛的条件．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术论述这样一类多模光纤的多接口耦合器，其中所用到的玻璃光纤在玻璃内不具光波导结构。这类光纤的一个特殊例子是塑料包层(PCS)光纤。在PCS光纤中，石英玻璃用作光纤的光学芯子。而环绕此石英芯子的塑料膜则用作光纤的光学包层。在用到了此类光纤的一种光耦合器中，可以按下法来实现光纤间所需的光耦合，即待耦合的光纤的芯子在它们一段的中介部份上边边相靠接触。而后熔接在一起。将PCS光纤用于此种目的是很便利的，这是因为颇易从此种光纤上剥下包层，而将光纤芯子暴露。光纤面采用这类光纤式光学耦合的另一种光耦合器，是通过光混频元件实现耦合的，借这种元件，使光纤与光纤在其端面实现光耦合。此时，任何从该光耦合元件出射而又不投射入这些光纤的某一芯子的光便成为废弃的光。因此，我们总希望使光纤中贴合此光混频器的芯子横截面区域的充填部分最大。这就是说，要求从光纤中除去这些区域中的包层，因此还是采用PCS光纤方便，原因是较易从它的芯子上剥除塑料包层。以上两种形式的多接口光耦合器都用到了PCS光纤，这时的PCS光纤的一段，端接到含有此耦合器的一个套子上的光连接器中。制造此种光连接器终端设备的方法，基本上为2028530A号书所述，有关此类终端设备的工作效能在许多应用中是十分令人满意的。不过，在涉及特殊严格设计要求的其它一些应用中，则出现了问题，这是由于光纤芯子经过很长一段时间或者受到温度大幅度变化的影响后，易于在这种终端设备内运动。要是当一段PCS光纤在上述套子外部并不端接到连接器内，而是作为PCS光纤的引出端延伸时，事实上也会存在同样的问题。这实际上是在光纤芯子易于相对其包层运动时，使光纤能进行稳定连接的问题。但当对玻璃内不含波导结构的全玻璃质光纤进行端接时，则不会遇到同样的问题，这是因为此时极易形成一种直接的牢靠连接，而不产生过量的光损耗。这种全玻璃质光纤的一个特殊例子乃是汽相沉积的石英(VDS)光纤。在VDS光纤中，石英玻璃在掺杂有一种或多种其他氧化物(有时掺杂氟)的条件下进行沉积，掺杂量是变化的，得以在具有波导性质的沉积材料中提供一种折射率分布，从而使之成为一种以光学包层环绕光学芯子区域的结构。掺杂石英的沉积。例如可以采用内部沉积法，即在玻璃衬底管内表面上进行沉积，管子的空腔最后烧塌收缩形成预制件，从预制件可以拉制出光纤。玻璃衬底管一般为石英管，但也可采用耐高温性能较石英稍差的富含氧化硅的玻璃管，它的热膨胀系数更接近于与掺杂石英沉积物相匹配。本专利技术所设计的光耦合器，利用了一定长度的玻璃光纤。这种光纤在其玻璃部分内具有光波导结构，但并不要求这些光纤端接到连接器内。根据本专利技术可提供一种多模光纤耦合器，它有一个套子，内含一组在其玻璃部分内具光波导结构的光纤，这组光纤的各根都伸延到套子的外部，而它们在内侧的端部则逐一与另一批光纤熔接。后一组光纤在玻璃部分内具光波导结构，这些光纤的芯子在截面积的大小上都与前述那批光纤的芯子匹配，这时的光耦合或者通过所说的这些光纤在其不同光纤之间直接进行，或者借助光频混合器实现，在光频混合器内，这些光纤在其端面上进行光耦合。以上光纤组中各光纤的外侧端可以端接在一个或多个装设在套子上的板式连接器上，或者可以进一步延伸作为外部引线。这些引线又可逐一地备有连接器，或者可以留下来直接连接到确定此耦合器的光纤系统中。下面以体现本专利技术的较佳实施例来描述多接口耦合器。现对照附图进行叙述。其中图1描绘了在将其芯子熔接前的一对光纤;图2所描述的是图1中的这对光纤经将其芯子熔接后，并将其熔接部分置于一保护套内的情况。图3描绘了用作图2中装配件连接部件的一种耦合器。图4与图5表明了结合有分立的光频混合器的组配件。图6描绘了用作图4与图5中所示组件连接机构的耦合器。要叙述的第一种耦合器没有采用分立的光混频器，而是在有二、三或四根光纤的芯子熔接在一起的区域中实现耦合。图1表明两根PCS光纤1，每根光纤的塑料光学包层已在一段光纤上除掉。暴露出裸放的光纤芯子2。塑料包层可用浓硫酸腐蚀掉或者用机械方法去掉。后一种方法例如可参看书2071005A号。采用机械方法时，务必仔细检查剥掉包层的区域是否残留剩余物。一般，去掉包层部分的长度约2厘米。用临时性扎线使两根光纤芯子边靠边地接触，然后加热芯子使之软化到足以沿着二者的接触线熔接在一起，而形成8字形的横截面图形。熔连到一起的区域通常限制到剥去外层区域中点左右约5毫米。然后，将这一中央部位再次加热，使这两个芯子凝聚并基本上取园形截面。然后，或许有必要热软化此熔接区域的端部，并略为把这两根光纤拉直，以消除在该熔接区域两端的紧邻区域内所出现的任何皱折现象。撤除扎线3，并使此组合件穿过一起机械保护作用的硼硅酸盐玻璃套筒4(图2)。将此组件装放到套筒4的中心，而使其端部插入例如环氧树脂制的两个堵头5中。这两个堵头以很短的部分端接到暴露的芯子区域2。然后通过两个孔6之一，向区域2的整个空间充填低折射率的材料，为该区域提供光学包层。为此，采用一种室温硫化的硅橡胶是方便的。在离经耦合区保护套筒4一段距离(通常至少为10厘米处)，从光纤1的两端剥除塑料光学包层，为使此每一端与VDS光纤7进行一定分离长度的熔接作准备(图3)，后者的光学芯子横截面的大小与PCS光纤的芯子相匹配。典型的PCS光纤芯子的直径为100微米，而VDS光纤整个玻璃料的直径为250微米，其中芯子的直径为100微米。在每一拼接处都为接头设置了一个结构相似的接头保护套8，它起到与耦合区保护套4相同的作用，滑配合到VDS光纤7上，此VDS光纤业已事先从其端部起剥除了它的任何塑料涂层。待拼接的端面经过精细地切开，以提供实质上能垂直各自光纤轴线的平端面。准备好的光纤放在熔融拼接用夹具中的两个V形槽内，夹具上带有一个微型操纵器，能使其中的一个V形槽相对于另一个来调节其高度。这两个光纤在上述夹具内几何准直，同时使其端面分离开这样一段最小距离，要求保证它们彼此不能接触，避免相互碰撞而影响准直。为了使光纤轴线在几何上准直。可以很方便的用一台显微镜，结合一面反射镜倾斜旋转，使在显微镜的视场中提供此两根光纤的两个正交象。在电弧放电之前先使两个光纤沿轴向回撤。然后以控制的速率使之推向电弧，使其恰恰抵达理论上要求会后之点的前沿。在此阶段，停止光纤的运动，稍迟使电弧熄灭。在相同尺寸的光纤间形成常规的熔融拼接时，实际操作中通常要求电弧能相对于这两根光纤对称配置。但在本例中，两根光纤在尺寸上显著不同，这时最好采用一种非对称的配置。使电弧稍稍偏向直径较大的光纤一侧，为的是要考虑到在这一侧有较大量的材料要求达到熔接温度。在完成了各个拼接后，即把相关的保护套8装配到接头上的位置。使用树脂堵头使其牢靠放置好，置放方式与套筒4安放到它相关的光纤上相同。同时也要采取相同的措施，保证这两个堵头只有很短部分端接到PCS光纤暴露的芯子区中。然后仍依照装设套筒4的有关方法，使每个套筒内充填低折射率的硅橡胶，用作此套筒内PCS光纤已暴露芯子区的光学包层。最后，当所有的接头都已完成并已封入它们各自的套筒后，即将此组合件放入一例如可用铝构制的浅箱子9内。箱9的底上伸出一突起部10，用来将耦合区的防护套4固定到箱子的一侧，而光纤则按缓变的弯曲形式绕箱子的内部放置。从并密封塞11伸出，这两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模光纤的一耦合器。耦合器本身有一个套子，内含一组在其玻璃部分内具光波导结构的玻璃质光纤，每根光纤都延伸到此套子的外部，而在其内侧端，则－－熔接到一批玻璃光纤上，后者在其玻璃内具有光波导结构，它们的光学芯子与前一组光纤的芯子在大小上相匹配，其中的光耦合，或者通过所说的一批光纤中的不同光纤来直接实现，或者借助一种光频混合器来实现，这时，这些光纤则通过其端部进行耦合。

【技术特征摘要】
1.一种多模光纤的耦合器。耦合器本身有一个套子，内含一组在其玻璃部分内具光波导结构的玻璃质光纤，每一根光纤都延伸到此套子的外部，而在其内侧端，则--熔接到一批玻璃光纤上，后者在其玻璃内具有光波导结构，它们的光学芯子与前一组光纤的芯子在大小上相匹配。其中的光耦合，或者通过所说的一批光纤中的不同光纤来直接实现，或者借助一种光频混合器来实现。这时，这些光纤则通过其端部进行耦合。2.一种多模光纤的耦合器，耦合器本身有一个套子，内含第一组与第二组在其玻璃部分内具光波导结构的玻璃质光纤，每一组中的光纤都延伸到此套子的外部，而在其内侧端都各个熔融连接到第三和第四组的光纤，后两组光纤的波动部分内具有光波导结构，而光纤芯子在大小上与第一组和第二组的相匹配，其中，第三组光纤在内侧的各端形成玻璃与玻璃的边靠边接触，而它们的端面则碰触及一光频混合器的一端，同时，第四组光纤的内侧端也形成相似的配列，且使其端面抵触到此光频混合器...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰斯图尔特利奇，塔尔莱艾萨克阿拉斯，
申请(专利权)人：标准电话和电缆公共有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]