一种长锥区的光纤拉锥装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种长锥区的光纤拉锥装置，包括机架，在机架的两端分别设置收纤模块、放纤模块，在收纤模块与放纤模块之间形成光纤移动路径；在光纤移动路径上，设置有对待拉锥的光纤进行加热的加热模块、对光纤进行拉锥的皮带轮牵引装置、对拉锥后的光纤进行退火处理的退火炉，所述的加热模块、皮带轮牵引装置和退火炉依次设置。本发明专利技术的光纤拉锥装置，很容易拉锥制备米级以上长度的锥区的光纤，而且能够有效消除或大幅度降低因光纤的悬垂引起的锥形不对称的问题，大幅度提高导光性能。大幅度提高导光性能。大幅度提高导光性能。

【技术实现步骤摘要】
一种长锥区的光纤拉锥装置


本专利技术属于光纤器件生产领域，具体涉及一种高度可控光纤拉锥方法。

技术介绍

光纤拉锥属于光纤后处理技术，通过调整光纤半径，可以改变光纤的导光性能，从而实现光信号的模式转换、能量转移。重点在于精确控制拉锥的外形。普遍应用于光通信和光纤激光相关领域。现有技术中，光纤拉锥的常用方法是将光纤固定在两个位移台上，两位移台中间悬空部分使用热源进行加热，使光纤处于熔融状态，位移台向相反方向移动带动光纤进行拉伸，通过控制位移台平动的速度和热区的温度，得到锥形光纤。经过拉锥后，光纤分为未拉伸区、腰区、锥区。未拉伸区光纤直径大小没有变化；腰区光纤直径均匀，保持在最小直径范围内波动；锥区光纤由大直径过渡到小直径，过渡外形有直纤型均匀过度，双曲纤型，指数型等。现有技术拉制的光纤，受位移台运动范围的影响，锥区长度最长在几十厘米，变化不够平缓，腰区的均匀度低，导致锥形光纤导光的性能不稳定。现有技术中主要存在如下问题：
[0001]光纤锥区长度受到位移台一维运动行程的限制，可形成的锥区长度受限，难以拉制具有米级以上长度的锥区的光纤，长锥区光纤在光纤激光领域具有重要的应用价值。
[0002]由于光纤自身的重力与拉伸方向垂直，在位移台拉伸距离过长时，光纤的悬垂使得锥形不对称，影响导光性能。
[0003]光纤加热至熔融态产生的内应力，传统位移台式拉锥的光纤直接在空气中冷却，不同位置的收缩不同，对锥形光纤的均匀性有较大影响。
[0004]人工光纤取纤容易引入杂质和扰动，增大锥形光纤的不稳定性。<br/>
技术实现思路

本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种光纤拉锥装置及光纤拉锥方法，使用皮带轮组牵引的立式拉伸装置，电机直接牵引皮带轮循环滚动带动光纤向两个方向拉伸，使得光纤拉伸的长度不受行程范围的限制。皮带轮组牵引装置拉伸速度与收放纤装置的转动平动高度配合，自动收纤放纤。为实现上光纤拉锥装置述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种长锥区的光纤拉锥装置，包括机架，其特征在于：在机架的两端分别设置上收放纤模块、下收放纤模块，在上收放纤模块与下收放纤模块之间形成光纤移动路径；在光纤移动路径上，设置有对待拉锥的光纤进行加热的加热模块、对光纤进行拉锥的皮带轮牵引装置、对拉锥后的光纤进行退火处理的退火炉，所述的加热模块、皮带轮牵引装置和退火炉依次设置。进一步的：还包括限位装置，所述限位装置设置在退火炉后面，设置在退火炉与收
纤模块之间，设置的限位装置能隔离其后方张力传感装置和，带来的横向位移，保证锥形产生区域的位置精度，使拉锥后光纤的横向位移趋近于零，保证光纤拉锥的高精度。进一步的：还包括张力传感模块，所述张力传感模块设置在限位装置后面，与控制装置电连接。这样，张力传感器将张力值信号输入控制装置内，控制装置根据内部设定软件程序进行计算处理，判断光纤处于拉紧或放松状态，再输出控制信号调节收放纤模块的运转速度。进一步的：所述的皮带轮牵引装置包括左、右两组皮带轮，每组皮带轮包括主动轮、从动轮、牵引动力装置和皮带，皮带轮牵引装置通过支撑底板设置在机架上；主动轮连接牵引动力装置，皮带设置在主动轮与从动轮之间，牵引动力装置带动主动轮转动从而带动皮带转动；左右两组皮带轮的皮带的工作段同向转动，对夹持在左右两皮带工作段之间的光纤产生拉锥作用。这样的左、右两组皮带轮，将光纤夹持在左右两皮带工作段之间，宽度可调以适应多种规格的光纤。进一步的：所述的张力传感模块包括：上下绕纤轮，在水平方向对齐，张力传感器位于两绕纤轮中间。光纤依次绕过上绕纤轮、张力传感器、下绕纤轮，张力传感器探测张力信号，通过判断张力数值调整上收放纤装置与下收放纤装置相对于皮带轮牵引装置的速度；上下绕纤轮对光纤在水平方向进一步限位。进一步的：所述的上收纤模块包括：固定板、平动平台、平动动力装置、转动电机、转动电机架、转动收放纤桶；平动动力装置带动平动平台，向前或向后移动；转动电机设置在转动电机架上，转动收放纤桶固定在转动电机轴上，转动电机带动转动收放纤桶旋转。转动电机带动转动收放纤桶旋转以实现收放纤，实现连续、高效拉锥处理，下收放纤模块功能与结构与上收放纤模块相同。进一步的：在加热模块的另一侧，再依次设置一个皮带轮牵引装置、退火炉、限位装置、张力传感模块，形成以加热模块为中心上下对称结构。各个模块在保持其排布顺序的前提下，其底板可在机架上竖直方向上调整相对位置并固定。这样，能增大拉锥处理能力，获得更高的拉锥处理精度。进一步的：上收放纤模块与下收放纤模块的结构相同。这样能增强互换性，而且待拉锥的光纤可以在两个相反的方法移动，产生拉锥作用。进一步的，左右两组皮带轮的皮带的之间的间距，可通过液压装置在皮带轮底板上进行调节。通过调节左右两组皮带轮的皮带的工作段之间的间距，以适应多种规格光纤拉锥的需要。相比现有技术，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术使用皮带轮组牵引的立式拉伸装置，电机直接牵引皮带轮循环滚动带动光纤向两个方向拉伸，使得光纤拉伸的长度不受行程范围的限制。皮带轮的转动方向在自由组合的模式下，可以形成特殊形状的锥形光纤。皮带轮组牵引装置拉伸速度与收放纤装置的转动平动高度配合，实现自动收纤放纤。2、本专利技术引入了退火炉进行热处理，可降低光纤冷却过程中内应力对光纤均匀度的影响。由此可大幅度提高成品锥形光纤的锥区长度，提升光纤锥区的均匀度，该设计可完成光纤的米级拉锥。除基础的单光纤拉锥功能以外，可以实现光纤合束器，光纤耦合器的制备等功能。
3、本专利技术的光纤拉锥装置，很容易拉锥形成米级以上长度的锥区的光纤，而且能够有效消除火大幅度降低因光纤的悬垂引起的锥形不对称的问题，大幅度提高导光性能。4、激光加热功率与牵引拉伸装置的旋转功率配合，使得锥形形状可控。5、激光加热装置与退火炉装置配合，锥形光纤从加热到冷却成型，可以进一步控制锥形光纤的成形精度。6、引入张力传感装置，反馈皮带轮组牵引装置与收放纤装置的速度差，三者形成一个控制闭环，实现拉锥后的自动收纤放纤。7、在光纤水平方向的横向移动进行了严格的限制，收放纤机构内通过引入前后微小移动的电机，减弱一部分前后方向的位移。引入限位装置，限制收放纤带来的水平平面内的位移。
附图说明
附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术提供的光纤拉锥机构的结构示意图。图2是本专利技术提供的皮带轮牵引模块正面的结构示意图。图3是本专利技术提供的皮带轮牵引模块背面的结构示意图。图4是本专利技术提供的张力传感模块的结构示意图图5是本专利技术提供的上下收放纤模块的结构示意图。图6是本专利技术提供的锥形光纤制作方法流程图。图中：1机架、2加热模块、3皮带轮牵引装置、4退火炉、5限位装置、6张力传感器模块、7上收放纤模块、8上收放纤模块。
具体实施方式
为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。本专利技术的实施方式涉及一种光纤拉锥装置，如图1所示，该光纤拉锥装置包括：机架1、加热模块2、皮带轮牵引装置3、退火炉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光纤拉锥装置，包括机械机构和控制装置，其特征在于：所述的机械机构包括机架(1)、加热模块(2)、皮带轮牵引装置(3)、退火炉(4)、限位装置(5)、张力传感模块(6)、收纤模块(7)、下收放纤模块(8)；所述控制装置包括拉锥成形控制模块和速度反馈控制模块；在机架(1)的两端分别设置上收放纤模块(7)和下收放纤模块(8)，在上收放纤模块(7)与下收放纤模块(8)之间形成光纤移动路径；在光纤移动路径上，设置有对待拉锥的光纤进行加热的加热模块(2)、对光纤进行拉锥的皮带轮牵引装置(3)、对拉锥后的光纤进行退火处理的退火炉(4)，所述的加热模块(2)、皮带轮牵引装置(3)和退火炉(4)依次设置。在加热模块(2)的另一侧，再依次设置一个皮带轮牵引装置(3)、退火炉(4)、限位装置(5)、张力传感模块(6)、下收放纤模块(8)，形成以加热模块(2)为中心的上下对称结构。拉锥成形控制模块与加热模块(2)、皮带轮牵引装置相连(3)，通过控制在不同时刻的加热功率与皮带轮拉伸速度，控制锥形的成形。速度反馈控制模块与皮带轮牵引装置(3)、张力传感模块(6)、上收放纤模块(7)与下收放纤模块(8)相连，张力传感模块(6)根据反馈的张力，调节皮带轮牵引装置(3)和上收放纤模块(7)与下收放纤模块(8)的相对速度。2.如权利要求1所述的一种长锥区的光纤拉锥装置，其特征在于：还包括限位装置(5)，所述限位装置(5)设置于退火炉(4)与上收放纤模块(7)之间，用于使光纤在移动与收纤或放纤过程中不发生横向偏移。3.如权利要求1所述的一种长锥区的光纤拉锥装置，其特征在于：还包括张力传感模块(6)，所述张力传感模块(6)设置在限位装置(5)与上收放纤模块(7)之间，张力传感模块(6)与控制装置电连接，调节光纤拉伸与收放纤的速度。4.如权利要求4所述的一种长锥区的光纤拉锥装置，其特征在于：所述的皮带轮包括主动轮(3.2)、从动轮(3.3)、牵引动力装置(3.4)和皮带(3.5)，主动轮(3.2)连接牵引动力装置(3.4)，皮带(3.5)设置在主动轮(3.2)与从动轮(3.3)之间，牵引动力装置(3.4)带动主动轮(3.2)转动从而带动皮带(3.5)转动，对夹持...

【专利技术属性】
技术研发人员：于飞，甘琳巧，于春雷，胡丽丽，
申请(专利权)人：国科大杭州高等研究院，
类型：发明
国别省市：