[發明專利]一種光纖熔接方法

有效

• 申請號: 201110185695.1
• 申請日: 2011-07-05
• 公開（公告）號: CN102354024A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 楊中民;董國平;彭明營;張勤遠;邱建榮
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G02B6/255
• 分類號: G02B6/255
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及光纖熔接方法領域，具體是一種光纖熔接方法。

背景技術

傳統的光纖通信和光纖器件主要通過稀土摻雜石英玻璃光纖來實現，石英玻璃光纖之間由于具有相似的光學特性和熱力學特性，一般采用普通的對稱加熱方式即可實現低損耗熔接，石英玻璃光纖之間的熔接技術也較為成熟。然而，石英玻璃光纖由于其固有的結構特點，致使其稀土摻雜含量較低，這嚴重限制了石英玻璃光纖的增益系數等。因此，具有高稀土摻雜能力、性能優異的多組分玻璃光纖對于下一代全光網絡、光纖傳感系統和物聯網的發展具有重要的意義！然而，以多組分玻璃光纖作為介質的新型光纖器件的發展又面臨著一個新問題——如何實現多組分玻璃光纖與傳統石英玻璃光纖間的熔接，將具有不同模場、不同熔融溫度、不同光學特性和熱力學特性的兩種玻璃光纖高品質的熔接在一起，需要在光纖熔接時，在熔接點的兩側同時實現合適的溫度場強度、梯度和分布。瑞典艾利森電話股份有限公司（ZL?200480026815.1）曾于2004年提出通過在預熔融過程期間拍攝暖圖像以俘獲熱光發射并確定加熱電弧中心位置，控制溫度場分布，實現了具有適配模場直徑光纖的熔接。美國康寧公司等也曾經利用非對稱加熱的方式實現了不同熔融溫度玻璃光纖間的熔接。然而，要同時對加熱區域的溫度場強度、梯度和分布進行調控，同時實現不同熔融溫度、不同模場直徑光纖的熔接，還具有相當大的難度！此外，相比于點加熱源（如激光加熱等）的方式，體加熱源（如電阻板加熱等）擁有更為均勻的加熱溫度場，更加適用于具有較粗直徑和異型結構光纖間的熔接。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種光纖熔接方法，本發明利用調節阻熱套管斷面的形狀及其內通入的循環流體的阻熱系數，有效實現不同熱學特性和模場直徑光纖之間的熔接。

本發明實現目的所采用的技術方案為：

一種光纖熔接方法，包括：將不同熔融溫度、相同模場直徑的光纖放在一對體加熱源之間，并在低熔融溫度光纖外側套上矩形斷面的阻熱套管，并通入循環冷卻流體，然后進行熔接；將不同熔融溫度、不同模場直徑的光纖放在一對體加熱源之間，不僅在低熔融溫度光纖外側套上矩形斷面的阻熱套管，并在模場直徑小的光纖外側套上楔形斷面的阻熱套管，套管內均通入循環冷卻流體，然后進行熔接。

所述循環冷卻流體包括室溫導熱系數為0.62?W/m·K的水或室溫導熱系數為0.55?W/m·K的質量百分數為30%的氯化鈣鹽水，一個大氣壓的氬氣和氮氣。

所述循環冷卻流體為液體時，其流動速率為0.01~5?m/s。

所述循環冷卻流體為氣體時，其流動速率為0.01~10?m/s。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：

本發明的優點是，能夠同時熔接傳統方法不能熔接的不同熔融溫度、不同模場直徑的光纖。通過調節阻熱套管斷面的形狀及其內通入的循環流體的阻熱系數，即可在很大范圍內調節溫度場強度和梯度分布，實現不同熔融溫度、不同模場直徑的光纖的低損耗永久熔接。

附圖說明

圖1?為本發明不同熔融溫度、相同模場直徑光纖的熔接示意圖；

圖2?為本發明循環冷卻流體的通入方式示意圖；

圖3?為本發明不同熔融溫度、不同模場直徑光纖的熔接示意圖；?

圖4?為本發明不同熔融溫度、不同模場直徑光纖的熔接示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步具體詳細描述，但本發明的實施方式不限于此，對于未特別注明的工藝參數，可參照常規技術進行。

以低熔融溫度磷酸鹽玻璃光纖（軟化點為450～700?^oC）和高熔融溫度標準石英玻璃光纖（軟化點為1600～1750?^oC）之間的熔接為例。

如圖1所示，磷酸鹽玻璃光纖1和剝除涂覆層的石英光纖2小心放置于熔接機的V型槽內，調節兩光纖的位置，使兩光纖斷面對稱放置于對稱加熱源12中心處。當磷酸鹽玻璃光纖模場3和剝除涂覆層的石英光纖模場4直徑相同時，在磷酸鹽玻璃光纖1外圍套上一斷面為矩形的阻熱套管5，該矩形阻熱套管5內通入循環冷卻流體-室溫導熱系數為0.62?W/m·K的水，將溫度場調節到適合石英光纖2熱學特性，使磷酸鹽玻璃光纖1一側區域溫度場與其熱學特性匹配，這樣，石英光纖2處于高溫區，磷酸鹽玻璃光纖1則處于低溫區，兩光纖均處于熔融狀態，經夾具6移動裝置推進后，很好的熔接在一起。