[發明專利]用于從3D打印預成型體和相關結構制造光纖裝置的方法

有效

• 申請號: 201810907897.4
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109384380B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: C·A·科里;S·M·李
• 申請（專利權）人: L3賀利實科技公司
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012;B29C64/10;B28B1/00;B33Y10/00
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

本申請涉及用于從3D打印預成型體和相關結構制造光纖裝置的方法。一種用于制造光纖裝置的方法可包含使用三維(3D)打印機以產生包含光學材料的預成型體。所述預成型體可在其中具有限定3D晶格的3D空隙圖案。所述方法可進一步包含拉制所述預成型體以形成所述光纖裝置。

技術領域

本發明涉及通信的領域，并且更具體地說，涉及光纖和相關方法。

背景技術

光纖通信利用光纖來輸送已被調制成光的各種波長的通信信號。這比常規電線電纜允許通過更長的距離且以更高的帶寬進行傳輸，這是因為光纖比常規電纜具有更少的信號損耗。

仍然，光子光纖的制造通常比傳統光纖要更困難。通常，10⁵到10⁶個毛細管和實心桿手動地裝配到預成型件中。接經加熱和將預成型件拉制或拉動成最終光纖。此過程通常是勞動強度大且價格昂貴的。此外，可能難以拉制此類預成型件而不引發缺陷，缺陷會使所得纖維脆弱且不適合在某些光波長下使用。

已嘗試各種替代性方法來產生光纖。在Cook等人的名為“從3D打印預成型件拉制的復雜空氣結構化光纖(Complex air-structured optical fiber drawn from a 3D-printed preform)”的論文(《光學快訊(Optics Letters)》，第40卷，第17期，第3966到3969頁(2015))中，論述了利用3D打印機來設計并打印接著被拉制成纖維的結構化預成型件的替代性結構化纖維制造方法。FDM打印方法用以使用隨后被拉制成纖維的透明熱固性聚合物來打印預成型件。預成型件纖維幾何布置是由6個空氣孔包圍的實心芯。使用由含有苯乙烯-丁二烯共聚物和聚苯乙烯的聚苯乙烯混合物組成的市售的3D打印細絲。

雖然存在此類方法，但可能需要用于產生光纖的新技術來提供提高的穩固性、壽命以及不同光波長下的操作。

發明內容

一種用于制造光纖裝置的方法可包含使用三維(3D)打印機以產生包含光學材料的預成型體。所述預成型體可在其中具有限定3D晶格的3D空隙圖案。所述方法可進一步包含拉制所述預成型體以形成所述光纖裝置。

更具體地說，所述預成型體可包含多個絞線。作為實例，所述絞線可以是螺旋絞線。在一個實例實施例中，所述絞線可以是反向旋轉螺旋絞線。根據另一實例，所述絞線可以是相交反向旋轉螺旋絞線。

所述空隙中的至少一些可沿著所述預成型體的一側朝外開放。此外，拉制可包含拉制所述預成型體同時在其中保持所述3D空隙圖案。另外，所述方法還可包含在拉制之前以不同材料涂布所述預成型體的至少一部分。根據另一實例，所述方法可進一步包含在拉制之前電鍍所述預成型體的至少一部分。作為實例，所述預成型體的至少一部分可涂布有金。

在一個實例實施方案中，所述預成型體可包含多個絞線，且所述多個絞線中的至少一個可包括金屬。因而，所述方法可進一步包含在拉制期間使電流通過所述至少一個金屬絞線。作為實例，所述金屬可包括鎢。

根據另一實例方面，拉制可包含在相對于所述光纖裝置的光軸偏移的方向上拉制所述預成型體。在另一實例中，拉制可包含相對于所述光纖裝置的光軸在軸向和徑向方向上拉制所述預成型體。作為實例，所述預成型體可包含二氧化硅、碳化硅和氧化鋁中的至少一種。

還提供了一種預成型體。所述預成型體可包含待被拉制到光纖裝置中并包含光學材料的細長主體。此外，所述細長主體可在其中具有限定3D晶格的3D空隙圖案。

附圖說明

圖1是根據實例實施例的用于形成光纖裝置的3D打印預成型體的透視圖。

圖2是沿著線2-2截取的圖1的預成型體的橫截面圖。

圖3是根據實例實施例的并入有光纖裝置的系統的示意性框圖。