[發(fā)明專利]一種波移光纖彎折分割方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110355912.0
• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN112904488A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莊建;楊雪鋒;許虹;孫志嘉;唐彬;童小勇;崔旭;張孟晨;李帥;鄧紅桃
• 申請（專利權(quán)）人: 散裂中子源科學(xué)中心;中國科學(xué)院高能物理研究所
• 主分類號: G02B6/25
• 分類號: G02B6/25
• 代理公司: 廣東勤諾律師事務(wù)所 44595
• 代理人: 張雪華

本發(fā)明提供一種波移光纖彎折分割方法，包括如下步驟：S1，纏繞線圈；S2，成圈的光纖加熱軟化；S3，線圈形狀變換；S4，室溫冷卻靜置；S5，光纖線圈分割；S6，產(chǎn)品質(zhì)檢和分包；所述S1步驟的纏繞線圈根據(jù)繞卷的需要選用單條波移光纖的長度為L，利用自動化設(shè)備將連續(xù)的光纖繞制成N組周長為2L的圓形線圈，線圈與模具的切點皆有一個向心力，勻速繞制過程中該力大小恒定，方向始終指向圓心，光纖線圈單層排布且緊密，厚度一致。本發(fā)明通過將光纖繞制成圓形，進行加熱軟化后變換線圈形狀為圓角矩形，實現(xiàn)彎折效果，再進行冷卻靜置分割，免去手工固定光纖至夾具中的步驟，提高效率，彎折光纖的一致性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖彎折分割技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種波移光纖彎折分割方法。

背景技術(shù)

波移光纖是閃爍體中子探測器的重要組成部分，可對閃爍屏上閃爍光收集并傳輸。波移光纖由芯層和包層兩部分構(gòu)成，工作原理為芯層中的波移物質(zhì)吸收入射光子后被激發(fā)，被激發(fā)的原子向4π空間立體角均勻發(fā)射波長較長的光子；當(dāng)光子的出射角度(出射方向與界面法線的夾角)大于臨界角時，將發(fā)生全反射；全反射光子傳輸?shù)焦饫w兩端被光電倍增管接收。其性能參數(shù)——光衰減長度、光損失率和光吸收重發(fā)射效率等將直接影響探測器的性能。

如圖1所示，圖1中示出的是閃爍體探測器頭部組件的結(jié)構(gòu)示意圖。實際應(yīng)用時，要求波移光纖1與閃爍屏2緊密排列，閃爍屏2固定在閃爍屏卡槽3中，為增加探測效率，進行雙層光纖定位安裝。固定安裝前需要將光纖1彎折并分割成所需長度，彎轉(zhuǎn)部分的波移光纖1需要固定在機械支撐體上，難以收集到閃爍光信息，為保證光傳輸效率，選擇波移光纖的彎轉(zhuǎn)半徑為2cm，以保證光損耗低于10％。

目前的波移光纖彎折分割方法是人工分割目標(biāo)長度的光纖，多條光纖手動固定在夾具中，利用水浴法加熱彎折，再冷卻至室溫，得到符合彎轉(zhuǎn)半徑和長度的光纖。這種方法存在自動化程度不足，批量加工一致性差，生產(chǎn)效率低的問題，不適用大批量處理波移光纖的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種波移光纖彎折分割方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中光纖彎折分割方式不適用大批量處理波移光纖的需求的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種波移光纖彎折分割方法，包括如下步驟：

S1，纏繞線圈；

S2，成圈的光纖加熱軟化；

S3，線圈形狀變換；

S4，室溫冷卻靜置；

S5，光纖線圈分割；

S6，產(chǎn)品質(zhì)檢和分包。

為了使得對光纖進行纏繞成卷，作為本發(fā)明一種優(yōu)選的，所述S1步驟的纏繞線圈根據(jù)繞卷的需要選用單條波移光纖的長度為L，利用自動化設(shè)備將連續(xù)的光纖繞制成N組周長為2L的圓形線圈，線圈與模具的切點皆有一個向心力，勻速繞制過程中該力大小恒定，方向始終指向圓心，光纖線圈單層排布且緊密，厚度一致。

為了使得對線圈進行軟化，作為本發(fā)明一種優(yōu)選的，所述S2步驟的軟化在一定溫度與傳導(dǎo)介質(zhì)下，一次整體批量處理N組，處理環(huán)境為溫變試驗箱，控制溫度70℃-90℃。

為了使得對線圈進行形狀變換，作為本發(fā)明一種優(yōu)選的，所述S3步驟中線圈形狀變換，將N組周長為2L的圓形波移光纖線圈變換成N組周長為2L的圓角矩形線圈時，通過模具從內(nèi)圈往外擠壓，將圓形線圈擠壓成近似矩形線圈，四角均為圓角。

為了使得確保線圈形狀變換的規(guī)制符合要求，作為本發(fā)明一種優(yōu)選的，所述模具長度為W1，且W1＝L1，寬度為W2，且W2＝L2+L3，圓角半徑R與彎轉(zhuǎn)半徑r相等。

為了使得光纖線圈具備較好的彎折穩(wěn)定性，作為本發(fā)明一種優(yōu)選的，所述S4步驟中將成組光纖線圈在室溫15℃-25℃下冷卻靜置5min以上，恢復(fù)光纖的柔韌性，達(dá)到穩(wěn)定的彎折效果。