專利名稱：熱擴(kuò)散光纖的制備方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熱擴(kuò)散光纖的制備方法及裝置。
技術(shù)背景近年來，隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，對光器件提出了越來越高的要求，這些器件在耦合 連接時，尤其是在大規(guī)模波導(dǎo)陣列耦合中，采用普通光纖，要實現(xiàn)陣列中所有通道的快速 精確耦合對準(zhǔn)是很困難的。而且光纖之間、光纖與其它波導(dǎo)器件之間的耦合，也較為困難。單模光纖在加熱時，纖芯中的鍺(Ge)向包層擴(kuò)散，從而改變光纖的模場直徑，這樣的 光纖稱為熱擴(kuò)散光纖(TEC)，是一種增加耦合效率的光纖。1988年，日本東北大學(xué)(Tohoku University)的S. Kawakami提出了采用微型加熱器(micro burner)制備TEC光纖的方法，這 種方法在日本的NTT等大公司被廣泛采用。該方法使用丙垸和氧氣的混合氣體為燃料，將 單模光纖固定在兩個相向的微型加熱器(micro bumer)中央，通過單模光纖的來回移動，制 備不同模場直徑的TEC光纖，但每次只能制作一根TEC光纖，成本較高，限制了TEC光 纖在光通信領(lǐng)域中的應(yīng)用。1994年，日本東北大學(xué)的0. Hanaizumi和S. Kawakami等采用電阻加熱爐來制作TEC 光纖，該方法可以同時制作多根TEC光纖，但耗時較長(約45小時)，且模場直徑不均勻， 此技術(shù)沒有進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)有的制備TEC光纖技術(shù)中，日本NTT等大公司采用的微型加熱對micro burner),在 制備TEC光纖，每次只能制作一根TEC光纖，成本較高。日本東北大學(xué)(TohokuUniversity) 的O. Hanaizumi和S. Kawakami等采用電阻加熱爐，雖然可同時制備多根TEC光纖，但 該方法加熱時間較長(約45小時)，且模場直徑不均勻，沒有實際應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種熱擴(kuò)散光纖的制備方法，該方法工藝簡 單，能同時制備多根TEC光纖，成本低廉。本發(fā)明的另一個目的是提供一種實現(xiàn)上述制備方法的裝置。
實現(xiàn)本發(fā)明的第一個發(fā)明目的的技術(shù)方案如下。 一種熱擴(kuò)散光纖的制備方法，包括以下步驟(1) 將光纖陣列固定在夾具內(nèi)，光纖之間留有間隙；(2) 光纖陣列的兩側(cè)邊分別固定至少一根耐高溫、傳熱性能好的條狀物； (3 )將光纖陣列連同夾具固定在兩個相向的微型加熱器中間；(4) 通過微型加熱器加熱光纖陣列，加熱時間為30 60分鐘；(5) 光纖陣列需擴(kuò)散的部分在微型加熱器間來回移動。在光纖陣列的兩側(cè)邊至少固定一根傳熱性能較好的條狀物，條狀物為金屬絲(鉑絲或 其它耐高溫的貴金屬)，以便光纖陣列在加熱過程中有一個相對穩(wěn)定的溫場。條狀物也可以 是熱輻射性能較好的大直徑石英光纖。使用丙垸和氧氣的混合氣體為燃料，讓光纖陣列在兩個相向的微型加熱器中央來回移 動，通過單模光纖的來回移動，單模光纖陣列的一定區(qū)域被加熱。在加熱區(qū)域內(nèi)纖芯中的鍺(Ge)向包層擴(kuò)散，模場直徑擴(kuò)大。采用上述方法，若采用4X3的光纖陣列，可一次同時制備12根TEC光纖，最大模場 直徑可達(dá)約55pm，同一制作過程的模場直徑誤差小于5%。 實現(xiàn)本發(fā)明的第二個發(fā)明目的的技術(shù)方案如下一種實現(xiàn)上述制備方法的裝置，包括兩個相向的微型加熱器，所述微型加熱器設(shè)置于一對夾具之間；所述夾具固定于導(dǎo)軌上，所述夾具包括至少兩層層夾板，夾板上有至少一個圓弧形凹孔，相鄰兩塊夾板上的圓弧形凹孔形成用于固定光纖的圓孔；所述夾具上還設(shè)置了用于固定條狀物的孔。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果本發(fā)明采用微型加熱器(microburner)可以同時制備多根TEC光纖，工藝簡單，同時能 制備多根模場直徑為55pun的TEC光纖，耗時約為50分鐘，大大提高了效率，降低了成 本。


圖1為TEC光纖制作示意圖；圖中，1為微型加熱器(micro burner); 2為未加熱區(qū)光纖截面；3為加熱區(qū)光纖截面； 圖2為夾具示意圖；圖3是所制作的TEC光纖剖面圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。 實施例1采用本發(fā)明的技術(shù)，在光纖陣列的兩邊對稱的固定一根鉑絲形成相對穩(wěn)定的溫場，制 作了3><3光纖陣列，混合氣體的流速為4.21111/3，氧氣與丙垸氣體的比例為2.3:1,光纖陣列 的移動速度為1.30 mm/s，加熱時間為50分鐘，制作的9根TEC光纖，模場直徑基本相 同，介于44.2 45.7pm之間。所制作的其中一根TEC光纖剖面圖如圖3所示，光纖的包層 直徑為120um，未加熱部分的纖芯直徑約為10um，受熱中心部分的纖芯直徑約為45.2um?；旌蠚怏w也可以為其它可燃?xì)怏w與氧氣混合，混合氣體的流速也可以為其它值，最好 是介于3 6ml/s之間，加熱時間也可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，最好是介于30 60分鐘之間。
權(quán)利要求
1、一種熱擴(kuò)散光纖的制備方法，包括以下步驟(1)將光纖陣列固定在夾具內(nèi)，光纖之間留有間隙；(2)光纖陣列的兩側(cè)邊分別固定至少一根耐高溫、傳熱性能好的條狀物；(3)將光纖陣列連同夾具固定在兩個相向的微型加熱器中間；(4)通過微型加熱器加熱光纖陣列，加熱時間約為30～60分鐘；(5)光纖陣列需擴(kuò)散的部分在微型加熱器間來回移動。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的微型加熱器采用丙垸和氧氣的 混合氣體為燃料。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述混合氣體中丙烷和氧氣的混合比 例為h 2.3。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于所述混合氣體的流速為3 6ml/s。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述條狀物為鉑絲或者大直徑石英光纖。
6、 一種實現(xiàn)權(quán)利要求l所述制備方法的裝置，包括兩個相向的微型加熱器，所述微型 加熱器設(shè)置于一對夾具之間；所述夾具固定于導(dǎo)軌上，其特征在于所述夾具包括至少兩層 層夾板，夾板上有至少一個圓弧形凹孔，相鄰兩塊夾板上的圓弧形凹孔形成用于固定光纖 的圓孔；所述夾具上還設(shè)置了用于固定條狀物的孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱擴(kuò)散光纖的制備方法及其裝置。一種熱擴(kuò)散光纖的制備方法，包括以下步驟(1)將光纖陣列固定在夾具內(nèi)，光纖之間留有間隙；(2)光纖陣列的兩側(cè)邊分別固定至少一根耐高溫、傳熱性能好的條狀物；(3)將光纖陣列連同夾具固定在兩個相向的微型加熱器中間；(4)通過微型加熱器加熱光纖陣列，加熱時間約為30～60分鐘，同時光纖陣列需擴(kuò)散的部分在微型加熱器間來回移動。實現(xiàn)上述制備方法的裝置，關(guān)鍵在于夾具的特殊設(shè)計。本發(fā)明方法工藝簡單，操作容易，可一次同時制作多根TEC光纖，最大模場直徑可達(dá)約55μm，同一制作過程的模場直徑誤差小于5％。
文檔編號G02B6/255GK101162280SQ20071003165
公開日2008年4月16日 申請日期2007年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月23日
發(fā)明者李洪偉, 滿石清 申請人:暨南大學(xué)