对光纤赋予预定转动的方法、系统和设备的制作方法

专利名称：对光纤赋予预定转动的方法、系统和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤加工领域，尤其涉及光纤制造技术，其中使光纤色散(PMD )。
背景技术：
更具体地，本发明应用于任何其中使光纤沿预定方向前进并且在 其前进期间使光纤产生绕其轴的转动的过程。该过程例如可以是生产 光纤的过程(典型地为拉制过程)或者是利用多条光纤制造光缆的过 程。在光纤和光缆制造中，已知各种用来对光纤施加绕其轴的扭转的 技术。已经证明这种转动对于各种应用是有用的，这些应用诸如是制 造具有增大的光纤带宽的多模光纤或者制造具有减小的偏振模色散 (PMD)的光纤或含有该光纤的光缆。已知通信系统中通常使用的"单模光纤"不是纯粹的单模，相反 它支持偏振相垂直的二种模式。这二种偏振形成一个正交基集并且可 以通过这二种模式的线性叠加来表示任何通过单模光纤传播的光的配 置。如果光纤在几何上(包括诸如折射率的光特性)以及内应力和外 加应力上都是完美圆对称的，则这二个偏振方式是退化的并且以相同 的群速度传播。但是，部分地由于制造期间存在的各种因素，典型的 光纤不是完美圆对称的。诸如几何变形和应力不对称的缺陷破坏这二 种模式的退化。例如，典型光纤的橫截面形状可能是轻微椭圆形的。 从而，这二种偏振方式以不同的传播常数传播。这种传播常数之间的 不同称为"双折射"。 双折射造成光纤中传播的光的偏振状态沿着光纤长度方向周期地演变。使偏振回到它的原始状态所需的距离为光纤的差拍长度(beat length),该长度和光纤的双折射成反比。实际中观测到的典型差拍长 度范围从短至2-3毫米(高双折射光纤)到长至10-100米(低双折射 光纤)。另外，双折射的存在意味着这二种偏振方式以不同的群速度行进 并且在行进相同的距离后存在时延差，随着双折射增大该差也增加。 这二种偏振方式之间的差分时延称为"偏振模色散"或PMD,其典型 地是按长距离的光纤长度的平方根标定的(测量单位为ps/| )。PMD 造成倌号失真，这对高比特率系统和模拟信号系统是非常有害的。从 而光信号传输系统中，尤其远距离运行的系统中，不希望存在这种现 象。已经公开各种涉及在制造期间对光纤赋予转动的降低PMD的方 法。这种转动使光纤的内部几何和/或应力不对称在沿着光纤的轴前进 时绕该轴转动。这保证光辐射沿着光纤传播时使这些不对称"平均化"， 从而降低PMD的影响。更详细地，该转动减小这二种正交偏振方式 之间的内部耦合。对光纤赋予的转动可能造成赋予其的"自旋"或"绞合(twist )"， 或者二者的组合。"自旋"是光纤材料处于热区而造成扭曲变形时对光纤施加的永 久扭曲变形，当光纤从熔化状态冷却时该变形在不产生扭曲应力的情 况下冻结到光纤中。"绞合"指的是引入到冷却的光纤上的转动。在此情况下，由于 和它的熔化状态相比光纤变得相对刚性，会出现不对称的转动和扭曲 应力的组合。可通过施加其他方向上的转动化解或者减小绞合，但是 自旋是永久性的。过量的绞合可引起微观破裂，从而产生或者造成光 纤的极限物理损坏。因此，希望减小或者消除光纤上引入的绞合。减 小光纤上的绞合的一种方
申请US 2004/0163418 )。光纤的拉制过程典型地是通过把玻璃预型件 加热到高于软化点的温度并且向下拉制熔化材料从而产生光纤本身来 进行的。接着典型地使光纤通过直径监视器，然后通过涂层施加器， 其中对现在已经基本冷却的光纤施加聚合物涂层，并且接着通过涂层 同心监视器、固化站和涂层直径监视器。此后，驱动和引导装置拉伸 光纤并把它引导到巻带盘上。旋压设备(spining device )典型地设置 在涂覆设备的下游并且它例如可包括易于对光纤赋予角运动从而提供 自旋的辊或其它部件。通过在拉制期间，即当预型件的底部实质上熔 化时，实现自旋，对光纤不对称实现大致实质的纯粹转动。对于本发明的目的而言，术语"旋压设备"指的是任何易于对光 纤赋予绕它的轴的扭曲转动的设备，与它被用来赋予自旋或绞合的事 实无关。现有技术中已知各种用于旋转光纤的技术和设备。例如，美国专 利5,298,047提出 一种在拉制过程期间对光纤赋予扭矩的方法，其中该 扭矩是通过以下方式赋予的改变拉料辊的角度，这些拉料辊从预型件 拉伸光纤，通过交替顺时针和反时针方向上的振荡，使光纤的导辊以 适当方式移动，其中使导辊的轴垂直于光纤行进的轴。专利申请US6，324，872提出一种旋压设备(参见其图4),其包括 一对位于光纤牵引轴的相对二侧上的、各使它自己的表面区与光纤接 触的部件。这二个表面区中的至少一个表面区在横过拉制方向的方向 上移动，以使这二个表面区彼此相对移动，并且从而对光纤赋予绕它 的轴的转动。例如，这对部件可包括一对辊，其中使辊的转动轴垂直 于拉制方向，至少一个辊能以往复方式沿它自己的轴移动，从而对光 纤赋予交错的自旋。通常，实际引入到光纤中的实际自旋量不同于理论量，该理论量 是在如果从旋压设备对光纤转移100%的转动情况下所引入的。根据 本申请人的研究可知，存在各种已知的影响赋予到光纤中的转动转移 的因素，例如一颈缩区和旋压设备之间的长的光纤自旋；
—沿着光纤的跨距存在产生摩擦力的设备，例如辊或涂覆设备；一涂层的粘滞曳力特性；一颈缩本身的粘滞曳力特性；—光纤沿其长度方向上的温度差；以及—拉制系统施加的不希望有的不可忽略的绞合。这样，尽管旋压设备沿着拉制线在给定点处赋予角运动，典型地 在预缩区附近赋予较小的角运动。本申请人还观察到上述差异还可能由于旋压设备中的机械效应， 例如光纤和旋压设备之间的界面处的滑动，而出现。例如，光纤可能 在赋予自旋的辊上滑动。可以方便地确定所赋予的自旋的存在，例如通过显微检查光纤中 的气泡以确定芯的转动，或者通过一个行进的磁光调制器。 一种用于光纤。由于光纤的椭圆率或者由于应力引起的折射率的各向异性，光 纤的转动造成干涉条紋的偏移。接着通过测量这些条紋的偏移能确定 光纤双折射主轴的转动。本申请人的专利申请US 2002/0178758中提出一种在光纤加工期 间在线测量对光纤赋予的实际转动的技术。赋予光纤的实际转动是根 据对光纤的直径的测量确定的。这是因为，当测量沿预定方向前进的 并且做成是绕它的轴转动的光纤的直径时，光纤的不对称性以及各向 异性造成测量值在最小值和最大值之间的振荡，其振荡频率和该光纤 的转动速度相关。该方案采用对光纤直径数据的实时傅里叶分析，其 中直径数据是通过光纤从预型件拉制出后立即就对光纤进行横向在线 测量得到的。该系统釆用功率谱分析以使信号和自旋率相关。已经利用有关自旋率的信息回动地控制赋予光纤的自旋，以此生 产其实际自旋与根据技术要求预先定义的自旋相对应的、并且从而具 有预定PMD响应的光纤。在具有翻转时间频率v(以秒的倒数为单位) 的交变自旋函数(例如正弦函数)的情况下，反馈控制回路响应于实
际自旋测量数据来控制旋压设备的翻转频率V。取决于所使用的旋压 设备，还建议控制旋压设备运动部件的最大偏移(称为"振幅")作为 对翻转频率V的变化的替代或者补充。专利US 6，791，678中公开一种用来改变自旋率或拉制率的用于实 时确定自旋和绞合率的替代技术，其基于对直径测量信号的滤波以便 得到自旋或绞合数据。本申请人目前已经发现为了保证目标自旋率，通过反馈回路控制 旋压设备的振幅和/或翻转频率可能不如预期的那样有效。如果旋压设 备不正确地工作，例如如果光纤和旋压设备的交互作用弱，则这种反 馈作用可能不能建立光纤的期望转动。此外，如上述专利申请US 2002/0178758中说明那样，试图简单地通过提高翻转频率来增加实际 转动，可能会造成光纤振动幅值的增加离开拉制轴，从而增加拉制期 间和/或随后的机械筛选期间的损坏量，本申请人还发现另一个影响把旋压设备赋予的自旋函数理想地转 移到光纤的问题。该另 一个问题与加工光纤期间光纤和旋压设备之间 的摩擦力的变化有关，从而会造成光纤在旋压设备上的可变滑动。该二程i上影响实际转动率。'一' 一本申请人已发现控制旋压设备的振幅和/或频率可能是不足的，并 且还发现为了适当控制光纤在旋压设备本身上的滑动程度而控制旋压 设备的摩擦力是重要的。控制光纤的滑动的目标例如是避免滑动本身 或者是把滑动降低到适当水平。可以借助于通过实际转动率的在线测 量进行反馈的反馈回路实现摩擦控制。除摩擦力外，可以控制旋压设 备的振幅和/或频率。换言之，本申请人已经认识到，响应于对光纤赋旋压状态，从而光纤中实际得到的自旋满意地对应于对该光纤设计的 目标自旋函数，上面已经提到的专利申请US 6，324，872公开了把旋压设备的二个 辊设置在沿着光纤路径纵向上的同一个点上，在该路径的相对两侧，
从而这二个辊限定二者之间的辊隙(nip)。设置一个测微计调整和锁 定部件，用来控制第二个辊沿交叉路径(cross-path)方向的位置。通 过一个弹簧沿交叉路径方向朝着第二辊偏置第一辊。 一个可调挡板限 制第一辊沿交叉路径方向上的移动。该挡板确保二个辊之间的距离总 是至少等于预定最小值，并且由此确保这些辊不会轧碎光纤。如果光 纤的直径略大于该预定最小距离，托架保持与该挡板啮合。二个辊的 弹性圆周表面会轻微挤压，并且会强迫使光纤和这二个圆周表面啮合。 如果光纤直径明显超过该预定最小值，笫一辊会沿交叉路径方向抵抗 弹簧的偏置而离开第二辊移动。在任何一种情况下，沿着这二个辊之 间的路径延伸的光纤会被强制在辊隙处啮合在这二个辊之间。本申请人已经发现可以主动地控制光纤和旋压设备之间的交互作 用强度(即摩擦力)，从而补偿该交互作用强度在其它情况下在加工期 间将经历的变化。光纤和旋压设备之间的摩擦力对应于作用在光纤上 的压力与覆盖旋压设备的运动部件的表面的材料和覆盖光纤表面的材 料(例如涂层)之间的摩擦系数的乘积。相应地，本申请人已经发现， 为了保证正确的自旋率，在光纤的旋压期间保持具体的预定的压力是 不够的，这是因为加工期间摩擦系数的不可预测的变化会导致摩擦力 的变化，而摩擦力的变化可能明显地改变对光纤施加的实际自旋函数。本申请人的经验是，对于给定的对材料的选择(该选择可以针对 其间的摩擦系数优化),加工期间摩擦系数典型地主要由于以下原因而 变化—光纤涂层固化程度(可能不同于最终的固化程度)的可能的瞬 态变化；—光纤涂层温度以及旋压设备的移动部件表面温度的可能的瞬态 变化；—该移动部件表面材料磨损程度的可能变化； 一材料(例如光纤涂层和移动部件涂层)弹性模量的可能变化， 弹性模量在相同压力下造成接触表面的可变伸长；以及—上述材料粘性模量的可能变化，粘性模量可能造成粘着能的不
同程度的耗散。 发明内容依据本发明，本申请人发现了一种解决方案，该方案包括作为旋 压设备的转动作用(在光纤上)测到的最终结果的函数，在线地调整 摩擦力。在一优选实施例中，这种调整包括调节旋压设备的与光纤啮 合的二个部件之间的间隙。本申请人已经验证， 一旦设定旋压设备的 适当振荡频率和振幅，对于达到目标转动这种间隙是有用的参数。这 种精细调节可以电子地控制，并且可以在不中断加工的情况下几乎瞬时地执行。在第一方面，本发明涉及一种赋予光纤预定转动的方法。该方法包括步骤使光纤按预定方向前进；在该前进步骤期间，通过作用在 光纤上的摩擦力赋予该光纤绕它的轴的转动；测量与光纤的前进步骤 期间所赋予的转动相关的参数；以及，在光纤的前进步骤期间，响应 于该测量的参数控制所述摩擦力从而实现预定转动。典型地，所述摩擦力是通过光纤表面和对光纤赋予转动的移动部 件的表面的接触产生的。在此情况下，该摩擦力典型地是光纤对移动 部件的所述表面的压力与光纤表面和移动部件表面之间的摩擦系数的 乘积，并且控制摩擦力的步骤最好包括控制所述压力。一种测量与赋予的转动相关的参数的可行和实用的方法包括测量 光纤直径的步骤，并且最好包括产生与光纤直径相关的测量信号、产 生所述测量信号的频镨以及从所述频谱估计所述参数。在一具体实施例中，上述方法的控制摩擦力的步骤包括比较测量 参数和与预定转动相关的预定值的步骤，以及响应于所述比较控制摩 擦力的步骤。在该测出的参数小于该预定值的情况下，最好增大摩擦 力。该实施例具有保证实际转动总是超过最小目标阈值的优点。与赋予的转动相关的参数最好是平均转动。本申请人已经发现， 对于本发明的目的而言测量该特定参数是足够准确的.在一实施例中，测量和赋予的转动的有关的参数的步骤还包括评估所述频谱的品质参数的步骤，以及在所述评估的品质参数小于或等 于预定阈值的情况下控制摩擦力的步骤包括加大摩擦力的步骤。由于 它的可靠性和准确性，对反馈控制使用品质参数是特别有好处的。在第二方面，本发明涉及一种生产光纤的方法，其包括步骤把 玻璃预型件加热到其软化点以上；沿拉制方法从所述预型件拉制光纤； 对光纤施加保护涂层；以及，按照上述任何方法对光纤赋予预定转动。在第三方面，本发明涉及一种对沿某方向前进的光纤赋予预定轴 向转动的系统，该系统包括适用于通过摩擦力与光纤转动地耦合的 旋压设备；通过操作与所述旋压设备关联以用来调整所述摩擦力的致 动器；易于当光纤沿所述方向前进时测量与光纤转动相关的参数的测 量部件；以及，与所述测量部件以及所述致动器连接的控制单元，其 响应于所述测到的参数在操作上驱动所述致动器，从而实现预定转动。 该控制单元最好包括适于比较所述测量的参数和与预定转动相关联预 定值的、以及响应于所述比较产生控制信号以便驱动所述致动器的电 路。在第四方面，本发明涉及一种使光纤绕它的轴转动的设备。该设 备包括易于对光纤的表面施加摩擦力并且通过所述摩擦力赋予该光 纤绕它的轴的转动的接触部件；以及，通过操作和所述接触部件连接 的致动器部件，其中，该致动器部件是可响应于外部电子信号而电子 控制的，从而改变所述摩擦力。在一种配置中，该部件设备包括另一个接触部件，其易于与所述 接触部件一起限定容纳光纤的间隙，其中该致动器部件易于作用于该 接触部件以便控制所述间隙。该设备最好还包括承栽所述接触部件的 第一支持部件、承载所述另一个接触部件的第二支持部件、以及作用 于第一支持部件以便朝向所述第二支持部件推所述第一支持部件的弹 性部件，其中所述致动器部件在所述第一和第二支持部件之间抵抗所 述弹性件的作用而动作，以便控制所述间隙。在一实施例中，所述致 动器部件是压电部件。在一替代配置中，该设备包括另一个易于对着所述接触部件与光
纤接触的接触部件，其中所述致动器部件易于控制该接触部件和该另 一个接触部件之间的偏置力。


下面参照其中示出本申请的非限制例子的附图详细说明本发明。
具体地
图1示出和依据本发明的方法的一些步骤相关的流程图； 图2示出一种拉制系统，其中实现采用依据本发明的方法拉制光 纤的过程；
图3和4分别示出依据本发明的一个方面的旋压设备的侧视图和 顶视图5示出依据本发明在拉制过程期间测到的平均转动；
图6示出不采用本发明的反馈控制在拉制过程期间测到的平均转动；
图7示出依据本发明在拉制过程期间测到的平均转动和镨品质。
具体实施例方式
现参照图1的流程图说明依据本发明的赋予光纤转动的方法。 在该方法的准备步躁(框50)中，可以对过程的准备设定一些过 程参数。首先，可以设定要对光纤赋予的目标转动Ttar，例如为了具有期 望的PMD或者出于其它目的。
对于本发明的目的而言，术语"转动"指的是光纤的转动角速度ae/dt (其中e是以弧度为单位的相对某固定参照点测量的光纤转动角)和光纤前进速度Vf之间的比值。以这种方式定义的转动乘以因子1/271后可以按"转/米"表示.该作为沿光纤的距离的函数的转动可以通过 光纤拉制速度从作为时间的函数的对应转动直接导出(反之亦然).一般情况下前进速度Vf通常是恒定的，但是也可以是变化的。
有益地，通过为一个或更多的与所赋予的转动相关的参数恰当地 选择目标值或者目标范围值来设定目标转动Ttar。有益地，适当的参 数是后面将定义的最大转动Tmax，aet或平均转动Tave，aet (以转/米为单位)。例如可以为实际平均转动Tave，act确定最小值TMIN。可以例如把 这种最小平均转动T組n设成大约1转/米或者大约1.5转沐。作为补 充或替代方案，可以设定最大目标平均转动TMAX为例如大约4转/米或大约3转/米。可以设定的另一个过程参数是光纤的前进速度Vf。可以设定的又一个过程参数是为了赋予转动而作用在光纤上的摩擦力的初始值。例如可以为旋压设备的参数s设定初始值s。，这种参数和转动期间作用在光纤上的摩擦力相关。例如，该参数可以是为了赋予转动而强制与光纤啮合的二个移动部件限定的间隙的宽度s，如后面会解释那样。如后面说明那样，取决于所使用的旋压设备的类型，可以采用其它参数。 取决于所使用的旋压设备，可以设定该旋压设备的其它参数的初始值，例如翻转频率V和该旋压设备的移动部件在它产生光纤的转动的移动中的最大偏移A。例如，如果该旋压设备包括一对辊并且其中 至少一个辊可以沿它的转动轴移动，则最大偏移A对应于该至少一个 辊相对平衡位置的最大纵向相对位移。旋压设备的移动部件的最大偏移确定光纤的实际最大转动角的值en^，act。可以根据目标转动Ttar (例如预定值T肌n和/或TMAX)和前进速 度Vf来选择翻转频率v的值。 一种可能的范围是从l赫到15赫。一旦完成准备步骤，该过程开始(框IOO)，使光纤沿预定方向前 进，并且通过具有在前一个步骤中设定的摩擦力初始值的摩擦力来使 光纤绕它的轴转动。例如， 一种旋压设备作用于光纤，该旋压设备具 有与摩擦力相关的旋压设备参数的初始值So。按照本发明，光纤前进期间在线测量(框200)赋予光纤的实际 转动Taet。在此步骤中，可以测量实际赋予光纤的最大转动Tmax，act， 或者最好测量实际平均转动Tave,act。依据本发明，利用该测量的结果，通过调节作用于光纤上的并且 负责光纤转动的摩擦力的值，回动地控制实际赋予光纤的实际转动。
例如，精细地控制与摩擦力相关的旋压设备参数s的值。详细地说，测量的实际转动T^与预定义的目标转动T^比较(框300 )。例如，检查平均转动Tave，aet的测量值是否在预定范围内(框300 )。 如果测量的实际转动Taet与预定目标转动T加相一致(框300的YES 输出)，不必改变实际转动摩擦力。结果，可以不予修改地继续光纤的加工(框IOO),并且重复先前的步骤(框200和300)。如果测量的实际转动Tw在用于Ttar的预定技术要求之外(框300的NO输出)，则进一步检查以确定实际转动Taet是否超过预定转动 Ttar。例如，可以进行是否Tave，ae一TMAx的检查。如果实际转动超过该预定转动，例如Tave，aet大于TMAX (框400的 YES输出)，则以允许某种程度的滑动从而减小实际平均转动Tave，act 的方式减小摩擦力(框500)。在新的条件下继续光纤的转动过程(框 100 )并且重复图1的步骤200、 300和400。如果实际转动低于预定转动，例如T^，Mt小于TMIN (框400的NO输出)，最好另一个步骤(框600)确定是否可进一步提高作用在光纤上的摩擦力。例如，评估摩擦力是否不会达到使光纤断裂或者使 其机械上损坏或削弱的极限。如果还未达到该极限，并且从而如果可进一步增加该摩擦力(框600的YES输出)，则以降低滑动和增大实际转动例如实际平均转动T謂，aet的方式加大摩擦力(框700 )。在新的 条件下继续光纤的转动过程(框IOO)，并且重复前面说明的步骤。如果已经达到例如通过旋压设备施加到光纤上的摩擦力的操作极限，换言之如果不能进一步加大摩擦力(框600的NO输出)，则产生 报警信号。识别对应的光纤并且对其进一步加工。可中断该过程或者 可继续重复图1的步骤100-600。取决于所使用的旋压设备的类型，为了控制实际转动Taet，除了 改变摩擦力之外，还可以引入翻转频率v和/或旋压设备移动部件的最 大偏移A的改变，如上述申请US 2002/0178758中i兌明的那样。响应于反馈信号调节摩擦力(步骤500和700)可以通过操作员 完成，或者更好是自动完成。
图2示意示出利用本发明的方法拉制光纤3的拉制系统1。光纤3可以是用任何适当材料诸如玻璃或聚合物做成的任何类型 的光纤，例如单模、多模、色散补偿、专用光纤等等。拉制系统1包括多个实质上沿着典型地为垂直的拉制方向的构 件。拉制系统1包括能把预型件加热到超过它的软化点的熔炉4。可 以通过任何适当技术，例如OVD、 VAD或MCVD在拉制过程之前或 同时形成该预型件。熔炉4可以为任何能使预型件2产生受控软化的 类型，例如感应炉。拉制系统l典型地还包括能按预定速度Vf (称为拉制速度)向下 施拉伸光纤3的拉伸部件7，以及在拉制过程结束时缠绕光纤3的巻 带盘8。沿着光纤的路径设置一个对光纤3施加保护涂层的涂覆部件5是 有益的。拉制系统1还包括一个最好定位在涂覆部件5和拉伸部件7之间 的、易于对光纤3赋予绕它的轴9的转动的旋压设备6。旋压设备6 的特征在于它实际上易于通过摩擦力向光纤赋予绕它的轴9的扭力。 典型地，设置至少一个能和光纤3的外表面接触式地相互作用的移动 部件，从而在该移动件的表面和光纤的表面(例如光纤涂层)之间产 生摩擦力。该摩擦力具有至少一个沿着和光纤轴9垂直的方向的分量， 从而可以使光纤3绕它的轴转动。该摩擦力典型地是朝该旋压设备推光纤的压力和覆盖旋压设备的 接触光纤的表面的材料与覆盖光纤表面的材料(例如涂层)之间的摩 擦系数的乘积。旋压设备6可以为任何适于通过摩擦力对光纤施加扭矩的类型。 例如，如所提及的美国专利5,298,047中说明那样，该设备可能包括诸 如辊的转动部件，其配置成使它的转动轴能相对于垂直于光纤轴的预 定方向倾斜。在此配置下，压力取决于光纤的张力(称为"拉制张力") 以及取决于由于存在移动辊而造成的光纤相对于未扰动光纤轴的偏 转。从而，对于给定的拉制张力， 一种控制摩擦力的方法是精细调整 倾斜辊相对于光纤轴的横向位置s。为了加大摩擦力，可使倾斜辊前进从而增大上述光纤偏转。这对于给定张力和给定摩擦系数加大光纤对 于倾斜辊的压力并且因此加大摩擦力。相反，为了减小光纤偏转而回 退倾斜辊会减小压力并且因此减小摩擦力。旋压设备6可以替代地例如为前面提及的专利US 6，324，872中说 明的任何类型。特别地，部件6可以包括一对相互对着光纤3的相对 侧的、并且具有和光纤交互作用的表面的零件。例如，这对零件可以 是各自使其轴垂直于拉制轴9的辊，并且其中至少一个辊沿它自己的 轴以对光纤3赋予交变自旋的方式往复运动。例如，旋压设备6能以 预定的恒定翻转频率v(以秒的倒数为单位)赋予光纤3交变自旋。在包括一对相互面对光纤的相对侧的零件的配置下，为了产生压 力可以考虑二种情况。在第一情况下，这二个零件刚性地限定二者间 的间隙。例如，使二个零件中的一个对另一个偏置的力比在自旋期间 典型地对光纤作用的压力大得多，并且一个挡板限制在该偏置力下一 个零件朝另一个零件移动，从而限定该间隙。该"间隙"是按不存在 光纤3的情况下，第一和第二零件表面上光纤要位于的点之间的距离 定义的。该间隙典型地小于带有涂层的光纤的直径。当把光纤插入到 这二个零件之间的间隙之中时，这二个零件基本保持它们的原始相对距离。光纤涂层和辊涂层的弹性反应产生光纤和啮合部件之间所需的 压力。从而该压力是第一和第二零件之间的间隙宽度的函数。增大该 间隙典型地造成压力减小并且从而摩擦力减小，反之亦然。下面会进 一步参照图3和4详细地说明依据该实施例的旋压设备6的一个例子。 在第二种情况下，挡板不抵消这二个零件的偏置力，从而该偏置 力直接确定压力。例如，通过一个弹簧偏置这二个零件，并且通过例 如控制压缩的程度(诸如改变该弹簧的一端的位置)的方式来控制该 弹簧的弹性力。从而，控制摩擦力的一种替代方式是调整用于偏置这二个部件的 力。在此情况下，为了加大或减小摩擦力，分别加大或减小偏置力。 这加大或者减小光纤对辊的压力。当然，本发明还考虑组合上述二种
情况的混合配置，其中压力的控制可取决于调整间隙和调整偏置力的 组合。可以通过旋压设备对光纤3的转动施加各种函数，例如恒定自旋 率函数或可变自旋率函数。例如，最好采用纯正弦转动函数，对于给定周期对光纤引入基本 相等但相反的转动。可以采用其它本质上非正弦的但具有足够变化性 例如足够的谐波量的非均匀自旋函数来对多个差拍长度明显减小 PMD。例如，可以把自旋函数构建成是不同频率的正弦分量的加权和， 其中这些分量的数量以及它们的权重被选择成产生一个实现PMD减 小的总函数。也可以随机产生自旋函数。在一些实施例中，该自旋函 数是调频或调幅正弦函数。最好把自旋函数选择成在拉制期间产生等 于零的净绞合。在下面的说明中将示例地假定通过旋压设备6赋予光纤3的转动 按正弦规律变化。这会假定由于部件6的作用的结果，光纤3具有用关系式6ac产emax，act Sin ( 2兀Vt )表达的实际转动角0act (相对于某固定参照点测量)，其中e,^ct是最大实际转动角而V是转动的翻转频率，从而该光纤历经用关系式Tact=Tmax，act cos (2兀vt)表达的实际转动是最大实际转动。拉制系统1还包括一个测量部件10,其易于测量预型件2的颈缩 下游附近处对光纤3赋予的实际转动。该测量可以有益地沿着光纤3 前进的路径在任何需要测量赋予光纤3的实际转动的位置处进行。光纤转动测量部件IO可以是适于该用途的任何类型的部件，例如 象前面提到的本申请人的专利申请US 2002/0178758中说明那样，它 可包括能在光纤3通过期间测量光纤3 (棵的或涂覆的)的直径的直量的处理单元。该直径监视部件可以包含一个位于轴9上的光传感器， 例如干涉测量类型。该直径监视器易于响应于光纤3的直径产生要发 送到该处理单元的电信号。例如，该直径监视器通过光电二极管阵列 产生电信号，该光电二极管阵列接收通过把激光束引导到光纤上而获
得的干涉条紋。该信号被发送到产生和该条紋图案相关的若干电l^冲 的比较器装置。然后脉冲计数装置根据检测到的脉沖数量提供指示光 纤直径的信号。在光纤加工过程期间光学地测量光纤直径的另一种技术包括步骤用光束横向照射光纤的一部分，在围绕该光纤的预定角度区段中 测量该部分光纤产生的阴影的幅值，以及，从该测量确定加工过程期 间直径的变化。直径监视部件最好在光纤3前进通过它期间有益地周期性地测量 光纤的直径。直径监视部件在预定测量频率(例如高于或等于500赫) 下工作。直径监视部件产生包括直径测量值序列的信号。接着，处理 单元计算作为频率f的函数的该信号的归一化功率镨P(f)，其典型地 包括多个峰值。有益地，该功率镨的峰值与预置功率阈值PTH (例如 约等于0.1)比较，以便消除其功率低于该阈值的镨的影响，从而减小噪声。接着该处理单元确定在超过阈值PTH的峰值之中具有最大频率 fmax的峰值。该处理单元从该最大频率f,x的值找出由下式给出的赋予光纤3的最大实际转动Tmax，act:出于准确测量以及控制过程的目的，最好计算赋予光纤3的平均 实际转动T^，Mt,其可以确定为
<formula>formula see original document page 19</formula> (2)
其中fave是由下面的关系式给出的超过阈值PTH的峰值组的平均频率
<formula>formula see original document page 19</formula> (3 )
其中fth是截止频率(例如10赫)，以便去除零频率附近的某些噪声。每个功率谱P (f)具有大量的峰值，其中位于翻转频率v整数倍 处的峰值被标识为"信号峰值"。本申请人相信这些信号峰值是由于例
如光纤的椭圆横截面、非椭圆性不对称(例如蛋形横截面)或者直径 测量和自旋函数之间的相移造成的。此外，存在大量不希望的峰值(它 们代表某种噪声)，这例如由于光纤的振动和振荡所造成。从而信号峰 值代表峰值全集中的一个子集。如果这些不希望的峰值的数量大，则 和它们相关的噪声可造成对所赋予的转动的测量不准确。如后面参照图7说明那样，这种噪声的存在据信是未满足自旋条件的一种指示， 从而可以方便地利用这种噪声激励依据它的调节动作。有益地，该处理单元计算该处理单元中存储的预定数量的功率镨 的平均功率谱Pave (f)。在转动的翻转频率大致恒定的时段中采集的 多个谱的平均值所具有的不希望峰值的数量(并且从而噪声量)比各 个谱中的不希望峰值的数量小得多。该处理单元最好计算得到的平均谦Pave(f)的"品质"，该品质定义为该得到的平均镨中信号峰值(按 翻转频率V的整数倍的量隔开)的数量Np和总峰值数量Np，t的比值。 为了按照参照图l说明的控制算法控制旋压设备6的操作，对加工系统1设置控制单元12。有益地，控制单元12还完成和该过程相关的其它功能。例如，它可包括处理单元，其处理通过直径监视产生 的信号，如上面说明那样，和/或执行包含有自旋函数的软件算法和/或控制该过程的其他方面，例如控制拉制速度(通过改变拉伸部件7 和巻带部件8的速度)，或者控制热源4的热量，例如响应于从直径测 量部件接收的直径测量。有益地，控制单元12如后面说明那样，从转动测量部件10接收 第一信号Sp存储该信号并对其进行处理。它还配置成产生可能发送 到旋压设备6的第二信号S2，并且可选地产生可能发送到监视器16的第三信号S3。现在参照图l和图2说明依据本发明的拉制系统1的操作。 在启动该过程之前预先确定Tave，aet和/或Tmax，aet的目标值或目标 范围。这样的值或范围以对光纤提供期望的传输特征例如PMD的方 式代表要赋予光纤的实际转动。在PMD情况下，当把光信号发送到 光纤中时，使传播模式之间的功率交换是这样的，即，在至少等于差 拍长度的光纤长度中，使光纤缺陷和不规则性的影响保持均匀。从而 能明显减小不对称应力条件以及光纤中固有存在的形状缺陷所引起的 负面影响。为了达到这个目的，最好赋予光纤这样的自旋，使得引入平均转动Tave，aet，其中TMIN=1转/米或1,5转/米。可选地，尽管从光纤性能的角度而言，Tave，Mt越高结果越好(例如对于增大的Tave，aet值 PMD趋于减小)，但仍可预定义有限的Tmax植。但是，过度转动可 能使光纤遭受过度的机械应力并且可能使光纤振荡，从而产生含噪声 的测量。例如，tmax的良好值可以是4转/米或3转/米。单模式光纤的拉制速度Vf典型地设在从5米/秒到30米/秒的范围内。在准备步骤(图1的框50)，通过首先使预型件2前进入到被事 先加热到比软化点高的温度的熔炉4中来准备拉制系统1。预型件2 的下部被熔化并接着产生熔化材料滴。在重力的作用下该滴向下拉长， 以形成逐渐冷却的熔化材料线状件的方式它和其它熔化材料一起被拉 制。使该线状件通过旋压监视部件10 (其典型地包括直径监视部件)、 涂覆部件5、旋压设备6和拉伸部件7，并且在巻带盘8上绕其若干匝。然后(图1的框100 )，例如通过激励拉伸部件7使光纤沿预定方 向前进。拉伸部件7以逐步加大到预定拉制速度Vf的速度向下拉伸光 纤3，从而造成从预型件2的颈状下部(称为"颈缩")2'连续形成光 纤。涂覆部件5对通过它的光纤3施加保护涂层。使旋压设备6作用于光纤3上，其中摩擦力的初始值在过程开始 时设定。例如，通过控制单元12利用第二信号S2向旋压设备6传送 旋压设备6的参数的初始值50。设备IO用来测量(图1的框200)对正好位于颈缩区2'下方的光 纤赋予的实际转动Taet，即，实际赋予的自旋。在拉制过程开始时以 及在该过程期间，按每一千米的拉制光纤至少检测一次(最好每一百 米检测一次)的速率得到这种测量。如前面讨论那样，该测出的实际 转动可能偏离预定转动Tt 。转动测量部件10产生表示赋予光纤的实际转动的第一信号&并 且把它发送到控制单元12。依据本发明，该测量的结果用于通过调整该旋压设备的与摩擦力 相关的参数的值S来回动地控制赋予光纤的实际转动。控制单元12比较测量的实际转动Taet和预定基准转动Ttar (框 300 )。例如，单元12检查测量值Tave，aet是否大于预定值TMIN和/或小于预定值TMAX。如果实际转动符合预定的技术要求(框300的YES 输出)，不对旋压设备6馈送反馈。如果实际转动超过预定转动，例如Tave，aet大于TMAX (框400的YES输出)，则在一实施例中控制单元12利用第二信号S2对旋压^L备6产生和发送控制命令，以在能减小平均实际转动1譜,^的方式减小摩擦力(图1的框500)。该拉制过程在新条件下继续光纤的转动(框 100)，并且重复使光纤前进、测量实际转动和确定实际转动是否符合 规定的步骤。在另一实施例中，控制单元12产生要发送到监视器16 的第三信号S3，从而可由操作员看到，操作员可进行减小旋压设备6 的摩擦力的操作。如果实际转动低于预定转动，例如Tave，ae"J、f TMIN (框400的NO输出)，则控制单元12进行另一个可选检查(框600 )以确定摩擦 力是否已经达到可能引起光纤破裂或者使光纤机械上变弱的极限。如 果尚未达到该极限(框600的YES输出)，在一实施例中控制单元12 利用笫二信号S2对旋压设备6发送命令，以在增大例如平均实际转动Tave，aet的方式增大摩擦力(框700 )。该过程在新条件下继续光纤的自旋(框IOO)，并且重复前面说明的各步骤。在另一实施例中，控制单 元12可能产生要发送到监视器16的第三信号S3从而可由操作员看 到，操作员可完成上述增大旋压设备6的摩擦力的操作。有益地,对其实际转动测量超出预定技术要求的光纤进行才艮警(例 如通过粗缠绕来识别)。如果已达到旋压设备6施加的摩擦力的操作极限(框600的NO 输出)，控制单元12产生报警信号，例如通过发送到监视器16的第三 信号S3。接着识别对应的光纤并对其进行进一步的处理。
取决于所使用的旋压设备的类型，如上述申请US 2002/0178758 中说明那样，为了控制实际转动Taet，还可以引入翻转频率v的变化 和/或旋压设备6的移动部件的最大偏移A的变化。现参照图3 (侧视图)和图4 (顶视图)详细地说明尤其适用于本 发明的方法和系统的旋压设备6的示范实施例。图中相同的零件^^吏用 相同的附图标记。旋压设备6包括圆柱形第一辊和第二辊102、 103，它们分别绕着 各自的转动轴104和105转动。可以'用弹性材料覆盖辊102和103。 拉制时这二个辊在相对侧与光纤3啮合。轴104和105彼此平行并垂 直于光纤3的轴。辊103安装在支座107上，并且以能绕它的轴105 自由转动的方式由零件111和112保持。辊102安装在支座106上， 并且以能绕它的轴104自由转动的方式由图3的第一零件110和该辊 另一侧上的类似第二零件(未示出)保持。支座106在支承120上滑 动，而支承120和拉制塔架固定连接。相似地，支座107在和该拉制 塔架固定连接的支承121上滑动。二个支座106和107的相对滑动运 动大致彼此平行，并且平行于二个辊102和103的轴104和105。零件110通过充当使辊102相对于辊103倾斜的支点的可转动接 头115与支座106连接。图3中的双箭头曲线表示零件110的倾斜运 动。零件110具有一个从接头115和辊102的轴104之间的某个点凸 出的C形凸出物113。在零件113的上侧安装轮130，使得该轮能绕 它的大致平行于光纤的轴101的轴132自由地转动。类似地，通过可 转动铰链在支座106上安装相对于零件110位于辊102的另一侧的上 述第二零件。这个零件具有类似于凸出物113的C形凸出物114。在 零件114的上侧安装轮131，从而轮131能绕它的大致平行于光纤的 轴101的轴134自由地转动。这二个轮130和131可以自由地在零件 140上转动，通过在支座106和凸出物113的下臂之间压缩的弹簧141 的作用这二个轮偏置在零件140上。从而，当支座106在支承120上 滑动时，二个轮130和131在零件140的平表面上转动。零件140可 以在固定地和安装在支承121上的垂直立柱150连接的一组导轨145、
146、 147上滑动。通过二个电子驱动的、并且按它们的延伸在l微米 之内方式被监视的压电元件151来驱动零件140相对于光纤3的轴的位置。
零件110、 113和130限定承载第一辊102的第一支承。零件121、 107、 111、 150、 145和146限定承载第二辊103的第二支承。作用在 第一支承上的弹簧141使该第一支承朝着零件140偏置，并把偏置力 设成比光纤转动期间典型涉及到的压力大，从而当把光纤插在二个辊 之间时，在该偏置力的作用下二个辊基本保持间隙不变。取决于由在 所述第一和第二支承之间抵抗弹簧141的作用而动作的压电元件151 所操纵的零件140的位置，可以高精度地改变和保持二个辊102和103 之间的间障。对于给定操作条件，压力本质上是由二个辊102和103 之间的间隙确定的，如前面定义那样。弹簧141的偏置力确定二个辊 102和103按足够小的间隙可作用在光纤3上最大压力。
这样，就能在转动期间通过控制图3和4的旋压设备6的间隙值S 来控制作用在光纤3上的摩擦力。
在一替代配置中，借助于控制第一辊102相对于第二辊103的位 置的步进马达，例如通过驱动作用在第一辊102上的测微计螺杆，替 代致动器151和弹簧141。在又一种配置中，致动器可以作用于弹簧 141以便控制二个辊之间的偏置力，所述偏置力是和作用在光纤3上 的压力相关的，如前面更详细说明的那样(在此情况下，上面限定的 间隙消失)。
驱动旋压设备6以赋予纯正弦旋压函数。相应地，如通过绕它的 轴161转动的、并且经由二个零件162和163连接到二个支座的曲轴 160 (图4中示出)所驱动的那样，这二个支座106和107的运动大致 是正弦的。这种运动会^^光纤3以对应的正弦方式转动。曲轴160的 形状确定正弦的固定振幅A，而角速度确定翻转频率v。
下面说明按照本发明的方法赋予转动而加工拉制一组68个玻璃 预型件(每个约300千米长)的实验结果。
通过外部汽相淀积(OVD )过程，得到这些具有相应折射率分布，从而产生直径约为125nm的且具有低双折射的常规单模光纤的预型 件。使用和参照图2说明的系统相类似的垂直拉制系统来拉制这组预 型件。预定最小平均转动设为TMIN=1.5转/米。不设定最大平均转动 TMAX。拉制速度Vf设为18米/秒。旋压设备6为上面参照图3和图4说明的类型，其中二个辊102 和103的翻转频率v设为3.7赫，并且在加工期间保持不变。二个辊 的横向运动的偏移(振幅A)约为土5mm (即， 一个辊具有相对于中 心位置的用x=Acos (2兀vt)表达的位置，而另一个表达为x=-Acos (2冗vt))。如上面说明那样，通过数值处理从预型件颈缩区下方取到的直径 测量信号，利用直径监视系统测量赋予光纤的实际平均自旋。从四个 直径信号谱的平均谱得到实际平均自旋。在每个预型件的拉制过程的 开始时以及在过程期间，按约每300-400米的拉制光纤一个值的速率 (每个谱是按约每100米一个的速率取得)得到实际平均自旋。当加速后达到目标拉制速度时，驱动压电元件151以得到至少2 转/米但不超过3转/米的初始平均转动。利用自旋的在线测量以检查 整个拉制过程中平均自旋的水平是否保持高于1.5转/米。利用该信息 按需要回动地调节旋压设备的间隙，以达到自旋的该最小目标水平。 以此方式，能保证每个预型件的整个加工中平均自旋总是高于1.5转/ 米。利用对长度各约为5到20km的并且按零张力缠绕的绕线筒样本 的波长扫描方法(固定分析仪测量方法，IEC 60793-1-48 (方法A))， 对从按照上面的方法拉制该68个预型件而进行的光纤产生的PMD测 量结果可以概括如下平均PMD=0.028ps/V^标准差PMD=0.006ps/V^PLDV=0.033ps/V^这个结果示出本发明的方法相对于相同条件下但不具有自旋监视 和摩擦力反馈的情况下生产的优点，后一种生产的结果可以概括如下 平均PMD=0.040ps/V^ 标准差PMD=0.020ps/V^ PLDV=0.064ps/V^PMD链合设计值(PLDV )是根据标题为"IEC 61282-3: Guidelines for the calculation of PMD in fibre optic systems"的文档IEC 86C/265/CD (第3.1.1.1和3.1.2.1段)得到的。即，从对光纤整个生 产中的随机样本的PMD测量，通过Montecarlo仿真得到对24条光 纤的链的预测PMD值的分布。PLDV定义为使99.9%的数据保持低 于该PLDV。更好的平均PMD的优点是明显的。当应用于光纤拉制时，本发 明的另 一个优点是，由于在整个拉制过程中可以采用连续监视和反馈 来保证光纤的实际平均转动的窄的分布，还可以预期对应于PMD的 窄的分布。这是通过比较上面示出的PMD标准差值来证实的。这转 而造成PLDV较低，因而更重要地产生减少PMD测量次数的可能性， 这种测量是复杂和耗时的。本申请人已经验证，有益的是在拉制过程整个持续时间的第一个 四分之一时间中至少一次地进行本发明的方法(测量实际自旋、和目 标自旋比较、以及若需要调整摩擦力)，从该拉制过程已达到它的规范 状态的时刻(例如预先设定的拉制速度)计算。在该第一个四分之一 时间之后，最好完成至少一次依据本发明的方法的附加控制。例如， 在大约过程一半时间时至少一次的附加控制。在该过程中至少几次地 重复本发明的方法更佳，例如总拉制持续时间的约每50%或25%的时 段一次，最好按规则间隔诸如每十分钟一次。现参照图5概念性地说明本发明方法的操作原理。图5是依据上述的方法拉制的光纤的、作为任意单位(a.u.)的 时间的函数的测量的平均转动.平均转动的报警阈值(TMIN)示例地被设为1.65转/米，以及当在 明显时段中越过该阈值时人工地进行对图3和4的旋压设备6的间隙 的反馈。如图5中在6000a,u.时间附近用二个对应于大约300a.u.的时 间间隔的箭头所示出那样(这对应于光纤的大约为5千米的跨度)，实 际平均转动已经低于阈值。在6000a.u.之前，平均转动已经在可忽略 的时段中低于该阈值。于是，驱动图3和4的压电元件151，以便减 小图3和4的旋压设备6的间隙大约10pm。平均转动迅速地提高到 可接受水平。从图5中示出的数据观测出，该反馈不是最优的，从而 大约13000a.u.处的平均转动的减小未被补偿。
当然，可配置反馈控制回路的功能，以便及时地对测量的平均转 动的变化作出反应。
作为一个比较例子，图6示出一条和图5中示出的曲线类似的、 但在控制过程期间不进行反馈的曲线。平均转动在该拉制过程结束附 近逐渐下降到低于技术要求范围的值。相信摩擦系数已逐渐下降。依 据本发明的主动反馈能通过逐步减小第一和第二辊102和103之间的 间隙从而加大压力来修正该现象。
图7示出如上面举例说明那样在拉制过程期间(任意时间单位) 的平均转动(上曲线，左标度)和镨品质(下曲线，右标度)。i普品质 是按照前面那样定义的(通过平均四个功率镨得到的平均功率镨)。同 样，示例地把平均转动的报警阈值(T旭N)设为1.65转/米，并且人工 地进行对图3和4的旋压设备6的间隙的反馈。在6000任意时间单位 之前，测量的平均转动在大的变化范围中(约在1到3转/米之间)迅 速波动。更重要地是，由于功率镨品质低(约为0.25，并且总是低于 0.5)，平均转动的测量是不可靠的。相信可能由于二个辊102和103 之间的间隙比最优间隙大并且因此作用在光纤上的压力不足，光纤 101未牢固地啮合在这二个辊之间。if人为光纤在辊102和103的表面 上不规则地滑动和/或跳动，从而造成光纤在横跨光纤轴的方向上的平 均转动的波动以及不规则振荡。
在6000任意单位附近，二个辊102和103彼此更靠近以减小约 40nm的间隙。功率镨明显改善(品质大于0.5)并且测量的平均转动 显示出与技术要求相符的稳定值(大约1.8转/米)。
从而，本申请人已经发现，和实际光纤转动相关的功率镨品质是旋压设备6正确工作的良好指示，并且可以作为对特定自旋参数例如 平均转动的补充或替代而回动地控制该设备。本发明的一实施例中，本发明方法的目的是作为瞬时摩擦系数的 函数优化作用于光纤上的压力。再次参照图1，当框300代表的步骤 的输出为YES时(即，赋予的转动处于期望范围)，可配置控制单元 12从而减小压力。在此方式下，该方法寻找作为瞬时摩擦系数函数的、 足以得到预定转动的最小压力。这种解决方案的优点是使光纤受到的 机械应力(例如挤压)尽可能地小，从而改进光纤的机械性能。除了针对拉制过程说明的应用之外，依据本发明的方法还可以应 用于其它的其中在光纤沿预定方向前进时希望保证赋予光纤的目标实 际转动的过程。
权利要求
1.一种赋予光纤预定转动的方法，该方法包括步骤使光纤按预定方向前进；在前进步骤期间，通过作用在光纤上的摩擦力来赋予光纤绕它的轴的转动；以及在使光纤前进的步骤期间测量与赋予的转动相关的参数；其特征在于，该方法还包括在使光纤前进的步骤期间响应于该测量的参数来控制所述摩擦力从而达到预定转动的步骤。
2. 权利要求l的方法，其中所述摩擦力是通过光纤的表面与赋予 该光纤转动的移动部件的表面的接触而产生的。
3. 权利要求2的方法，其中该摩擦力是光纤对该移动部件的所述 表面的压力和光纤表面以及移动部件表面之间的摩擦系数的乘积，以 及其中，控制摩擦力包括控制所述压力。
4. 依据上述任一权利要求的方法，其中测量与赋予的转动相关的 参数的步骤包括测量光纤的直径的步骤。
5. 权利要求4的方法，其中测量与赋予的转动相关的参数的步骤 还包括产生与光纤直径相关的测量信号、产生所述测量信号的频谱、 以及从所述频镨评估所述参数。
6. 依据上述任一权利要求的方法，其中控制摩擦力的步骤包括以 下步骤比较该测量的参数和与该预定转动相关的预定值；以及，响 应于所述比较控制该摩擦力。
7. 依据权利要求6的方法，其中控制摩擦力的步骤还包括在测量 的参数小于该预定值的情况下加大摩擦力的步骤。
8. 依据上述任一权利要求的方法，其中与赋予的转动相关的参数 是平均转动。
9. 依据权利要求5的方法，其中测量与赋予的转动相关的参数的 步骤还包括评估所述频镨的品质参数的步骤，以及其中，控制摩擦力 的步骤包括在所述评估的品质参数小于或等于预定阈值的情况下加大 摩擦力的步骤。
10. —种生产光纤的方法，包括以下步骤 把玻璃预型件加热到超过它的软化点； 从所述预型件沿拉制方向拉制光纤； 对光纤施加保护涂层；以及 依据上述任一权利要求的方法赋予光纤预定转动。
11. 一种赋予沿某方向前进的光纤(3 )预定轴向转动的系统(1 )， 该系统包括适用于通过摩擦力与光纤(3)转动地耦合的旋压设备(6); 操作上与所述旋压设备(6)相关联以调整所述摩擦力的致动器 (151);当光纤(3 )沿所述方向前进时易于测量与光纤转动相关的参数的 测量部件(10);以及与所述测量部件(10 )以及所述致动器(151 )连接的控制单元(12 )， 用于响应于所述测量的参数在操作上驱动所述致动器(151),以达到 预定转动。
12. 依据权利要求ll的系统(1)，其中该控制单元(12)包括适 用于比较所述测量的参数和与该预定转动相关的预定值、并且适用于 响应于所述比较产生控制信号以便驱动所述致动器(151)的电路。
13. —种用于使光纤(3)绕它的轴(9)转动的设备(6),该设 备包括易于对光纤(3)的表面施加摩擦力和通过所迷摩擦力赋予光纤(3)绕它的轴(9)的转动的接触部件(102)，以及操作上与所述接 触部件(102 )连接的致动器部件(151 )，其特征在于，该致动器部件 (151)是响应于外部电子信号电子可控的，以便改变所述摩擦力。
14. 权利要求13的设备(6 )，包括易于和所述接触部件(102) 一起限定容纳光纤(3)的间隙的另一个接触部件(103)，其中该致动 器部件(151)易于作用于该接触部件(102)以便控制所述间隙。
15. 权利要求14的设备(6)，还包括承载所述接触部件(102) 的第一支承部件、承栽所述另一个接触部件(103)的第二支承部件、以及作用于该第一支承部件以便朝着所述第二支承部件推所述第一支承部件的弹性部件(141 )，其中所述致动器部件(151)抵抗所述弹性 件(141)的作用在所述第一和第二支承之间动作以控制所述间隙。
16. 权利要求13至15中任一权利要求的设备(6)，其中所述致 动器部件(151)是压电部件。
17. 权利要求13的设备(6),包括易于对着所述接触部件接触光 纤的另一个接触部件(103),其中所述致动器部件易于控制接触部件(102)和另一个接触部件(103)之间的偏置力。
全文摘要
本发明公开了一种赋予光纤绕它的轴的预定转动的方法和基于所述方法的系统，其中当光纤沿预定方向前进时，通过作用在光纤上的摩擦力使光纤转动。当光纤沿该方向前进时在线地测量赋予光纤的实际转动，并且响应于所述测量的转动控制该摩擦力，从而得到预定转动。本发明还公开了旋压设备，其通过能从外部可控制的摩擦力对光纤起作用，并且尤其适于和依据本发明的方法一起使用，以及适于在本发明的系统内使用。
文档编号G01B11/10GK101119938SQ200480044825
公开日2008年2月6日 申请日期2004年12月2日 优先权日2004年12月2日
发明者吉西比·玛拉弗龙特, 安德烈·马佐提, 弗朗科·科克尼, 杰勒德·特斯塔 申请人:普雷斯曼电缆及系统能源有限公司