光纤对接器的制作方法

专利名称：光纤对接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用来自激光器发出的红外光的热能通过熔合对接光纤。
背景技术：
本申请要求对2002年2月26日备案的瑞典专利申请No.02005684的优先权和利益，其所有内容在此引用作为参考。
利用激光对接光纤的技术可以追溯到20年前的开创性工作，见1975年Appl.Opt.第18卷第19期3256-3260页K.Kinoshita和M.Kobayashi的“End preparation and fusion of an opticalfiber array with a CO2 laser”(用二氧化碳激光器对光纤阵列的终端准备和熔合)及1976年Appl.Opt.第15卷第9期2031-2032页H.Fujita，Y.Suzaki和A.Tachibana的“Optical Fiber WaveSplitting Coupler”(光纤波分裂耦合器)。以CO2激光器作为对接光纤的热源的概念公开于1977年5月21日的法国专利FR-2323646，发明人是Hiroyuki Fujita等人。利用CO2激光器对接干线光纤和多路光纤的装置分别发明于1981年和1982年，见1981年9月8日授予Pietro Di Vita等人的美国专利No.4,288,143和1982年9月21日授予Kyoichi Kinoshita等人的美国专利No.4,350,867。自动激光对接系统出现于1991年，见1991年5月21日授予Hui-Pin Hsu等人的美国专利No.5,016,971。还提出了一些与激光对接技术相关的扩展应用，例如，利用反应气体和激光恢复光纤上的碳涂层以改善其抗拉强度和抗疲劳能力，见1988年2月23日授予Christopher A.Schantz的美国专利No.4,727,237，利用硫酸剥离技术和激光实现高强度对接，见1990年11月20日授予CarlS.Dorsey等人的美国专利No.4,971,418，以及利用激光修复老化光纤上的微裂纹并提高其机械强度，见1997年7月15日授予GranLjungqvist等人的美国专利No.5,649,040。
利用激光进行熔合对接具有许多优于常规方法的优点，例如利用电弧中的热能进行熔合对接的方法，机械对接方法，利用氢/氧焰对接的方法等。这是因为激光器能够发出高能量的强光束，并且在非常小的区域内具有高度的一致性和可重复性，因此它可以用于精度要求高的工艺，例如光纤的高精度切割，见已公布的欧洲专利申请No.0987570，其发明人是Henricus Jozef Vergeest。由于不需要电极或灯丝，例如在电弧熔合工艺中所使用的，激光被认为是一种不会污染对接点的“清洁热源”，因此它被认为是最适合高强度对接的热源。
尽管在过去的20年中，激光对接技术已经取得了显著的进展，但是光纤的激光对接技术的工业应用还很有限。目前市场上还没有出现商业化的激光对接器。这或许主要是由技术原因造成的，例如对激光束的质量、光束的对准和控制系统、操作员免受激光辐射的保护装置等都有非常高的要求，以及对激光对接工艺的复杂特性缺乏深入的理解。因此，在本技术领域存在一种确立熔合方法的一般概念的需求，其中的熔合对接器应当利用激光并且能够自动地执行可控的熔合工艺，以便针对所有类型的光纤运用不同的熔合工艺。利用激光的对接器的设计还应当满足大规模生产的要求，例如，对接器应当体积小、紧凑、结实、对操作员是绝对安全的，还应当易于供应和维护。
理解激光对接的熔合工艺对于制造激光对接器是十分重要的。在常规对接器中，例如电弧熔合对接器，对接所需的超过1800℃的高温主要是通过由残余气例如光纤周围的空气产生等离子体获得的，而激光熔合工艺主要归功于待对接光纤对激光能量的直接强吸收。在激光对接工艺中，支持光吸收作用的实验证据是熔合温度对环境的变化不敏感，例如海拔高度、湿度等，而对所使用的激光源的工作波长非常敏感。
众所周知，CO2激光器发出的光能够被许多复合物质强烈吸收，例如纸、木材、陶瓷、塑料、玻璃、液体、花岗岩等。到目前为止，CO2激光器是唯一在实践中用于对接光纤的激光器。在常规系统中使用的是工作波长为10.6μm的CO2激光器。图1示出掺锗石英玻璃GeO2-SiO2、磷硅酸盐玻璃P2O5-SiO2、硼硅酸盐玻璃B2O3-SiO2和熔融石英的红外吸收谱，见1976年Electron.Lett.第12卷第21期549-550页H.Osanai，T.Shioda，T.Moriyama，S.Araki，M.Horiguchi，T.Izawa和H.Takata的“Effect of Dopants onTransmission Loss of Low-OH-Content Optical Fibers”(在低羟基含量光纤的传输损耗中掺杂剂的效应)。可以看出，在10.6μm波长处，石英玻璃具有大约为15％的相对较弱的吸收率。仔细观察可以发现在10.6μm波长处，吸收强烈地依赖于光纤中不同的掺杂剂，吸收率在10-30％之间变化。这意味着熔合工艺及其物理性质和参数都强烈地依赖于待对接光纤的实际类型，例如光纤中各种掺杂剂的均匀度和掺杂量。此外，波长10.6μm正好处在所述玻璃的吸收率随波长急剧变化的范围内，所以任何微小的波长偏差，例如在制造CO2激光器的过程中产生的波长偏差，该偏差的典型值是大约±0.3μm，都将导致高达20％的吸收率变化。这意味着最优的熔合参数也许只对一台对接器有效，对其它对接器可能完全不适用。因此，为了大规模生产同样的对接器，必须对相同激光器的生产提出严格的要求，例如工作波长必须具有高精度，输出的光功率必须有高稳定性，这些都是无法实现的。
本领域已经提出了激光对接器的多种光学配置，见1992年11月3日授予Joseph L.Pikulski的美国专利No.5,161,207和1994年8月16日授予Joseph A.Wysocki等人的美国专利No.5,339,380。在这些专利中，公开了两种类型的扩束器和光束形成装置。所述的第一个专利利用可移动的反射镜偏转准直光束，从而形成发散的锥形光束，然后通过抛物面反射镜的反射形成汇聚的锥形光束，最后将其聚焦在光纤上。第二个专利首先利用扩束器扩大准直光束的波束宽度，然后通过抛物面反射镜的反射将光束聚焦在光纤对接点。对于这两个专利，光纤的对接位置都位于光束的非聚焦部分。对于第一个专利，CO2激光器发出的光束的对准是通过目测低功率氦氖激光器发出的光束间接实现的。然后，氦氖激光器的光束通过可移动的反射镜交替地切换到CO2激光器的光路上。当置入该反射镜时，它还可以阻挡来自CO2激光器的光束，如果有的话。对于第二个专利，CO2激光束的对准是通过检测由CO2激光器发出的、并从对接位置散射到侧面的激光量实现的。

发明内容
本发明的目的是提供一种利用激光对光纤进行熔合对接的有效方法。
本发明的另一目的是提供一种用于对光纤进行激光熔合对接的可靠的、紧凑的设备。
本发明的另一目的是提供一种利用激光对光纤进行熔合对接的设备，该设备还具有能够有效地将激光束对准待对接光纤的装置。
本发明的另一目的是提供一种利用激光对光纤进行熔合对接的设备，该设备对激光束具有适当的安全防护措施。
这样，为了将光纤对接在一起，将使用CO2激光器发出的激光，其工作波长是特别挑选的。特别是要使用波长处于远红外区域的激光，制作典型光纤的玻璃材料在该区域的热吸收率非常高。对于熔合对接，将优选地使用工作波长为9.3μm的CO2激光器，之所以选择该波长是因为其吸收率较高，并且与波长为10.6μm的常规CO2激光器相比，吸收率对波长偏差的敏感性较低。9.3μm的波长对于许多玻璃材料可以给出几乎最大的吸收率。高吸收率的一个好处是激光器的功率可以较低，激光的强度也可以较低。因此，这种激光器的生产成本较低，同时从安全角度看也更易于控制。
同样，形成于待对接两个光纤之间的对接点区域也可以位于激光的主光束外部。这可以通过具有使激光束汇聚到接合点方向的近抛物面形的凹面反射镜偏转激光束实现，同时增加光束在对接点区域的功率密度。不需要其它的光束修正和光束形成操作就可以在对接点获得合适的激光光点直径。这使得该激光对接器与根据现有技术制造的CO2激光对接器相比具有更加简单的结构。
本发明的其它目的和优点将在下面描述中提出，部分目的和优点通过该描述是显而易见的，或者可以通过本发明的实施例得到认识。本发明的目的和优点将通过在附属权利要求中具体指出的各种方法、工艺、手段及其组合来实现和获得。


本发明的新颖特征将在附属权利要求中详细陈述，参考附图并结合下述呈现的非限制性实施例的详细描述，可以对本发明的组织和内容方面及上述和其它特征获得完整的理解，并将更好地鉴赏本发明，其中-图1是某些典型光纤的玻璃材料在光波长范围2.5-25μm内作为波长的函数的透射率图，-图2是作为CO2分子的振动能级的量子数的函数的能量图，该图特别示出了可能的激光跃迁，-图3是激光对接器中用于光束对准和传输的光学系统的示意图，-图4是激光对接器的光学系统的总体示意图，-图5是激光对接器的控制系统的框图，以及-图6是激光功率和光纤末端的移动随时间变化的简图，图中示出了其对接参数设定为用于对接SM光纤的激光对接器采用的连续步骤。
具体实施例方式
图3示出了在利用激光加热待对接光纤末端的熔合对接器中的光传输通路。CO2激光器109发出直径在2-4mm之间，最好是3mm，具有指向性的准直光束20。包括半透明反射镜的合束器28放置在CO2激光器发出的指向性光束中，并允许指向性光束中的光线几乎不受影响地通过。合束器28具有一个与指向性激光束成45°角的内反射面。为了实现对准，倾斜的表面反射来自指示光源的光线，例如激光二极管组件24，使光线通过其中心，并平行于CO2激光器发出的光束。指示光源24和CO2激光器109发出的指向性光束的方向因而是相互垂直的，合束器28内部的反射面或半透明反射镜相对于指向性光束的倾斜角是45°。CO2激光器发出的指向性光束20连续地射向并入射到具有近抛物面形状的凹形表面的反射镜10。该反射镜的一种恰当设计是通常称作的偏轴抛物面反射镜，该反射镜具有两个主光轴，中心光轴和偏转光轴。这两个光轴之间的角度θ由设计确定。在这种配置中，偏轴抛物面反射镜的最优对准条件是中心光轴与CO2激光器发出的入射准直光束的纵轴重合。如图3所示，入射的CO2激光束和来自激光二极管组件24的光束随后沿着偏转光轴反射。然后，这些光束将汇聚到一个焦点，该焦点的位置与CO2激光器发出的准直指向性光束20有很小的距离，例如几个厘米，譬如3-4厘米，同时也与反射镜10有很小的距离，例如3-5厘米的范围内。在焦点之外，汇聚光束继续形成发散光束。观测到的CO2激光器发出的反射光束的光点直径取决于光点与反射镜10的反射面之间的距离。
图4是激光对接器的光学系统的总体示意图。在图4中，凹面反射镜10也是唯一在图3中示出的部件。反射镜，例如可以是上述的偏轴抛物面反射镜，位于待对接的光纤末端的侧面。利用精确可控的反射镜支架5可以沿其光轴35适当地调节反射镜10。这使得入射光束由凹面反射镜按照下述方式反射，见图3，其中对于光纤末端1和1’，适当的对接位置30被稍微设置位于CO2激光束的焦点区域的侧面，即其相对较短的距离。在对接位置30，光束的光点直径设定在300-500μm之间，以便获得一个沿待对接光纤末端的纵向和横向都由激光束均匀加热的区域。CO2激光束的偏转角度，即指向性入射光束的纵轴和通过凹面反射镜的聚焦区域的中心线之间的夹角，也由反射镜支架5控制。在采用偏轴抛物面反射镜的情况下，与可能的最锐利焦点相对应的最优偏转角度等于角度θ。偏转角度的适当值在45-75°之间，实际可取的最优角度是60°。在该角度下，CO2激光器发出的指向性入射光束20的纵轴和对接位置30之间的距离例如可以是大约40mm。
为了控制CO2激光器109发出的光束的对准过程，利用指示光源24发出的准直光束引导不可见的激光光束。指示光源包括辐射例如波长大约为650nm的红色可见光的激光二极管，其未示出。如上所述，指示光源发出的光通过由硒化锌制作的合束器28被导引入CO2激光器109发出的指向性光束里，并向凹面反射镜10传播，由凹面反射镜将其反射定向到待对接光纤1和1’的对接位置30。指示光源24发出的光束的几何形状基本上与CO2激光器发出的光束处处相同，即在经过合束器28的反射之后，指示光源发出的光束与CO2激光器发出的指向性准直光束20是同轴的，其横截面也基本上与光束20的相同。当使用指示光源24发出的对准光束时，首先关闭CO2激光束，这样可以以较低的光功率安全地进行对准。然后，开启CO2激光器，在待对接光纤1和1’的对接位置30将得到相同大小的光点，而不需要任何额外的调整。
如图4所示，如常规一样，在激光对接器中，通过图像分析将光纤末端相互对准的光学系统具有两个发光二极管，LED 40，两个透镜50，两个反射镜60和合束器70。LED 40用于照明待对接两个光纤1和1’之间的对接区域30。它们还可以被放置沿两个相互垂直，同时也垂直于光纤的纵轴方向的方向发射光线。在通过光纤1和1’之后，LED发出的光线由两个透镜50进行聚焦和准直。然后，光线由反射镜60反射，指向合束器70，并入射到电荷耦合器件，CCD照相机80。
图像处理系统包括具有光敏元件区域的CCD照相机80和具有相应控制软件的视频板120。因而通过视频板120、处理器接口板135采集到与受到LED照明、并且受到或没有受到激光束加热的光纤相对应的热图像和冷图像，并将图像传送到在此例中用于图像分析处理并且熔合过程控制的处理器140。处理后的图像显示在TV监视器145上。利用智能软件，提取和分析对准光纤所需的信息，例如光纤末端的位置、光纤的取向、光纤内芯/覆层的偏移等，以及实时控制熔合过程所需的信息，见1993年IEEE J.Lightwave Tech.第11卷第4期548-553页W.Zheng的“Real time control of arc fusion foroptical fiber splicing”(光纤对接的弧熔合的实时控制)，还有估计对接损耗所需的信息。将分析结果传送到在熔合过程中执行各种任务的控制系统。
图5是用于对包括熔合对接过程中的组件在内的各种组件进行机械和电气调整的控制系统100的简图。在对接器中，具有两个固定器105，光纤1和1’的末端部分放置在其中，并且在对接过程中被紧紧地固定。固定器因而可以在三个正交坐标方向上移动光纤。固定器安装在由微处理器140通过驱动板125和接口135控制马达108驱动的适当的机械导轨上。光纤1和1’由LED 40在两个相互垂直的方向交替地照明，如上述已经讨论过的那样，CCD照相机80拍摄的图像被传送到视频板120，然后在接口板135将图像的模拟信号转换成数字信号，并由微处理器140作进一步处理。TV监视器145用于显示原始图像和处理后的图像。
自动熔合过程，例如对准两个光纤1和1’，为两个预熔的、刚好软化的光纤末端设定公共的边界，在对接时将光纤末端稍稍拉开等等，是与CO2激光器的功率/能量控制同步的。
CO2激光器109的激射作用利用大约45MHz的射频载波脉冲在激光腔内通过横向等离子体激励可以有利地实现。激光束的功率/能量控制是通过射频载波的脉宽调制PWM实现的。根据熔合过程的特点和设定的参数，微处理器140产生一个调制信号序列，并通过处理器接口板135和数模转换器DAC 132传送到激光器驱动器130。这些信号用于在与自动熔合过程同步的时间间隔开启和关闭CO2激光器。通过调整PWM的开启时间比例，即PWM占空比，可以确定激光束的输出功率和能量，例如DAC 132输出2伏的输出信号可以对应于PWM占空比的20％。时钟频率为5-20kHz的附加“触发信号”也被发送到激光器驱动器130，用于预电离CO2分子。“触发信号”的脉宽在1μs左右。“触发信号”激发CO2分子，使其进入等离子体态，但没有达到激发态，这是因为信号的脉宽刚好低于激发阈值，产生激光辐射的阈值的典型值在3μs左右。该特征确保了激射几乎瞬时响应上述讨论的开关信号，延迟小于例如50ms。
在CO2分子的振动能级之间存在两种受激跃迁，见图2。从对称伸缩模式(0，0，1)到非对称伸缩模式(1，0，0)的跃迁产生10.6μm的激光，而其它从对称伸缩模式(0，0，1)到弯曲模式(0，2，0)的跃迁产生9.4μm的激光。工作波长为9.3μm的CO2激光器用于对接是优选的。通过恰当地设计激光器波导的光学和机械系统，并且为激光器选择适当的由二氧化碳、氮和氦组成的气体混合物，是有可能选出9.3μm的激射波长的。因为9.3μm波长位于石英玻璃的吸收带中部，见图1，所以可以克服或至少大大减少使用波长为10.6μm的激光所带来的缺点。从图1可清楚地看到，对于已示出透射谱的光纤类型，在波长9.3μm附近，吸收率在波长产生微小变化时几乎保持恒定。对于不同类型的光纤，当使用波长为9.3μm的激光替代波长为10.6μm的激光时，吸收率也显著地由15-30％增加到70-90％。这意味着可以显著地降低对激光源的要求，例如功率级，功率稳定性，微小的波长偏差等。
分别利用工作在10.6μm和9.3μm的CO2激光器，针对不同类型的光纤，就其损伤阈值、在所考虑的光纤的覆层上形成微裂纹所需的最小能量/功率进行一系列对比实验。结果总结见表1和2
表1 10.6μm CO2激光器的损伤阈值测试

表2 9.3μm CO2激光器的损伤阈值测试

这些数据和吸收率数据表明，对比9.3μm CO2激光器和10.6μmCO2激光器，对于不同类型的光纤，热效率至少提高到4倍。因此，激光器的尺寸也可以减小为原来的1/4，这是因为激光器的长度与总输出功率是成正比的，假定用于激射的充气区域的横截面保持一致。
因此，当利用工作波长为9.3μm的CO2激光器产生加热光纤对接位置的光束时，整个激光熔合对接器也能制成较小的尺寸。
众所周知激光辐射通常是对人类非常有害的，例如眼睛和皮肤。对于激射波长为9.3μm的激光也不例外。对于在此提出的对接器，激光束由石墨光束吸收器25吸收，以防止直接和散射的激光辐射照射到操作人员，见图3和4。光束吸收器25位于凹面反射镜10和光纤对接位置30之后的光束发散部分，其光点直径为1mm左右，并且贴在金属散热器上，其未示出，用于散热。在激光束的有效区域，例如对接或熔合区域30，光束完全由包括机械和电子光闸在内的联锁系统密封，其未示出。还可以安装指示器，其未示出，指示光束是否开启或关断，还指示内部电路是否失效，例如激光器控制电路。
图6是说明在相互对接两根标准单模(SM)光纤的典型处理步骤序列中光纤末端之间的激光功率和距离的简图。在将两根SM光纤放入固定器105中之后，首先进行粗略对准过程，即将光纤末端移入熔合区域，并使其端面之间的距离保持在预定距离。启动功率相对较低的激光束0.3秒，以便除去光纤末端表面上可能残留的微小灰尘。在根据上述讨论分析其冷图像的同时，将光纤末端相向移动直到发现接触点。接触点定义为光纤末端表面之间光强下降50％。然后，进行精细对准，以使光纤末端之间的芯/覆层偏差最小，之后将末端移开到间隔为50μm预定位置，以便消除机械系统的滞后效应。然后，施加低功率激光束进行预热，使光纤末端软化，并稍稍变形。同时，光纤末端再次相互逼近，不久，稍微变形的末端再次相互接触。然后，在非常短的时刻之后，当相互接触的端面之间的公共边界区域变得足够大时，熔合光束启动。熔合对接的典型激光功率和典型持续时间分别是大约1W和1秒，激光功率通常在0.8-1W范围内。
利用在此描述的对接器对接标准SM光纤，可以预期获得高性能。通过细致地优化熔合过程和熔合参数，可以在实验中获得较低的熔合损耗，平均值为0.03dB。
本系统的光学配置具有的一个优点是不需要光束扩展和光束形成操作，这些操作将使光束产生不必要的光衰减。CO2激光器109需要执行的唯一一次波束形成操作是通过凹面反射镜10完成的，通过该操作，相对于三个相互正交的坐标轴，独立地调整该反射镜的三维坐标可以改变对接位置上光点的大小和位置，其中的一个坐标轴可以平行于CO2激光器发出的指向性准直光束的纵轴。因而，对接位置可以完全位于指向性光束的外部，这从安全角度看是一个主要优点。从上述讨论很显然，本系统在9.3μm波长处所需的激光功率远低于10.6μm，至少降低了75％。这对于前述的安全因素，以及激光器可以制造的更紧凑、更小巧也是一个优点。此外，也因为上述对接器中的光束受到更少的光衰减，所以包含在激光二极管组件24中并用于间接对准CO2激光束的光源可以是简单的、在可见光波长范围内发射红光的半导体激光器。
尽管在此示出并描述了本发明的具体实施例，还应当认识到各种附加的优点、修正和改变对于本领域的技术人员是显而易见的。因此，本发明在更广泛的方面并不限于在此示出和描述的具体细节、代表性设备和图解实例。因此，可以在不背离由附属权利要求及与其等价的定义的一般发明概念的宗旨或范围的条件下进行各种修正。因此，可以理解的是附属权利要求试图涵盖包含在本发明实际宗旨和范围之内的所有修正和改变。
权利要求
1.一种将两根光纤的末端相互熔合对接在一起的设备，包括-光纤固定器，将两根光纤的末端固定，使其末端表面处于对接位置，-CO2激光器，向对接位置发射激光，其特征在于具有弯曲凹形表面的反射镜，该反射镜能够将CO2激光器发出的准直指向性光束转向对接位置，并使其沿着对接位置方向汇聚到焦点，对接位置距准指方向性光束有一定距离。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于，凹面反射镜和固定器可以使对接位置处于与凹面反射镜反射的准直指向性光束的焦点有相对较短的距离。
3.根据权利要求1的设备，其特征在于具有近抛物面形状的凹面反射镜的镜面，特别是凹面反射镜是偏轴抛物面类型。
4.根据权利要求1的设备，其特征在于，CO2激光器的发射波长实际是9.3μm。
5.根据权利要求1的设备，其特征在于，CO2激光器发出的准直指向性激光束的直径在2至4mm之间，优选值实际是3mm。
6.根据权利要求1的设备，其特征在于，CO2激光器的最大功率在0.8至1W之间。
7.根据权利要求1的设备，其特征在于，凹面反射镜将CO2激光器发出的准直指向性光束偏转的角度θ处于45至70°之间，实际特别是60°。
8.根据权利要求1的设备，其特征在于，凹面反射镜将CO2激光器发出的准直指向性光束聚焦到在凹面反射镜前方30至50mm的一点。
9.根据权利要求1的设备，其特征在于，在对接位置上的光点中心和CO2激光器发出的准直指向性光束的中心轴之间的距离在30-40mm之间，实际特别是40mm。
10.根据权利要求1的设备，其特征在于，在对接位置上，由CO2激光器发出的和经凹面反射镜偏转形成的光点直径处于300至500μm之间。
11.根据权利要求1的设备，其特征在于光束吸收设备，该设备接收并吸收由凹面反射镜偏转并通过对接位置的光线。
12.根据权利要求1的设备，其特征在于指示光源，该光源发出的光形成与CO2激光器发出的准直指向性光束基本一致的光束，即与其同轴并且具有基本相同的横截面。
13.根据权利要求12的设备，其特征在于，指示光源包括一个发出可见光的激光二极管。
14.根据权利要求13的设备，其特征在于，激光二极管的工作功率在5至10mW之间。
15.根据权利要求12的设备，其特征在于半透明或半反射镜，放置该反射镜使CO2激光器发出的准直指向性光束通过，并反射来自指示光源的光线，使其与准直指向性光束同轴。
16.一种将两根光纤的末端相互熔合对接在一起的方法，其特征在于下述连续操作-对准光纤末端，使末端表面在对接位置相互靠近或紧密接触，-形成并引导CO2激光器发出的准直指向性光束在对接位置形成一个适当的光点，这是通过观察指示光源发出的光线完成的，所述光线具有与CO2激光器发出的准直指向性光束完全相同的光束位置和几何形状，-利用经过形成和引导的CO2激光器发出的准直指向性光束照射对接位置。
17.根据权利要求16的方法，其特征在于，在形成和引导CO2激光器发出的准直指向性光束的步骤中，形成准直指向性光束，并通过具有近抛物面形凹面的反射镜的反射使其偏转，特别地凹面反射镜是偏轴抛物面型的。
18.根据权利要求16的方法，其特征在于，在形成和引导CO2激光器发出的准直指向性光束的步骤中，形成并引导准直指向性光束，使其在与对接位置具有相对较小距离的位置形成一个焦点。
19.根据权利要求16的方法，其特征在于，在形成和引导CO2激光器发出的准直指向性光束的步骤中，形成并引导准直指向性光束，使其在与准直指向性光束有一定距离的对接位置形成一个焦点。
20.根据权利要求17的方法，其特征在于，在形成和引导CO2激光器发出的准直指向性光束的步骤中，通过具有近抛物面形状的凹面反射镜的反射来形成和引导准直指向性光束。
全文摘要
通过使用辐射波长为 9.3μm的CO2激光器(109)可以将光纤(1,1’)彼此对接熔合。与传统的10.6μm波长相比，该光纤的热吸收率更高，对于小的波长偏差引起的吸收率的差异更小。因而，需要的激光器功率更小，激光器结构可以更简单，以及处理安全问题更容易。CO2激光器光束的光学布置包括利用具有近抛物面形状的凹形曲面的反射镜(10)偏转和聚焦由激光器发出的准直激光束(20)，对接位置(30)与反射镜的焦点相距较近，完全在准直光束的外面。
文档编号G02B6/255GK1639602SQ03804674
公开日2005年7月13日 申请日期2003年2月26日 优先权日2002年2月26日
发明者W·-P·黄, E·赫尔索, T·阿德贝克 申请人:艾利森电话股份有限公司