一种多芯转换光纤及生产方法与流程

本发明涉及一种多芯转换光纤及生产方法，属于光纤领域。

背景技术：

当前光纤通信网络的流量正以20%-60%的比例高速增长。光通信系统现在已经实现端口速率100gb/s,系统容量10tb/s，在未来十年,光纤通信系统容量将达到100tb/s左右。

然而，目前光纤通信系统存在着若干限制:首先,结合低损耗传输窗口和放大器带宽,有用频谱效率约为10thz;其次,信号在光纤传输中会面临着放大器的自发辐射噪声(ase)带来的光信噪比恶化,以及由光纤非线性克尔效应带来的非线性损伤,使得系统容量存在非线性香农极限,即通过提高信噪比来提高高频谱效率信号的传输质量会产生非常严重的非线性畸变。以多芯光纤和少模光纤为基础的空分复用技术（sdm）成为突破光纤通信系统容量限制的必然选择。

多芯光纤应用前景更为广阔，但多芯光纤需要空间对准封装，就需要应用到多芯光纤陈列与多芯光纤连接起来后成端或与接头耦合。目前国内外知名光纤厂家均在开发多芯光纤，同一包层区中存在多个纤芯的多芯光纤概念是由法国电信在1994年提出的,与普通单芯光纤相比,光缆密度提高了很多倍。当前单根光纤传输容量已经出现瓶颈,进一步扩大容量必须考虑把单芯光纤变成复数内核，即由一个包层多个纤芯的多芯光纤。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种多芯转换光纤及生产方法，实现多芯光纤端到端的连接，提高光缆密度。

解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种多芯转换光纤，包括纤芯、第一包层以及多根第二包层，第一包层的两端分别为第一传输端和第一转换端，第二包层的两端分别为第二传输端和第二转换端，第一转换端和第二转换端连接，第一包层和第二包层包覆于纤芯的外壁处，纤芯的两端分别在第一传输端和第二传输端。

本发明的有益效果为：

单根纤芯同时穿过第一包层和第二包层，单根纤芯受到第一包层和第二包层的分段包覆。单根第二包层内纤芯的数目为一个或者多个，相应的第一包层内纤芯的数目内所有第二包层内纤芯数目之和。以每根第二包层内仅有一根纤芯为例，此时第二包层与其包覆的纤芯形成单芯光纤，相应的第一包层与其包覆的所有纤芯形成多芯光纤，所有单芯光纤的数据传输速率之和即为多芯光纤的数据传输速率，通过多芯转换光纤，实现了单芯和多芯之间的结构转换。单芯光纤的对准技术已经相当成熟，因此第二包层形成的单芯光纤很容易与外界单芯光纤对准，第一包层所形成的的多芯光纤只需要在远离单芯光纤的位置进行单侧多芯对准即可，不需要双侧多芯对准，增加了光纤之间端到端的对准精确度，降低了对准工作量。

本发明所述纤芯数量不少于第二包层数量，每根第二包层均包覆有至少一根纤芯。

本发明所述纤芯数量等于第二包层数量，每根第二包层均包覆有一根纤芯。

本发明所述多芯转换光纤还包括保护层，保护层包覆于第一包层和/或第二包层的外壁。

本发明所述第一转换端和第二转换端一体成型。

一种多芯转换光纤的生产方法，依次包括如下步骤：

步骤1）：选取多根光纤并拢形成光纤束，光纤包括纤芯以及包覆在纤芯外壁的第二包层；

步骤2）：对光纤束的中段进行加热，加热过程中对光纤束的前、后段进行拉伸绞合，使光纤束中段的第二包层热熔形成第一包层；

步骤3）：将第一包层切断，形成两个多芯转换光纤。

通过现有的常规光纤结构进行制备，不需要对纤芯进行单独操作，仅仅需要对第二包层进行热熔形成第一包层，因此整个多芯转换光纤的生产精度要求较低。其次充分利用光纤结构的现有材料，基本不需要额外使用其他耗材，即可完成多芯转换光纤的生产，同时也基本不会产生其他废料，生产成本更低，也更加环保。此外利用上述方法，可以依据生产需要，生产不同长度规格的多芯转换光纤，并且每次可以生产两个，生产灵活性以及生产效率较高。

本发明步骤1）中，光纤还包括包覆在第二包层外侧的保护层，步骤1）进行之前，对光纤中段的保护层进行剥离。

本发明步骤2）中，光纤束的前、后段均通过夹持装置进行夹持，夹持装置包括开设有v型槽的底座，底座的底部开设有与v型槽连通的真空吸孔，真空吸孔处吸气使得光纤束挤压在v型槽的侧壁上。

本发明所述夹持装置还包括压块、调节螺丝以及固定板，固定板盖合在v型槽上，压块位于v型槽内，调节螺丝螺纹连接在固定板上，调节螺丝的两端分别位于固定板的两侧，调节螺丝位于v型槽内的一端与压块固定，压块挤压在光纤束上。

本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明实施例1多芯转换光纤的立体结构示意图一；

图2为本发明实施例1多芯转换光纤的立体结构示意图二；

图3为本发明实施例3中步骤3）中光纤束的立体结构示意图；

图4为本发明实施例3中步骤4）中光纤束初始状态的立体结构示意图；

图5为本发明实施例3中步骤4）中光纤束结束状态时的立体结构示意图；

图6为本发明实施例3中步骤5）中光纤束的立体结构示意图；

图7为本发明实施例3中夹持装置工作状态下结构示意图；

图8为本发明实施例3中夹持装置工作状态下主视剖视结构示意图。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

参见图1-2，本实施例提供的是一种多芯转换光纤，包括保护层4、纤芯1、第一包层2以及多根第二包层3。例如本实施例中第二包层3数量共有七根。纤芯1的数量等于第二包层3数量，纤芯1数量也为七根。

第一包层2的两端分别为第一传输端21和第一转换端22，第二包层3的两端分别为第二传输端31和第二转换端，第一转换端22和第二转换端连接。第一包层2和第二包层3包覆于纤芯1的外壁处，其中，每根第二包层3均包覆有一根纤芯1，每根第二包层3与包覆在其内部的纤芯1对应，使得每根第二包层3和对应的纤芯1形成单芯光纤。第一包层2同时包覆所有纤芯1，因此第一包层2和所有纤芯1组成了多芯光纤。

任意一根纤芯1同时穿插在第一包层2和与其对应的第二包层3内，因此纤芯1的两端分别在第一传输端21和该纤芯1相对应的第二包层3的第二传输端31处。第一包层2和各个第二包层3配合，实现对所有纤芯1的全包覆。

本实施例中，任意一根纤芯1位于第二传输端31处的端部接收信号，位于第一传输端21处的端部发送信号。相应的，第一传输端21所在处的信号传输速度为七根第二包层3的第二传输端31所在处的信号传输速度之和。通过第二包层3和第一包层2的配合，实现了单芯光纤和多芯光纤之间的转换。

由于单芯光纤的对准技术已经相当成熟，因此能够很容易保证第二包层3形成的单芯光纤与外界单芯光纤对准，此外只要在第一传输端21处进行一次多芯光纤对准耦合连接过程即可，不需要第一传输端21和第一转换端22双端同时进行多芯光纤对准耦合连接，增加了光纤之间端到端的对准精确度，降低了操作要求。

为了对每一根第二包层3进行防护，本实施例中保护层4包覆于每一根第二包层3的外壁上。当然为了对第一包层2表面进行防护，保护层4也可以包覆于第一包层2的外壁上。

第一转换端22和第二转换端的连接方式不限于黏连、一体成型等，但是为了减小或者避免第一转换端22和第二转换端处折射率的变化，导致信号损失，本实施例中第一转换端22和第二转换端采用一体成型的方式进行连接。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于,纤芯数量不少于第二包层数量，每根第二包层均包覆有至少一根纤芯，因此部分第二包层形成了单芯光纤，部分第二包层形成了多芯光纤，当纤芯数量不少于第二包层数量两倍时，可以使得全部第二包层形成多芯光纤。以此实现多芯光纤-多芯光纤之间的不同芯数的转换。

实施例3：

本实施例提供的是一种多芯转换光纤的生产方法，依次包括如下步骤：

步骤1）：选取多根光纤，其中光纤包括纤芯1、包覆在纤芯1外壁的第二包层3以及包覆在第二包层3外侧的保护层4，第二包层3的两端均为第二传输端31，本实施例中选取的光纤为单芯光纤；

步骤2）：对光纤中段的保护层4进行剥离，使光纤中段的第二包层3外露；

步骤3）：将所有光纤并拢形成光纤束5；

步骤4）：光纤束5的前、后段均通过夹持装置6进行夹持，对光纤束5的中段外露的第二包层3进行加热，加热过程中对光纤束5的前、后段进行拉伸转动，使得光纤束5中段不同的外露第二包层3缠绕在一起，使光纤束5中段外露的所有第二包层3热熔形成第一包层2，然后进行冷却；

步骤5）：将第一包层2对半切断，形成两个多芯转换光纤，多芯转换光纤的断面处为第一传输端21，第一包层2和第二包层3的连接处为第一转换端22。

步骤3）中，由于所有光纤并拢之后光纤束5内会有空隙，因此步骤4）中第二包层3受到加热融化过程中，会逐步填补该空隙，第一包层2形成过程中，光纤束5直径会逐渐降低，最终使得第一包层2的直径与现有的多芯光纤尽可能一致。

此外步骤5）中第一包层2与在其内部的所有纤芯1形成的是多芯光纤，两个多芯转换光纤是由同一根多芯光纤切断形成，因此形成的两个多芯转换光纤能够保证精确的多芯光纤-多芯光纤的耦合。

夹持装置6包括开设有v型槽62的底座61、压块64、调节螺丝65以及固定板66。底座61水平放置，光纤束5水平放置在v型槽62的侧壁上，v型槽62的侧壁对光纤束5进行支撑，底座61的底部开设有与v型槽62连通的真空吸孔63，真空吸孔63处吸气使得光纤束5挤压在v型槽62的侧壁上。

固定板66盖合在v型槽62上，压块64位于v型槽62内，调节螺丝65螺纹连接在固定板66上，调节螺丝65的两端分别位于固定板66的两侧，调节螺丝65的一端位于v型槽62外，以方便用户调节，调节螺丝65的另一端位于v型槽62内，螺纹调节调节螺丝65在固定板66上的位置，用以调节压块64在v型槽62内位置，从而将光纤束5压实在v型槽62的侧壁上，以尽可能使得步骤4）中外露的第二包层3相互缠绕。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。