多芯光纤阵列的安装结构的制作方法

本实用新型涉及一种多芯光纤阵列的安装结构，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。光通信系统的端口速率已达100Gb/s,系统容量已达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,有用频谱效率仅约为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。其中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。

光纤阵列英文名称Fiber Array，简称FA。顾名思义，就是把光纤按照一定的间距排列固定起来形成的光器件，它是光进光出光器件的通道。光纤阵列分为单芯光纤阵列(SFA)(尽管只有一根光纤，还是被称为阵列)和多芯光纤阵列(MFA)。多芯光纤陈列(MFA)是由多芯光纤与固定多芯光纤的固定槽组成，而多芯光纤又分两种，一种是多根分立的单芯光纤，每芯有各自独立的纤芯与包层，另一种是多芯光纤(MCF)是一个共同的包层区中存在多个纤芯。

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，多个纤芯的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。

此外在耦合时，V型槽被证明很有用的光纤定位手段，光纤带光纤与单芯光纤一般都是这么固定，只要V型槽达到要求，左旋或者右旋，上下对整体的固定不会产生致命的影响，但是多芯光纤就不行了的。

技术实现要素：

本实用新型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可调节的多芯光纤阵列的安装结构。

解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种多芯光纤阵列的安装结构，包括V型槽、设置于V型槽内的多芯光纤以及盖合在V型槽槽口的盖板，多芯光纤通过盖板同时压紧在V型槽的两侧内壁上，V型槽的开角为100°-120°，光纤失调角度为0.7-0.8度。

本实用新型的有益效果为：

采用V型槽对多芯光纤进行定位，以提供多芯光纤一定的活动余量，然后通过盖板对多芯光纤在V型槽内的位置进行调节。盖板能够对多芯光纤在V型槽内的极限调节位置由V型槽的开角进行决定。为了尽力缩减光纤失调角度，V型槽的开角需要尽可能地大，以此提升多芯光纤的转动余量，以尽可能通过盖板对多芯光纤的水平度进行控制。但是同样为了能够保证多芯光纤的两侧同时牢固地压紧在V型槽的两侧内壁上，以保证V型槽内壁对多芯光纤的定位效果。

本实用新型所述多芯光纤与V型槽内壁挤压的侧壁为弧面。

本实用新型所述多芯光纤与V型槽内壁之间的摩擦系数为0-0.45。

本实用新型所述弧面为圆弧面。

本实用新型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】

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型实施例1单芯光纤的安装结构主视示意图；

图2为本实用新型实施例2多芯光纤阵列的安装结构主视示意图(调节前)；

图3为本实用新型实施例2多芯光纤阵列的安装结构受力分析示意图；

图4为本实用新型实施例2的V型槽开角与的函数关系图；

图5为本实用新型实施例2的V型槽开角、和μ的函数关系图；

图6为本实用新型实施例2多芯光纤阵列的安装结构主视示意图(调节后)。

【具体实施方式】

下面结合本实用新型实施例的附图对本实用新型实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本实用新型的优选实施例，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，都属于本实用新型的保护范围。

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实用新型的限制。

实施例1：

参见图1，现有单芯光纤的安装结构包括V型槽1、设置于V型槽1内的单芯光纤3以及盖合在V型槽1槽口的盖板2。

在安装盖板2之前，首先需要将单芯光纤3放置于V型槽1内，由于重力作用，单芯光纤3能够自动滚动至V型槽1的底部，以使得单芯光纤3同时支撑于V型槽1的两侧侧壁上，由于单芯光纤3的形状为高度对称的圆柱形，因此不论左旋或者右旋单芯光纤3，单芯光纤3在V型槽1内的位置都不会发生致命性影响。之后在V型槽1槽口处盖上盖板2，并用光刻胶对盖板2进行固定即可，同时利用盖板2对单芯光纤3进行定位，单芯光纤3依然能在V型槽1内转动。

实施例2：

参见图2-6，本实施例展示了多芯光纤阵列的安装结构，包括V型槽1、设置于V型槽1内的多芯光纤4以及盖合在V型槽1槽口的盖板2，多芯光纤4通过盖板2同时压紧在V型槽1的两侧内壁上。多芯光纤4由于截面形状为非中心对称图形，因此多芯光纤4在V型槽1内不存在转动可能。

在安装盖板2之前，将多芯光纤4放置进入V型槽1内，多芯光纤4会因自身重力作用自动支撑于V型槽1的两侧内壁，最终形成V型槽1的两侧内壁对多芯光纤4的支撑力分别为F1和F2，摩擦力分别为F1μ和F2μ，F1、F2、F1μ和F2μ与多芯光纤4的重力达到平衡状态。此时多芯光纤4内所有纤芯所在平面与水平面之间的夹角为之后下压盖板2，使得盖板2对多芯光纤4的最高点施加竖直向下的压力F0，通过压力F0驱使多芯光纤4在V型槽1内转动，进而使得尽可能缩减到0°，通过下压盖板2这一手段所能达到的最小值即为光纤失调角度，越小相应多芯光纤4的水平度越好，之后再通过光刻胶将盖板2固定，此时多芯光纤4也一并固定在了V型槽1内。

具体由何种参数影响并不清楚，为此本实施例尝试通过不同的V型槽1对同一规格的多芯光纤4进行安装实验，以探究V型槽1对的影响，为了缩减变量，本实施例中的V型槽1均采用对称结构，通过不同开角的V型槽1进行研究。由于V型槽1需要对多芯光纤4进行定位，若V型槽1的开角过小，则多芯光纤4可能无法塞入V型槽1内，故而V型槽1的最小开角设置为40°。

当开角为40°，为1.8°，随着开角逐渐增大，逐渐减小，当开角为120°时，已经仅有0.7°，符合实际多芯光纤4的水平度需求。开角40°和60°之间的差值高达0.5°，开角60°和80°之间的差值下降至0.3°，开角80°和100°之间的差值下降至0.2°，而开角100°和120°之间的差值下降至0.1°，由此可知，的极小值仅略低于0.7°左右。换言之，开角影响且为非线性负相关。此外在开角达到180°之前，的极小值差不多即可达到，同时的极小值非0°。同时考虑到开角过大的情况，V型槽1缺乏对多芯光纤4的定位作用，结合上述实验结果，V型槽的开角最优值为100°-120°，与之相对光纤失调角度为0.7-0.8度。

此外，由于盖板2下压过程中涉及多芯光纤4的转动过程，相应地影响多芯光纤4和V型槽1内壁之间的摩擦系数μ，μ越小，相应的多芯光纤4越容易转动。为多芯光纤4在被盖板2下压之前与水平面之间夹角，过大的情况下盖板2难以使得多芯光纤4转动，为此在固定开角θ和摩擦系数μ的情况下，允许的最大值为本实施例中还针对不同开槽角度下不同摩擦系数的进行研究。通过实验得知，同一θ值的情况下，μ越小相应的越大，相应盖板2对多芯光纤4的调节能力越强。同一μ值情况下，θ值越大越大，即大开角的V型槽1使得多芯光纤4具有更大的调节范围。

以μ＝0.3为例，在θ的55°-75°范围内呈近乎线性增长，而在θ＝75°处随θ增长的的增长率明显下降，但是θ在75°-112°范围内随θ依然为线性增长，而在θ在112°-120°之间，随θ呈线性增长，但是增长率相较θ在75°-112°范围内略微增长。其他μ值情况下均有上述两个拐点，并随μ值增大，两个拐点均逐渐右移，因此可以看出μ与θ除了单独影响之外，其之间还存在交叉影响，换言之μ与θ越小，盖板2对多芯光纤4的可调范围越大。

额外在图中可以看到μ＝0.5时，θ在100°-108°范围内均为0°，因此几乎无调节能力。为此θ的最优值为100°-120°情况下，μ取值范围为0-0.45。当然若μ＝0.5时，θ取值为108°-120°。若进一步增大μ使其大于0.5，则θ的最优值范围进一步缩减，乃至无最优值范围。

此外，为了降低μ值，多芯光纤4与V型槽1内壁挤压的侧壁为弧面。同时为了提升多芯光纤4转动时的对称性，多芯光纤4选取为双D型光纤，相应弧面为圆弧面，以提升多芯光纤4调节的对称性。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本实用新型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。