用具有可热除去的涂层的光纤制备光纤器件的方法

专利名称：用具有可热除去的涂层的光纤制备光纤器件的方法
技术领域：
本发明涉及制备诸如传感器、光栅、分离器、联接器诸如此类的光学器件的方法。尤其是，本发明涉及制造光学传感器的一种连续或按步连续的工艺，而这种光学传感器用至少具有一层可用热除去的涂层的光纤的光纤元件作为原始材料。在本发明的方法中，涂层的全部或一部分用热除去，以使裸光纤充分暴露，以在随后被加工成一光纤器件。涂层的用热除去是在光纤基本保留光纤物理完整性的条件下进行的。
有关技术的说明玻璃光纤对化学和/或机械侵袭特别敏感，这会大大降低光纤的物理完整性并导致它们过早地失效。因此，在制作玻璃光纤元件时，一般在光纤拉制出之后，即刻将一涂层涂到该玻璃光纤上，以免光纤的裸露玻璃表面受到化学和/或机械侵袭的不利影响。
如果涂覆的光纤元件是用于制造光纤器件的，就有必要从已涂覆的光纤用加热、化学或机械方法除去保护涂层的全部或一部分，而露出裸的光纤表面。随后进一步加工裸光纤或裸光纤段，以形成光纤传感器。例如，可参见Rizvi和Gower的“用全息和掩模制造方法制造布雷格(Bragg)光纤光栅”一文，该文载于1995年1月电气工程师协会的《光纤光栅及其应用》上。但是，在传感器制造过程中将涂层从裸光纤剥离下来的传统的加热、机械或化学方法会降低光纤的物理完整性。例如，用刀或工具的机械剥离可能会在玻璃光纤表面上留下刮痕，而刮痕最终会导致细微的破裂，使光纤的强度下降。也可将溶剂或浓缩的酸施加到光纤元件上，泡胀涂层，以便于将其除去，但这样的化学剥离技术往往在光纤表面上留下残留物而降低了光纤强度，并影响了以后的加工步骤。也可施加热量，以破坏或烧掉涂层，但烧焦的残留物其结果是降低了光纤的强度，在加工之前可能需要再次除去涂层的步骤。此外，在涂层高温分解的过程中，玻璃光纤会吸收热量，这可能导致光纤变脆。例如，可参见M.C.Farries等人的“用于电信的封装光纤光栅的制造和性能”一文，该文载于1995年1月电子工程师协会的《光纤光栅及其应用》上；Tang等人的“在单模光纤线圈中的线性双折射退火应用于光纤当前的传感器”一文，该文载于1991年8月第9卷第8期的《光波技术》杂志上。
Sato等人的第4,957,343号的美国专利公开了一种用高温放电的熔化接合连接“塑料包层”光纤的方法。Sato的连接方法是用于具有玻璃芯的、玻璃芯上涂覆聚合体包层和包层上涂覆保护层的光纤的。Sato的专利公开了玻璃芯上的包层是由树脂制成的，并且说当在熔化接合中用高温电弧热解时，仅仅在光纤端表面留下小部分残留物。Sato等人说，只要根据热解重量分析法，涂层的残留物少于预定量的任何涂层都可以使用，残留物的重量最好是10％或更少，更好的是残留物重量为3％或更少。所建议的用于包层的材料包括含氟异丁烯酸酯(fluorine-containing methacrylate)和聚氟亚乙烯基(polyfluorovinylidene)。
Sato等人声称，与在未涂覆(空气包层)光纤的端表面形成的连接相比，在熔化连接后，残留在端表面的残留物不会显著增加熔化光纤中的连接损耗。因此，在连接之前不需要去除包层就可以形成可靠的连接，保护了光纤通道的完整性。至于物理完整性，在‘343专利中Sato等人声称高温熔化接合过程不会“降低”玻璃光纤的性能(第2栏38-41行)。但是如上所述，在本领域中众所周知，对玻璃光纤的迅速加热会引起光纤发脆，’343专利的实施例中要求加固，以在连接过程之后增加强度(第5栏第40-45行)。此外，许多类型的光纤器件的制造要求从光纤上除去相当长度或全部的涂层。在Sato等人专利中描述的高温分解没有证明在不降低光纤物理性能的情况下能有效除去较长段的涂层，因此不能期望它可以大规模用于连续或按步连续涂层除去工艺中。
因此，不管光纤的保护层在传感器制造过程中是部分还是全部除去，在机械、化学或热剥离过程中，光纤会从暴露和物理处理而产生未知量的表面损坏。因此，本领域中需要商业上可行的连续或按步连续涂层去除方法，使光纤物理性能的下降达到最少，并基本上保护了原来的光纤表面，使随后的加工能有效进行。人们所希望的加工是要能减少或省略光纤处理步骤，而且在可能的情况下，能尽量减少在再涂覆之前的裸光纤暴露的时间。
发明概要本发明提供一种制备用于制造光纤器件的光纤的方法。在本发明的方法中，先提供一光纤元件，它包括一光纤，该光纤最好是基于二氧化硅的玻璃制成的，在它上面涂覆一层或多层可热除去的涂层。光纤具有已知的最初强度，这可以通过根据ANSI/EIA/TIA 455-28B-1991(FOTP-28)测量它的中间断裂应力来计算。涂层的全部或一部分可加热除去，以使光纤足够暴露，从而随后加工成一光纤器件。加热除去后最好使光纤能保留其最初中间断裂应力的预定百分比(用FOTP-28测量)，即其最终使用场合所要求的百分比。
此外，人们非常希望除去涂层后能保留光纤强度的均匀性。涂层热除去之后的强度分布应该是很窄的，即用FOTP-28测量时应该有对最终使用场合的一足够高的韦布尔(Weibull)模量或斜率m。
在加工步骤之后，光纤器件可以再涂以可热除去的涂层，再涂覆一层传统的涂层或进入下面的加工步骤中。
在涂层除去步骤中，用在本发明方法中的可热除去的涂层必须是迅速热降解的，以使光纤吸收最少量的热能。此外，可热除去的涂层必需充分除去，使光纤表面上基本上没有留下残留物因而不会干扰后面的加工或降低光纤的物理强度。最好是，可除去的涂层是一种聚合体材料，在加热时，它能迅速解聚成较低分子量的物质以在加工环境中挥发，不留下或几乎不留下残留物，使光纤保留一预定量的最初平均断裂应力。
热除去步骤可以任何合适的方式完成，但光纤温度应足够低，以保护其物理整体性，这在本发明的方法中是很重要的。因此，用一热的气流来完成涂层的热去除是较佳的，这有助于涂层迅速除去和使光纤的过热达到最小。
本发明还可延伸到用上述方法制成的光纤器件。
本发明的方法提供一种连续或按步连续方法，以从玻璃光纤中基本上或完全地除去保护涂层，而对玻璃光纤的物理损坏达到最小。然后进一步把光纤加工成种种光纤器件中的任何一种。本发明的方法避免了由机械剥离工具的刀刃所引起的可能的光纤损坏，也避免了用来泡胀涂层以帮助除去涂层的化学物质对光纤的损害。本发明的方法在光纤表面上基本上不留下残留物，所以擦拭光纤表面以去除涂层残留物所引起的物理强度的下降不会发生。此外，本发明的方法不必将光纤浸泡在可燃、有腐蚀性的和可能有毒的、在本领域中经常使用的溶剂，从而本发明的方法简化了光纤器件的制造工艺。因此，本发明的方法大大地降低了裸光纤暴露的时间，避免了在传统制造工艺中采用的有关的种种操作步骤。
附图简要说明

图1是用于例子1中涂层在400℃时的等温热解重量分析法(TGA)曲线图；图2是例子1中涂层在500℃时的等温热解重量分析法曲线图；图3是例子1中涂层在600℃时的等温热解重量分析法曲线图；图4是可用于加热除去本发明方法中可除去的涂层的设备的示意图；图5是一韦布尔曲线图，它示出了例子2光纤的最初以及在热除去涂层后的断裂强度分布；图6是本发明对光纤元件进行连续或按步连续加工的一系统的示意图；以及图7是根据本发明方法制备光纤当前的传感器的设备的示意图。
发明的详细描述在本领域中众所周知，光纤缆一般由光纤和围绕光纤以保护光纤免遭微弯曲和擦伤的一层或多层缓冲层所组成(例如可参见Sterling的《光纤技术人员指南》(1993)，第73页)。在本申请中，术语“裸纤维”或“光纤”是指光纤缆的去掉其缓冲和外加强件后的部分。如果一不可剥离的保护层在缓冲层之下，则该保护层被认为是裸纤维的一部分。在本申请中，术语“可除去的涂层”指任何施加于光纤、裸纤维或有一不可剥离的保护层的裸光纤的涂覆层，但不包括建立在光缆外层的加强件或套管。
用于本发明方法的光纤可以由任何诸如塑料或玻璃材料制成。传统的硅石玻璃材料是较佳的。
用于本发明方法的可除去的涂层可以是用传统的设备容易涂覆在光纤上的任何聚合物材料。随后可除去的涂层必须通过加热而除去，并基本上在光纤的表面不留残留物。此外，加热除去必须发生在商业生产条件下的可接受的时间内，以使光纤吸收的热量不足以使其抗拉强度下降到一预定的水平之下。
首先，在选择用于本发明方法的聚合体涂覆材料时，材料在商业性生产条件下的可接受的时间内可以从光纤上基本全部除去涂层是至关重要的。由于不能完全除去涂层而留下的与裸纤维接触的碳质残留物形成一局部应力集中，后者降低了光纤的抗拉强度。此外，由于涂层不能完全除去而留在光纤表面上的小片可能影响随后的加工步骤。
针对本申请的目的，术语“基本全部除去”指的是任何聚合物涂层在空气中约300℃至900℃的热处理、较好的是约400℃至700℃、最好的是约在500℃至600℃的热处理之后，即在加热除去之后，残留物小于约最初的涂层重量的10％(重量)、较好的是小于约5％(重量)。可用于本发明方法的涂层可用多种分析技术加以验明，诸如用热解重量分析法(TGA)加以验明。
当然，为了用在本发明的方法中，即连续的或按步连续的方法中，涂层的基本完全除去应该在商业性生产条件下可接受的时间内完成，对于本发明，该时间约小于15秒，较好的是约小于10秒，最好的约小于1秒。用在本发明方法中的可除去的涂层或诸涂层的厚度可根据所使用的场合而有所改变，但一般所用的涂层的厚度约15微米至35微米。
第二，上述涂层的基本完全除去必须是这样完成，即纤维不能吸收足够的热量以使其抗拉强度下降到某一特定的最终使用场合中所要求的预定水平之下。对于本发明，光纤的抗拉强度是用根据ANSI/EIA/TIA-455-28B-1991的中间断裂应力(median fracture stress)测定法来测量的，在此将被称为FOTP-28法。在这个测试方法中，被测试中的光纤穿过一抓紧机构及一绞盘(capstan)之间。然后光纤以一固定的应变率拉长，直到断裂。延伸率用相对于测量长度的％/分钟表示，失效时的拉伸负荷用一合适的负荷测力仪加以测量。断裂应力σf是用于支持强度性能的主要参数，用如下的公式计算σf=T/Ag其中T是失效的样品所受到的力(张力)，Ag是光纤的横截面面积。对此，例如，可参阅Tariyal等人的“保证光导纤维的机械可靠性”一文，载于《西方电气工程师》，Winter1980。
对于本发明，光纤的强度用一特定光纤群密度(Particular population)的中间断裂应力表示，这个中间断裂应力值在加热去除涂层之后必需保持在一预定水平之上。一般而言，涂层的热去除必定会降低最初的中间断裂应力，这种下降应不大于50％左右，较好的是不大于约25％，最好不大于约15％。
但是，光纤强度测试具有统计性质，必须对许多不同的光纤测试其强度，它们每一个代表一给定的群体的光纤。结果总体地给出了光纤群的强度的分布，这种分布的特征是众所周知的韦布尔图的斜率m(也可称为韦布尔模量)。例如见Bittence的“用统计方法说明材料的特性”，《机械设计》，第50卷第2期(1978)；Epstein的“断裂问题的统计方面”，《应用物理》杂志，第19卷，1948年2月；Bacon的“硅石光纤应用笔记”，3M,1995年6月。在本方法中，韦布尔模量是对涂层热除去之后所保留的光纤强度的均匀性的量度。对于一给定的应用场合，用FOTP-28测得的涂层热除去之后的光纤强度分布应该是窄的，即具有一足够高的韦布尔模量或斜率m。
超过约100的一大的m对应于均匀的或窄的强度分布，表明光纤具有一特定的断裂应力，而且在外加的拉伸应力接近该特定值之前，失效的可能性不大。另一方面，小于约20的低韦布尔模量暗示对于几乎任何外加应力，都有可能失效，预示机械可靠性差。一般而言，涂层的热除去所降低的最初韦布尔模量(例如涂层热除去之前的模量)不应大于50％左右，较好的是不大于约25％，最好是不大于约15％。
涂层除去之后的光纤断裂应力对施加于光纤的热量是很敏感的。因此，在本发明的方法中，在涂层除去步骤中、要使传递到光纤的热能尽可能的小，这一点是很重要的。可以以任何合适的方式施加热来除去涂层，只要这种方式能保护光纤的物理完整性，诸如可以用被加热的电阻灯丝或其它辐射型热源、一CO2激光器或一被加热的气流。图4是本发明方法的涂层除去步骤的示意图，其中，以一可控制的方式从光纤上除去涂层段。在图4中，用一诸如被加热的气源38的局部热源加热涂覆有一层可热除去的涂层12的光纤元件10，从而露出了一部分无残留物的玻璃表面18。
涂层的热除去最好是用一被加热的气源。虽然不希望被任何理论所束缚，但相信加热的气源有助于聚合涂层材料的挥发，可以通过最少量的传递到光纤的热而扫除被解聚的物体。气源可包括任何气体或包括空气、氮气、氩气等等的混合气体，由于氮气的惰性和容易获得，所以氮气是较佳的。含有氧气的气体混合物不希望被用于本发明的方法，因为在热氧化过程中产生的燃烧热会增加玻璃的温度从而降低其强度特性。
气源可通过任何合适的技术，诸如用气枪或气刀(air knife)来施加。但是，对于商业上可行的连续或按步连续加工，对除去一预定长度的涂层，气刀是较佳的。用一固定在所需距离的热源，以合适的温度除去可热除去的涂层，可使光纤的抗拉强度最优化。当然，随着所选择的涂层、涂层厚度、加工时间、气体流速和气体温度的不同，参数是有很大的变化的。例如，发现在以下的情况下，即一距离涂层表面约2至10毫米、较好的是约5毫米的具有限制输出的盘在一圆管中的电阻丝，气体流速约为1至3立方英尺每分钟(scfm)，气流温度约为400℃至900℃，较好的约为600℃至700℃，对本发明中所述的适当热除去涂层是有效的。
图6示出了根据本发明的光学传感器制造中一连续或按步连续工艺的示意图。在图6中，涂覆的光纤元件110通过一精密的定位装置114从一张力受控的解绕卷轴112展开。随后光纤元件110进入一光纤加热器138，该加热器138包括例如一气刀，用以热除去一预定长度的可除去的涂层。随后由于涂层除去而暴露出来的裸纤维118进入一加工区域120，在那儿用本领域已知的方法处理光纤以形成光学传感器。在该加工步骤之后，光纤传感器(未示出)可进一步加工或可进入一可联机的涂覆器122，以对现在包含传感器的裸纤维部分进行保护性的再涂覆。然后再涂覆的光纤传感器可进入一涂层固化的区域124。然后具有固化后的涂层的传感器被拉到一绞盘(isolation capstan)126上，最后绕在一张力受控的卷光纤的轴128上。建议在裸纤维受到任何机械损害之前，诸如受引导光纤的绞盘等可能的机械损害之前，先进行再涂覆加工，因为这会严重降低光纤的强度特性。
对图6加工区域120中的裸光纤118的暴露段可进行任何数量的处理步骤，以生产种种用于不同场合的光纤器件。例如，可用激光器处理裸光纤118的暴露段，以形成一种布雷格光栅。可以在光纤中用本领域已知的任何方法诸如相掩模投影(phase mask projection)或全息摄影术来生产布雷格光栅。例如，可参阅Farries等人的“用于电信的封装光纤光栅的制造和性能”和Rizvi等人的“用全息和掩模投影方法制造光纤中布雷格光栅”等文章，载于电气工程师协会，《光纤光栅及其应用》，1995年1月号。最后的光纤光栅反射一输入信号的极窄的光谱带，并可用于诸如固定的和可调滤光器、光纤和二极管激光器、波长复用(wavelengthdivision multiplexing)、光纤放大器和传感器的应用中。例如，可参阅载于1994年10月《最新结构和材料的第二次欧洲会议》上的Measures等人的“用于桥和其它结构的光栅光纤传感”一文；载于1993年7月第32卷第19期《应用光学》上的Melle等人的“实用的光纤布雷格光栅应变仪系统”；以及载于1993年9月第5卷第9期《IEEE光电子技术通信》上的Alavie等人的“一种复用布雷格光栅光纤激光器传感器系统”。
可以在光纤暴露的裸露部分118中制造的其它类型的光纤器件包括例如当前传感器。目前，如在共同待审批的Cronk等人的美国专利申请08/205,880和Lutz等人的第5,051,577号美国专利中所述，其公开内容在此援引以作参考，通过机械剥离去掉一段适当长的光纤的涂层可以制造有用的光纤传感器线圈(双折射＜3°，具有从-40到+80℃的几乎测量不到的变化)。其中，用酒精清洁被剥离的光纤，以便为劈开和熔化接合过程提供清洁的表面。随后将光纤放在一置入退火炉中的夹具中。完成退火步骤后，从炉中取出模具。
在传统的传感器制造中，机械剥离和随后的裸传感器光纤的处理将光纤暴露于可能的机械损害中。这种损害以及随后光学传感器的这一关键部分的强度下降会引起光纤断裂，并使传感器在现场失效。在某些加工中，将光纤涂层浸入溶剂中来把它软化，使涂层更容易通过机械装置剥离。随后可进一步处理光纤。本发明的方法避免了将可能还含有微量可燃溶剂的光纤直接放入退火炉中的危险。同样，使用本发明方法避免了与预浸涂层的溶剂有关的危险和与在这些过程中机械剥离有关的强度的降低。
图7示出了用本发明的热去除涂层工艺制造光纤当前传感器的一光纤线圈保持架200的一个例子。通过对表面喷沙，在板230整体地形成一圆槽232。导槽234也可以用对表面喷沙来形成，以便为光纤线圈的终端提供导向。保持架200用作退火的模子，将涂覆的光纤元件210松弛地绕在圆槽232中，随后将保持架200放入一被加热的环境中，以便基本上热除去涂层。
除了上述的应用之外，在可除去涂层的一预定部分被热去除之后，本发明方法的加工步骤还可用于制备光纤分离器和联接器。此外，如果光纤元件包含在一种复合材料诸如石墨/环氧复合物中，在复合物制备过程中，可热除去的涂层可用于保护光纤，随后在固化复合物的热处理过程中，通过解聚和熔化来除去涂层。可热除去的涂层也可用作液体部件的载体，在加工步骤中当涂层被除去时，液体被释放出来，让液体去润湿光纤或固化周围的复合材料。此外，可热除去的涂层还可以将拉制加工中原先与诸如密封涂层应用的标准拉制技术等不相容的其他加工步骤的相互依存关系分离开来。
在加工步骤后，所制造的光纤器件可有选择地再次涂覆保护涂层。保护涂层可以与可热去除的涂层相同，或从本领域已知的任何涂层材料中选择。在再涂覆步骤之后，如果使用的是可热除去的涂层，如果有必要使保护层能对已完成的光纤维器件提供改进的耐热或耐化学性，可对该保护涂层进行处理，使它不易被热除去。
在再涂覆步骤之后，已完成的光纤传感器可绕在一卷轴上，或者，如果对于其预定的应用来说是必要的话，就对它进一步进行加工。
下面结合举例而非限制性的例子进一步描述本发明。
例子1可用在本发明方法中的涂层可用种种分析技术诸如热解重量分析法(TGA)来鉴定。图1是三个固化丙烯酸酯薄膜10.5毫克样品在400℃空气中的等温曲线图，该样品可从在伊利诺斯州Elgin的DSM Desotech有限公司购买，它们是可用作光纤涂层的材料。样品涂层D，一种可从DSM Desotech购买的产品标记为DSM3471-2-137的环氧丙烯酸酯(acrylated epoxy)，在400℃下经三小时之后，涂层材料中原来重量的约66％被挥发掉，样品涂层C，一种可从DSM Desotech购买的、产品标记为DSM3471-2-113的丙烯酸尿烷(acrylated urethane)，原来重量的约79％被挥发。但是，样品涂层B，一种可从DSM Desotech购买的产品标记为DSM5000-2的多功能丙烯酸酯，在400℃温度下的同样时间内，原来重量挥发掉约95％。
图2是在500℃温度空气中的涂层B、C和D的等温曲线图。产品标记为DSM5000-2的涂层B在30分钟加热之后，明显地留下了比涂层C和D为少的残留物。在600℃得到类似的结果，如图3所示。因此，显然，暴露于约500-600℃温度中约5分钟之后，其残留物约为原始重量的5％不到的产品标记为DSM5000-2的涂层B，在商业可行时间内可基本上被完全去掉，因此是一种适用于本发明方法的涂层。
例子2为了确定例子1的涂层热除去对光纤群的强度特性的影响，拉制了三种光纤，以制备分别涂覆上述例子中的三种涂层B、C和D的光纤元件，形成光纤B、C和D。用传统的压力涂覆技术在光纤上涂覆上述例子中的涂层，而该光纤是从一标准的生产光纤的拉制塔中以每分钟55米的拉制速度从一燃烧抛光的高纯硅预制品中刚刚拉制出来的。硅光纤的直径是80微米，涂覆后的光纤直径是128微米。
用FOTP-28的动态疲劳方法，以4米测量长度及每分种9％的应变率，对每一个光纤B、C和D进行断裂强度测试，对每一拉制的光纤每一次测试用十个样品，以确定原始的强度分布。为了在涂层热除去之后分析光纤的光纤强度分布，在涂层热除去之前，样品在机械抓紧传感器与动态疲劳设备的绞盘之间穿过。用所描述的方法除去涂层，在使光纤短暂地冷却之后进行强度分析。
由芝加哥的Dayton电气制造公司制造的型号为27046的热气枪用来从光纤B中去除3-4英寸长的涂层。所用的热气电流额定值为20安培，有一个1,000°F(500-600℃)的额定运行温度，用手保持在距离光纤2.5英寸(6.5厘米)的距离上。
光纤B具有约650千磅每平方英寸(KPSI)(4.5×104巴)的最初(涂层去掉之前)原始中间断裂应力。用热气枪基本上完全除去一段涂层之后，涂覆B的光纤断裂应力下降到约550KPSI(3.8×104巴)，减少了约15％。
用Dayton热气枪从光纤C和D除去涂层。但是，无法完全除去涂层，从而无法提供清洁的光纤表面。
一从NC Charlotte的气刀有限公司购买的气刀提供了比Dayton热气枪更集中的、温度更高的气流，用它来在光纤C和D上热除去涂层。所用的气刀由一其内部盘有电阻丝的不锈钢管组成，电阻丝用以加热气流。管子在下游端收缩成内径约为3毫米的颈状，以集中排出管子的气流。1.5至2.3scmf的氮气流输入到管子的供应端，排出的气流温度经测量约为600℃至700℃。被加热的气流在供气时离开涂覆光纤表面约3毫米至5毫米。
涂覆有丙烯酸尿烷(DSM 3471-2-113)的光纤C，其最初的中间断裂强度约为700KPSI(4.8×104巴)，并良好地响应涂层的热除去。但是，光纤C的中间强度在涂层除去过程中下降到160KPSI(1.1×104巴)。强度下降了78％。
涂覆有环氧酯丙烯酸(DSM 3471-2-137)的光纤D的初始中间断裂强度约为700KPSI(4.8×104巴)。使用气刀加热在光纤上产生了烧焦的残留物，而且不论气刀所施加的气流的温度和流速如何都依然留在光纤上。这种情况使光纤无法用于形成光纤器件所必不可少进一步加工中，因此无法使用本发明。所以没有对光纤D进行除去后动态疲劳分析。
图5是概述例子1-2的涂层B、C和D在除去之前和除去之后的光纤强度的韦布尔曲线图。涂层去除后，光纤C的中间强度下降很多，而对光纤D，则涂层不能有效除去。但是涂层B除去后，光纤B仍有极好的强度保持着，所以在本发明的方法中使用涂层B显然是较佳的。
应予以理解的是，在此所描述的实施例是举例说明性的，本发明不受实施例的范围所限制。根据上述说明对本发明进行一些改变对本领域的熟练技术人员来讲是显而易见的。上述这些说明的目的是提供清楚地揭示了本发明的实施例的例子。因此，本发明不限于所描述的实施例也不限于使用以上所述的特定元件、大小、材料或结构。落在所附的权利要求书的基本精神和范围之内的所有的改变和变化均包括在本发明的范围之内。
权利要求
1．一种制造光纤器件的方法，该方法包括以下步骤(a)提供一光纤元件，该光纤元件包括一光纤，光纤上有一层或多层可热去除的涂层；(b)基本上热除去所述可热除去的涂层的一预定部分，以充分使所述光纤暴露于随后的加工步骤，其中所述光纤在涂层除去之后具有一用FOTP-28测得的预定断裂应力；以及(c)加工所述光纤，以提供一光纤器件。
2．如权利要求1所述的制造光纤器件的方法，它还包括在步骤(c)之后用至少一种保护涂层再涂覆所述光纤的该部分的步骤。
3．如权利要求1所述的制造光纤器件的方法，其特征在于，所述步骤(b)中的热除去包括将所述可除去的涂层暴露在一被加热的气流中。
4．如权利要求1所述的制造光纤器件的方法，其特征在于，光纤在涂层热除去之后，具有一用FOTP-28测得的预定的韦布尔模量。
5．一种制造光纤布雷格光栅的方法，该方法包括以下步骤(a)提供一光纤元件，该光纤元件包括一玻璃光纤，该玻璃光纤上有一层可除去的聚合体涂层，其中所述玻璃光纤有一根据FOTP-28测得的预定的最初中间断裂应力；(b)将所述可除去的涂层暴露于一被加热的气流中，以热解聚所述可除去的涂层的预定部分，并暴露一部分玻璃光纤，以便供随后的加工之用，在可除去的涂层解聚之后光纤的暴露部分上的所述可除去涂层的残留物的重量约小于除去之前的那部分总重量的10％，以及根据FOTP-28测量的光纤中间断裂应力至少是最初断裂应力的50％；以及(c)用激光器加工所述光纤的暴露区域，以在所述暴露的玻璃部分形成布雷格光栅。
6．如权利要求5所述的制造光纤布雷格光栅的方法，其特征在于，所述暴露的区域在步骤(c)之后，再涂覆一保护性涂层。
7．如权利要求5所述的制造光纤布雷格光栅的方法，其特征在于，所述气流包括氮气。
8．如权利要求5所述的制造光纤布雷格光栅的方法，其特征在于，气流的温度约为400℃至900℃。
9．如权利要求5所述的制造光纤布雷格光栅的方法，其特征在于，所述光纤具有一根据FOTP-28测得的最初的韦布尔模量，其中在涂层热除去之后，韦布尔模量大于或等于约最初韦布尔模量的50％。
全文摘要
一种制造光纤器件的方法,包括如下步骤:提供一光纤元件,该光纤元件包括一光纤,光纤上有至少一层可热除去的涂层;热除去所述可热除去的涂层的全部或一预定部分,以使所述光纤充分暴露,供随后的加工步骤之用。除去可热除去的涂层之后,光纤具有一用FOTP－28测得的预定中间断裂应力。随后光纤可被加工成一光纤器件并在必要时可再次涂覆。
文档编号G02B6/245GK1216115SQ97193769
公开日1999年5月5日 申请日期1997年2月28日 优先权日1996年4月12日
发明者B·J·克朗克, J·C·诺瓦克, B·A·雷宾, P·E·桑德斯 申请人:美国3M公司