光学纤维组件的制造技术

专利名称:光学纤维组件的制造技术
本发明涉及一种融接的双锥型光纤耦合器的制造方法及装置，特别是涉及用于加热紧密接触的光纤段，使其融接在一起的设备。本发明一般应用于单模或多模光纤及耦合器。
用于制造融接的双锥型光纤耦合器的通常技术必须使两根或两根以上的相应光纤段形成紧密的并排关系，加热这些光纤段，其温度足以使光纤段软化并融接在一起。然后纵向拉伸已被加热的光纤，使每一根已融接的光纤变成双锥型，从而形成一个耦合器。这些工艺步骤的典型说明可以在美国专利US-4612028(发明人Abebe)中找到。
用于对紧密接触的光纤段进行有效加热的已知装置包括电阻线圈式，微型喷气火焰式，以及电弧式装置。一般认为线圈式装置在加热和冷却速率方面太慢，并缺乏足够的热容量，而火焰式装置很容易引起这种精细光纤产生值得注意的损伤，并且，如果不采用特别的保护措施，就会产生不希望的烧损杂质。例如，美国专利US-4439221(发明人Smyth等人)公开了一种对那些传统加热设备的改进结构，把紧密接触的光纤段放入石英管的加热区内密封起来，光纤穿过石英管。石英管的起始作用是保护光纤，当用火焰加热时，石英管又起到加热炉的作用，把热传给光纤。拉伸后，石英管就用作耦合器的保护包装套筒。
在另一些参考资料中，也描述了一些类似的套管，典型的是用石英或玻璃制作的，都有保护和间接加热这两种作用。在一些实例中，套管在加热时和耦合器融接在一起，而在另一些实施例中，套管与光纤分开，只作为包装套筒使用。例如澳大利亚专利申请46871/85(日立公司提出)，建议采用电炉或氢氧焰加热套管，但认为采用加热炉太慢。文件中公开的保护套管，其截面是环形的，半圆形的或U型的。
美国专利US-4377403(发明人McLandrich)公开了一种由单模光纤制成的耦合器。这种耦合器的制造过程是，用浸蚀方法去掉一定长度的涂复层，纵向缠绕光纤(大约2厘米长缠绕3～10转)，然后利用电弧把光纤融接起来。在浸蚀、缠绕并融接的光纤外面套一套筒，套筒内充满一种液体，其折射率要和光纤的涂复层非常匹配，套筒两端要堵塞住。
根据美国专利US-4392712(发明人Ozeki)，一组光纤并排接触放置，沿光纤的两个位置上涂以快速固化的粘结剂，将粘在一起的光纤放进融接装置中。融接装置包括一个中空的圆柱形加热器(椭圆形截面的镍铬丝线圈)，夹紧光纤用的夹持器，以及由步进电机驱动的转轮。光纤穿过加热器，使两个粘接位置之间的光纤长度位于加热器内，压紧光纤，然后由转轮拉直。
在一组光纤端部与光源耦合，而另一组光纤端部与光电检测器耦合。连续加热直到前面所述的光纤部分融接在一起。融接情况由光电检测器测量其光线经光纤传播的衰减量。此时，转轮开始以1至2mm/sec的速度向相反的方向运动，以拉长已被加热的光纤部分，从而产生双锥型截面。继续拉长直到由检测器所测得的光纤输出功率之差减少到0.5dB。
一种微型喷焰设备在美国专利US-4591372(发明人Bricherno)中已有描述。
本发明人认为，这些先有技术的加热设备(为了更好的制造而不断改进)，一般说，效率低，重复性不好，可靠性差，在大量生产的基础上制造光纤耦合器是不适用的。例如，用火焰加热时，在产生一致性火焰特性(如温度分布特性，时间和空间稳定性)方面，存在着实际困难，流动气体使光纤发生抖动也是一个问题。用电弧加热时，达到足以控制用于加工耦合器的电弧空间范围，也是非常困难的。
本发明的目的是提供一种制造融接的双锥型光纤耦合器的技术，适合于大量生产耦合器，需要时，可同其他工艺制品结合起来，使其至少能够满足现有商业标准的要求，更好地改善产品质量。
根据本发明提供的一种制造融接的双锥型光纤耦合器的方法，包括使至少两根经适当预处理的并排放置的光纤作相对横向运动，经加热炉的纵向狭槽进入到中空加热炉内。
使加热炉加热，从而使已紧密并排接触的光纤段加热，其温度足以使光纤段融接在一起;
纵向拉伸处于热的加热炉中的已被加热的光纤，使每一已融接的光纤变成双锥型，从而形成一个耦合器;以及相对横向移动耦合器，使其经所述狭槽，从加热炉内移出。
所述的加热最好是这样相对于每一光纤段大致呈轴向对称，在相接触的光纤中心区的两个方向上，大致是均匀的。
耦合器从加热炉中移出，只是在受控快速的冷却之后进行。
本发明进一步提供一种制造融接的双锥型光纤耦合器的装置，包括
一个中空加热炉，最好是细长形的，有一纵向狭槽;
一装置，使至少两根经适当预处理的光纤保持紧密并排接触;
一装置，使光纤作相对横向运动，经所述狭槽进入所述加热炉中和从炉中退出;
一装置，使加热炉加热，继而使已呈紧密并排接触的光纤段加热其温度足以使光纤段融接在一起;以及一装置，纵向拉伸处于热的加热炉中的已被加热的光纤，使每一融接的光纤变成双锥型，从而形成一个耦合器。
加热炉可以是固体的，通常是管状的电阻元件，其材料可以是碳，例如，以石墨的形式制成，当通以电流时，就会产生热量。加热炉最好放在一个机壳内，机壳有一细长槽，与加热炉的纵向狭槽处于同一平面并与其对准。
加热炉最好制成轴向对称的，沿其轴线的剖面是不均匀的，呈连续的变化或是台阶状的变化，当有电流流过时，在加热炉的内腔，提供一种预定的温度分布。
加热炉的温度分布是有利于在加热炉的中心区域内，呈现一种单一的峰值温度区，在比中心区域大的限定区域内，呈现一种急剧下降的变化。在使用时，限定区域是指紧密接触的光纤段所占据的空间。
本组件最好包括一装置，用来允许一种气体(例如一种惰性气体)，在所述加热步骤时，进入到加热炉的内部。在加热炉为碳制加热炉的情况下，根据本发明的特点，对加热炉可以定期采取措施，可以在空腔内部通以适当的气体，对加热炉内表面进行热解处理。但不必在每次制造耦合器之前进行热解。甲烷是一种合适的气体。热解(就是从气体中分裂出碳附在表面上)的目的，是使表面稳定，这样就减小了因元件老化对耦合器的制造，造成不希望有的影响，也就是提高了加热炉的使用寿命。
用于保持光纤的装置可以包括能够松开的夹持装置，用于使光纤作横向运动的装置可以包括各自的步进电机、丝杠用来驱动，以使夹持装置运动。这些夹持装置及所述的拉伸装置，最好能够对每一光纤提供一种纵向张力，并最好联结一个用于监测一根或两根光纤的张力装置。
正如在先有技术中得知的，最好利用使光纤段互相缠绕，以形成紧密的接触。当加热光纤时，各个光纤段都应处在初始张力下。
光纤应采用前面所提到的方法进行适当的预处理，例如，剥去一层或多层保护层，浸蚀掉涂复层，然后清洗已剥去外皮的光纤。
在融接光纤段时，为了减小光纤的下垂，保证光纤不与加热炉的内表面相接触，或者与邻近的部件表面相接触，光纤应该受一个初始速度的纵向拉伸，这个初始速度要比随后使光纤成为双锥型的拉伸速度慢。
这种两步拉伸的特征，对另一种耦合器的制造方法有更具体的应用，根据本发明，进一步提供一种制造融接的双锥型光纤耦合器的方法，包括加热已成紧密并排接触的光纤段，其温度足以使光纤段融接在一起;
与光纤融接在一起的同时，以一种较慢的初始速度纵向拉伸光纤;以及随后以一种较快的速度纵向拉伸已被加热的光纤，使每一融接的光纤变成双锥型，从而形成一个耦合器。
在初始拉伸步骤时的加热炉的温度，也可以不同于第二次拉伸步骤时的温度。
耦合器的耦合系数最好被连续监测，而拉伸速度可根据预定的耦合系数观测值而改变，例如，其值在1%和5%之间，或者根据融接工序开始以后一个预定的时间而改变。
本发明进一步提供一种用于制造融接的双锥型光纤耦合器的装置，包括对已呈紧密并排接触的光纤段进行加热的装置，其温度足以使光纤段融接在一起。
对光纤进行纵向拉伸的装置;以及控制所述拉伸装置的装置，以便以一种较慢的初始速度，与光纤被融接在一起的同时，拉伸光纤，随后，以一种较快的速度来拉伸已被加热的光纤，使每一已融接的光纤变成双锥型，于是形成一个耦合器。
这种两步拉伸方法，与澳大利亚专利申请35650/84(国际标准电子公司提出)所公开的拉伸方法不同，后一方法公开的是，以一种快的起始拉伸速度以获得并保持双锥型线芯的形状，随后至少以一个工序步骤降低到一种较慢的速度，以便容易更好地控制最终的耦合参数。一种类似的普通拉伸方法，在前面提到的美国专利US-4592372(发明人Bricheno)中也有描述。
现在，参照附图，仅作为实施例方式，对本发明进行说明，其中。
图1是本发明装置的平面简图;
图2是按图1中2-2线上的横剖面，表示的是加热器组件;
图3是按图2中3-3线上的剖面，更详细地表示出加热炉的图形;
形;
图4是放大的加热炉的轴向剖视图;
图5表示的是在加热器组件的加热炉空腔内，几种典型的温度分布图;
图6是用于夹持、张紧及拉伸光纤的装置的平面视图;
图7是图6所示装置的侧视图;
图8是用于夹持并使光纤互相缠绕的齿轮装置的等轴立体图;
图9是图8所示齿轮装置的轴向剖视图;
图10是图1所示装置用的计算机控制设备的框图;
图11的曲线表示，当利用所描述的方法来制造多模耦合器时，各种参数随时间而变化的情况。
图示的装置10，包括一个加热器组件11，有一细长的中空管形碳加热炉12(图2、3及4);各自可移动的夹持装置14、16，它们由丝杠驱动器19、21带动，在横向滑道15、17上垂直于加热炉12的轴线作直线移动;步进电机18、20分别操纵丝杠驱动器19、21;光纤拉伸装置22、24;用于测量光纤张力的装置23;以及与夹持装置14装在一起的夹头旋转器26。
下面更详细说明夹持装置14、16，各自具有滑板30，上面有槽31，在使用本装置时，槽中放入一对光纤8、9且定位，当光纤处在夹持装置14、16之间并被其可靠保持住，两光纤的起始横向间隔为0.5至1mm。光纤由具有铰链的夹板33压紧。夹持装置14由驱动器26带动旋转，用来互相缠绕光纤，例如缠绕一转，夹持装置14、16及驱动器26就组成一种装置，用于使光纤保持紧密的并排接触。所设计的驱动器26可使光纤互相缠绕，但单个光纤本身不会扭转，这一点下面再详细描述。
拉伸装置22、24可以使夹持装置14、16均匀地移动，移动的方向相反并平行于加热炉12的轴线，因此，在形成双锥型的步骤期间，可以拉伸光纤。它们在设备的工作期内，结合一张力监测装置23，对光纤施加一个张力。张力监测装置23，例如是一个应变仪电桥，与夹持装置14、16安装在一起。
图2至图4更详细地表示了加热器组件11的结构，包括一个外壳40。它由四个主要部件组成一个环形绝热的核芯44，例如由石墨毡垫制成，一对大的环状电极46、47，以及一个外安装环48。安装环48包围着核芯44，这两个部件又被夹在电极46、47之间，环的构形具有一稳定的底座120，用于支承组件(图2)。这个组件用多个螺钉45把电极固定到安装环48上。两电极是完全互相电绝缘的，它们与核芯和安装环，也利用合适的绝缘垫板43进行绝缘，螺钉45外面也装上绝缘衬套43a。
在外壳40的中心有一空腔42，用以容纳加热炉12。电极46、47的中心孔，作成锥形，小头朝里，各自与导电的铜制圆锥形套筒49相配合，套筒以轴向对称的方式紧紧地固定住加热炉。套筒49由端板49a推到头，用螺钉49b固定到电极上。圆锥形套筒49可以承受加热炉在加热时的热膨胀作用。
碳制加热炉12，由均质固态石墨制成的管体，被电流加热。电流是从合适的电源60经具有冷却液导管62的电缆引入的。电流流经一电极46，传到圆锥形套筒49，到加热炉12，到另一个圆锥形套筒49，再流到电极47。
加热炉12的轴线最好是水平的，而不是垂直的，如图所示，这是为了避免“烟囱效应”，不使微粒及其他杂质沉积在光纤上。
加热炉12的中空内腔13作成轴向对称的圆形截面，在夹持装置14、16之间的空间，形成横向开口，是由加热炉，绝热核芯44及安装环48上的纵向槽50、51及52对齐成同一平面形成的。空腔13两端孔，与端板49a的孔对准，以便形成一条明显的穿过加热器组件的轴线。
加热炉12在其内腔13中有一种温度分布，也就是相对于中心点形成大致的轴向对称及纵向对称的分布。更具体地讲，加热炉的外形构成一个双锥形锥体(见图4)，由台阶或肩部54形成两端直径大，中部较细，中心凸台55由两腰部56相分隔，这样，中空内腔的温度分布呈现出加热炉中心区域的单一的峰值温度区，在比中心区大的限定区域内，有一急剧下降的变化。图5表示了这样的纵向分布的几种实例。虽然别的形状的加热炉也可以得到这种形式的温度分布，但图示的形状是特别有效的。两肩部54的距离最好在10和20mm之间，例如大约15mm，内腔13的直径最好在4和8mm之间，例如大约6mm。凸台55保证有一平顶的形状，这样可以限制耦合器横截面沿锥面及腰部长度上不希望有的变化。在加热炉孔中放入横向开槽的石墨堵头65，位于两腰56的旁边，这样可以进一步增加温度的急剧变化。
组件11有一长孔66，可放高温计110(图2)，用于监测加热炉12的温度。还有一个导管68及孔69，它们用于在加热及拉伸步骤的期间内，将气体，例如一种惰性气体(例如氮气)引入到空腔42以及加热炉的内腔13之中。为了最适当地控制石墨加热炉引入这种气体是非常必要的。正如上面所述的，这种气体也可周期性的置换，例如引入气体甲烷，对加热炉内表面进行热解处理。电极46、47也有内部冷却管，它们以数字70为代表，冷却液经导管62流入冷却管70进行循环。
图6和图7更详细地表示了夹持装置16的结构。一对具有光纤槽31a，31b的滑板30，30′，用一对不锈钢板34分别固定到安装板32，32′上，钢板34用压条35及螺钉35a固定。在钢板34的垂直面上装有前面所提到的应变仪装置23。为了限制滑板30的移动范围，在安装板32上装有突起的挡块130，131它们与滑板上的凸块132相配合作用。
在滑板30，30′上装有三个有铰链的钢制压板33，33′，33″。垫板33a装在压板33、33′及33″的下面，它们分别压住单根光纤及两根光纤。压板33，33′及33″是由磁铁37吸住而压紧光纤的。光纤槽31a、31b是V型槽，其大小要能够使光纤横截面的大约一半高出滑板的表面。
安装板32，32′安装在一个共同的底板38上，可以作平行于光纤方向的滑动，这种滑动是用指状旋纽39的转动来进行的，它们也用来分别对光纤施加单个张力，或者调节光纤的张力。底板38是支座72的一部分，支座72可以沿丝杠74作平行于光纤的均匀的移动，也可以沿丝杠21作垂直于光纤的移动。丝杠74由电机76驱动，这些组件就构成了拉伸装置24。
图8和图9更详细地表示了旋转器26的结构。一个环形外圈80装有轴承82、83支承着一个前部环形齿轮84，和一个尾部大型直齿轮86，两齿轮外径相等，环形齿轮84有内齿，内齿与一对行星齿轮88、89相啮合，行星齿轮88、89装在齿轮86的孔91内的轴承90上。齿轮84、86之间用滚珠座圈92互相支撑。行星齿轮88、89有轴孔94，光纤8、9分别穿过轴孔，被行星齿轮前面的卡头或夹盘96夹紧，尾部有滑动离合器98。
直齿轮86还装有一根朝前伸出的杆100，另一端与夹持滑板30
相连接。每一齿轮84、86由自己的步进电机(未表示)单独驱动，并在计算机控制下进行调节，于是当齿轮86旋转时，使光纤互相缠绕，由环形齿轮84驱动行星齿轮对作用在单根光纤上的合成扭矩进行精确地抵消，因此，每根光纤本身不发生扭转。当然，如果希望的话，本设备也能调整得到所希望的光纤的不为零的扭转量。
在使用本装置制造融接的双锥型光纤耦合器时，选择一定长度的一对光纤8、9例如线芯为锗掺杂的多模二氧化硅光纤，首先在各自的区段内剥去保护层以露出涂复层，再采用任何已知的适当技术浸蚀涂复层，使整个区段或部分区段的涂复层厚度减小，然后清洗光纤，例如在甲醇溶液中清洗或用甲醇海绵擦拭。正如图1所示，光纤固定在狭槽52的前面，并与槽对齐，利用夹持装置14、16使光纤处在规定的平衡张力的作用之下可靠地夹持。然后利用旋转驱动器26及夹持装置14，使光纤缠绕在一起，(典型的是绕一转，但也可以绕多转，例如最大到四转)，光纤就形成紧密的并排接触。夹持装置16可以方便地使每根光纤都精确地处在所希望的张力作用下。
然后，步进电机18、20工作，驱动丝杠19，21旋转，使夹持装置14，16在滑道15，17上以相等的速度移动，图中向箭头58所示方向移动，于是紧密接触的光纤经狭槽52、51、50进入到加热炉空腔13的中心。这个位置就是图1中点划线所示的位置，接触/缠绕的光纤段的中心应该处在加热炉空腔纵向温度分布的中心。然后接通电源60，加热这个已初始张紧的、经浸蚀并接触的光纤段，使其达到的温度足以引起光纤段软化并融接在一起，这个融接方法本身是大家都已清楚的，融接的长度，例如约为1cm，要达到的温度超过1600℃。
在融接步骤期间，拉伸装置22、24工作，以相对较慢的速度，例如对于1cm的融接长度，每分钟1至4mm，向相反的方向拉伸光纤，这是为了防止光纤产生下垂，而与加热炉空腔13的表面或其他邻近的部件相接触。应变仪装置23用来维持适宜的光纤张力。
在加工过程中，最好在一根光纤的一端射入一光线，而在每一根光纤的另一端进行监测，尽可能连续监测耦合系数及超量功率损失。当观测的耦合系数达到例如大约为2%时，就可以认为融接已经完成，拉伸速度就可提高，例如每分钟7至8mm，这种速度可以使融接的光纤产生双锥型，这也是众所周知的。加热和拉伸以受控的方式停止进行，以便得到所要求的耦合系数。典型地说，对于每根原先已被浸蚀的直径为80至90微米的光纤来说，耦合器的腰部宽度为30微米。在较快的拉伸期间，加热炉温度可以降低。现在，双锥型耦合器就可以按已知技术进行包装和/或封装，使其避免受到有害环境影响，并增加抗震强度。
图10是计算机控制设备方框图，一旦光纤被夹持就位时，就能自动进行上述全部工序过程。计算机的特别任务是提供两步拉伸法，这是本发明的一个显著的特征。
图11说明，当利用刚描述的方法，用浸蚀掉涂复层的多模光纤制造耦合器时，后一工艺步骤的情况。所要求的耦合系数为50%，得到的耦合系数为48%。曲线A、B分别代表上面提到的从光纤一端得到的功率输出，在加热炉达到最高温度(曲线C)之前的一个很短时刻开始进行监测。曲线D代表拉伸速度，曲线E代表耦合器的功率损失。
这些曲线突出说明了本发明的优点。从融接加热开始到结束化费的总的时间仅约为六分半钟，耦合系数的波动非常小，测得的功率损失也很小，仅0.05dB。
业已发现本发明的技术可使操作者多次重复制造标准化的耦合器，完全满足所要求的输入损耗(insertionloss)，耦合系数的容容许偏差、折射系数及方向性标准。一般来说，希望尽可能减少这些参量，但是可能还有另一方面的要求，就是生产出具有特殊性能的更复杂的耦合器，例如根据波长而改变性能，那么本发明的方法和装置，进行必要的控制就能获得这样的特性。
就本发明人所知，目前市场上能得到的最好的多模耦合器，输入损耗为0.3dB的数量级，对所定耦合系数为50%时，偏差为±5%。市场上最好的单模耦合器，损耗大约为0.1dB。本发明的方法，对于多模耦合器来说，可得到损耗约为0.1dB，耦合系数偏差为±2%的数量级，重复性也很高。
本发明的方法，利用一个加热炉，通过控制耦合器的横截面，能够很好地控制单模耦合器的偏振灵敏度。根据本发明，有可能控制加热，也就是控制融接以减少偏振灵敏度，或者控制在一个所希望的水平。对多模耦合器来说，利用加热炉精确控制融接区，就能减小对输入信号的不希望出现的非对称特性，或者说，容易进行控制，以获得所希望的非对称特性。
应该指出，被加热的加热炉及光纤的加热速度，可以提高到几百摄氏度或更高，这是对原先制造方法的一种重大改进。
本发明的方法及装置，组成了制造光纤耦合器的最简单，可靠以及有效的设备，这套设备更适用于大量生产的技术部门。
权利要求
1.用于制造融接的双锥型光纤耦合器的装置，其特征在于包括具有纵向狭槽的中空加热炉；使至少两根经适当预处理的光纤保持紧密并排接触的装置；使光纤作相对横向运动，经所述狭槽进入和移出所述加热炉的装置；使加热炉加热的装置，再使已紧密并排接触的光纤段加热，直至温度足以使光纤段融接在一起；以及纵向拉伸处于热的加热炉中的已被加热的光纤的装置，使每一根已融接的光纤变成双锥型，从而形成一个耦合器。
2.根据权利要求
1的装置，其中加热炉包括固体的，一般为管形的电阻元件，当通以电流时，其元件材料产生热量。
3.根据权利要求
2的装置，其中所述加热炉的材料是碳。
4.根据权利要求
1，2或3的装置，其中所述加热炉放置在机壳内，机壳具有细长槽，它与加热炉的纵向狭槽处于同一平面并与其对准。
5.根据权利要求
4的装置，其中所述加热炉用一对导电的圆锥形套管保持在所述机壳的孔内，圆锥形套管分别在加热炉的端部和互相电绝缘的环状电极之间夹紧，电流经环状电极流过所述加热炉。
6.根据上述权利要求
的装置，其中所述加热炉作成轴向对称的，但沿轴线是不均匀的，呈连续的变化或呈台阶状变化，当电流通过加热炉时，在其空腔内部提供一种预定的温度分布。
7.根据权利要求
6的装置，其中所述加热炉具有一个中心区段，其横截面相对于轴两端的区段要小，于是在加热炉的中心区域中，温度分布呈现一种单一的峰值温度区，在此中心区域大的限定区域内，呈现急剧的下降变化。
8.根据权利要求
5或7的装置，还包括一个装置，用于在加热步骤期间，允许气体进入加热炉的内部。
9.根据前述任一项权利要求
的装置，其中所说用于保持光纤的装置包括可松开的夹持装置，以及用于使光纤横向运动的装置包括用于这种夹持装置的丝杠驱动器。
10.根据权利要求
9的装置，其中所述的夹持装置以及所述的拉伸装置适合对每一光纤提供纵向张力，并同一个用于监测一根或多根光纤的张力的装置装在一起。
11.根据权利要求
8或10的装置，其中所述夹持装置及拉伸装置包括一对夹板，它装在支座组件上，支座组件一方面由所述丝杠驱动器带动作平移运动，另一方面可以纵向拉伸已加热的光纤。
12.根据权利要求
9、10或11的装置，其中所述夹持装置包括一个带有槽的滑板，槽中分别放置光纤，以及一个或多个有铰链的压板，用来压紧光纤，并利用磁铁保持这种位置。
13.根据前述任一项权利要求
的装置，还包括一个装置，用来使光纤互相缠绕，形成紧密接触的光纤段。
14.根据权利要求
13的装置，其中所述缠绕装置包括一对具有可接受光纤的带孔的行星齿轮，以及联结在一起的齿轮驱动装置，以使行星齿轮旋转，使光纤互相缠绕，而单根光纤本身不会扭转。
15.一种制造融接的双锥型光纤耦合器的方法，其特征在于包括使至少两根经适当预处理的并排的光纤进行相对横向移动，经加热炉的纵向狭槽进入到中空加热炉内;使加热炉加热，进而使已成为紧密并排接触的光纤段加热，其温度足以使光纤段融接在一起;纵向拉伸处于热的加热炉内的已加热的光纤，使每一根已融接的光纤变成双锥型，并形成一个耦合器;以及使耦合器作相对横向移动，从加热炉内经所述狭槽移出。
16.根据权利要求
15的方法，其中所述的加热，应为相对于每一光纤段，大致形成轴向对称，并在离相接触的光纤的中心区域的两个方向上大致是均匀的。
17.根据权利要求
15或16的方法，其中从加热炉中移出耦合器，只是在快速的并受控的冷却之后进行。
18.根据权利要求
15、16或17的方法，其中所述加热，是由加热炉的温度分布而获得的，在加热炉的中心区域，呈现一种单一的峰值温度区，在比中心区域大的限定区域中，呈现急剧的下降变化。
19.根据权利要求
15至18中任一项权利要求
的方法，其中所述光纤段，采用互相缠绕光纤，使其实现紧密的并排接触。
20.根据权利要求
15至19中任一项权利要求
的方法，其中与所述光纤段融接在一起的同时，以一种初始速度拉伸光纤，初始速度要比随后把光纤拉伸变成双锥型的速度慢。
21.一种制造融接的双锥形光纤耦合器的方法，其特征在于包括加热已成紧密并排接触的光纤段，其温度足以使光纤段融合在一起;与光纤融接在一起的同时，以一种较慢的初始速度纵向拉伸光纤;以及随后以一种较快的速度纵向拉伸已加热的光纤，使每一融接的光纤变成双锥型，形成一个耦合器。
22.根据权利要求
21的方法，其中耦合器的耦合系数被连续监测，并根据预定的耦合系数的观测数值而改变拉伸速度。
23.用于制造融接的双锥型光纤耦合器的装置，其特征在于包括用于加热已成紧密并排接触的光纤段的装置，其温度足以使光纤段融接在一起;用于纵向拉伸光纤的装置，以及用于控制所述拉伸装置的装置，以便在光纤融接在一起的时候，以一种较慢的速度拉伸光纤，随后以一种较快的速度拉伸已加热的光纤，使每一融接的光纤变成双锥型，形成一个耦合器。
24.根据权利要求
1至14中任一项权利要求
的装置，其中的中空加热炉及其狭槽大致处于水平位置。
专利摘要
用于制造融接的双锥型光纤耦合器的装置，包括具有纵向狭槽的中空加热炉夹持装置，使至少两根经适当预处理的光纤保持紧密并排接触。夹持装置由电机驱动，使光纤作相对横向运动，经狭槽进入炉中和从炉中移出。电源使炉加热，再使光纤段加热，直到温度足以使光纤段触接在一起。与夹持装置装在一起的拉伸装置，纵向拉伸处于加热炉中的光纤，使每一根已融接的光纤变成双锥型，从而形成一个耦合器。
文档编号G02B6/38GK87101248SQ87101248
公开日1988年8月10日 申请日期1988年11月14日
发明者戴维·哈林·索尔克拉夫特, 戴维·罗伯特·卡纳比特, 斯科顿·克拉伦斯·拉什来京, 蒂莫斯·彼得·达伯斯 申请人:澳大利亚康芒瓦尔工业研究开发公司