[发明专利]一种光纤熔接方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤熔接方法领域，具体是一种光纤熔接方法。

背景技术

传统的光纤通信和光纤器件主要通过稀土掺杂石英玻璃光纤来实现，石英玻璃光纤之间由于具有相似的光学特性和热力学特性，一般采用普通的对称加热方式即可实现低损耗熔接，石英玻璃光纤之间的熔接技术也较为成熟。然而，石英玻璃光纤由于其固有的结构特点，致使其稀土掺杂含量较低，这严重限制了石英玻璃光纤的增益系数等。因此，具有高稀土掺杂能力、性能优异的多组分玻璃光纤对于下一代全光网络、光纤传感系统和物联网的发展具有重要的意义！然而，以多组分玻璃光纤作为介质的新型光纤器件的发展又面临着一个新问题——如何实现多组分玻璃光纤与传统石英玻璃光纤间的熔接，将具有不同模场、不同熔融温度、不同光学特性和热力学特性的两种玻璃光纤高品质的熔接在一起，需要在光纤熔接时，在熔接点的两侧同时实现合适的温度场强度、梯度和分布。瑞典艾利森电话股份有限公司（ZL 200480026815.1）曾于2004年提出通过在预熔融过程期间拍摄暖图像以俘获热光发射并确定加热电弧中心位置，控制温度场分布，实现了具有适配模场直径光纤的熔接。美国康宁公司等也曾经利用非对称加热的方式实现了不同熔融温度玻璃光纤间的熔接。然而，要同时对加热区域的温度场强度、梯度和分布进行调控，同时实现不同熔融温度、不同模场直径光纤的熔接，还具有相当大的难度！此外，相比于点加热源（如激光加热等）的方式，体加热源（如电阻板加热等）拥有更为均匀的加热温度场，更加适用于具有较粗直径和异型结构光纤间的熔接。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种光纤熔接方法，本发明利用调节阻热套管断面的形状及其内通入的循环流体的阻热系数，有效实现不同热学特性和模场直径光纤之间的熔接。

本发明实现目的所采用的技术方案为：

一种光纤熔接方法，包括：将不同熔融温度、相同模场直径的光纤放在一对体加热源之间，并在低熔融温度光纤外侧套上矩形断面的阻热套管，并通入循环冷却流体，然后进行熔接；将不同熔融温度、不同模场直径的光纤放在一对体加热源之间，不仅在低熔融温度光纤外侧套上矩形断面的阻热套管，并在模场直径小的光纤外侧套上楔形断面的阻热套管，套管内均通入循环冷却流体，然后进行熔接。

所述循环冷却流体包括室温导热系数为0.62 W/m·K的水或室温导热系数为0.55 W/m·K的质量百分数为30%的氯化钙盐水，一个大气压的氩气和氮气。

所述循环冷却流体为液体时，其流动速率为0.01~5 m/s。

所述循环冷却流体为气体时，其流动速率为0.01~10 m/s。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

本发明的优点是，能够同时熔接传统方法不能熔接的不同熔融温度、不同模场直径的光纤。通过调节阻热套管断面的形状及其内通入的循环流体的阻热系数，即可在很大范围内调节温度场强度和梯度分布，实现不同熔融温度、不同模场直径的光纤的低损耗永久熔接。

附图说明

图1 为本发明不同熔融温度、相同模场直径光纤的熔接示意图；

图2 为本发明循环冷却流体的通入方式示意图；

图3 为本发明不同熔融温度、不同模场直径光纤的熔接示意图； 

图4 为本发明不同熔融温度、不同模场直径光纤的熔接示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

以低熔融温度磷酸盐玻璃光纤（软化点为450～700 ^oC）和高熔融温度标准石英玻璃光纤（软化点为1600～1750 ^oC）之间的熔接为例。

如图1所示，磷酸盐玻璃光纤1和剥除涂覆层的石英光纤2小心放置于熔接机的V型槽内，调节两光纤的位置，使两光纤断面对称放置于对称加热源12中心处。当磷酸盐玻璃光纤模场3和剥除涂覆层的石英光纤模场4直径相同时，在磷酸盐玻璃光纤1外围套上一断面为矩形的阻热套管5，该矩形阻热套管5内通入循环冷却流体-室温导热系数为0.62 W/m·K的水，将温度场调节到适合石英光纤2热学特性，使磷酸盐玻璃光纤1一侧区域温度场与其热学特性匹配，这样，石英光纤2处于高温区，磷酸盐玻璃光纤1则处于低温区，两光纤均处于熔融状态，经夹具6移动装置推进后，很好的熔接在一起。