[发明专利]用于从3D打印预成型体和相关结构制造光纤装置的方法

说明书

本申请涉及用于从3D打印预成型体和相关结构制造光纤装置的方法。一种用于制造光纤装置的方法可包含使用三维(3D)打印机以产生包含光学材料的预成型体。所述预成型体可在其中具有限定3D晶格的3D空隙图案。所述方法可进一步包含拉制所述预成型体以形成所述光纤装置。

技术领域

本发明涉及通信的领域，并且更具体地说，涉及光纤和相关方法。

背景技术

光纤通信利用光纤来输送已被调制成光的各种波长的通信信号。这比常规电线电缆允许通过更长的距离且以更高的带宽进行传输，这是因为光纤比常规电缆具有更少的信号损耗。

仍然，光子光纤的制造通常比传统光纤要更困难。通常，10⁵到10⁶个毛细管和实心杆手动地装配到预成型件中。接经加热和将预成型件拉制或拉动成最终光纤。此过程通常是劳动强度大且价格昂贵的。此外，可能难以拉制此类预成型件而不引发缺陷，缺陷会使所得纤维脆弱且不适合在某些光波长下使用。

已尝试各种替代性方法来产生光纤。在Cook等人的名为“从3D打印预成型件拉制的复杂空气结构化光纤(Complex air-structured optical fiber drawn from a 3D-printed preform)”的论文(《光学快讯(Optics Letters)》，第40卷，第17期，第3966到3969页(2015))中，论述了利用3D打印机来设计并打印接着被拉制成纤维的结构化预成型件的替代性结构化纤维制造方法。FDM打印方法用以使用随后被拉制成纤维的透明热固性聚合物来打印预成型件。预成型件纤维几何布置是由6个空气孔包围的实心芯。使用由含有苯乙烯-丁二烯共聚物和聚苯乙烯的聚苯乙烯混合物组成的市售的3D打印细丝。

虽然存在此类方法，但可能需要用于产生光纤的新技术来提供提高的稳固性、寿命以及不同光波长下的操作。

发明内容

一种用于制造光纤装置的方法可包含使用三维(3D)打印机以产生包含光学材料的预成型体。所述预成型体可在其中具有限定3D晶格的3D空隙图案。所述方法可进一步包含拉制所述预成型体以形成所述光纤装置。

更具体地说，所述预成型体可包含多个绞线。作为实例，所述绞线可以是螺旋绞线。在一个实例实施例中，所述绞线可以是反向旋转螺旋绞线。根据另一实例，所述绞线可以是相交反向旋转螺旋绞线。

所述空隙中的至少一些可沿着所述预成型体的一侧朝外开放。此外，拉制可包含拉制所述预成型体同时在其中保持所述3D空隙图案。另外，所述方法还可包含在拉制之前以不同材料涂布所述预成型体的至少一部分。根据另一实例，所述方法可进一步包含在拉制之前电镀所述预成型体的至少一部分。作为实例，所述预成型体的至少一部分可涂布有金。

在一个实例实施方案中，所述预成型体可包含多个绞线，且所述多个绞线中的至少一个可包括金属。因而，所述方法可进一步包含在拉制期间使电流通过所述至少一个金属绞线。作为实例，所述金属可包括钨。

根据另一实例方面，拉制可包含在相对于所述光纤装置的光轴偏移的方向上拉制所述预成型体。在另一实例中，拉制可包含相对于所述光纤装置的光轴在轴向和径向方向上拉制所述预成型体。作为实例，所述预成型体可包含二氧化硅、碳化硅和氧化铝中的至少一种。

还提供了一种预成型体。所述预成型体可包含待被拉制到光纤装置中并包含光学材料的细长主体。此外，所述细长主体可在其中具有限定3D晶格的3D空隙图案。

附图说明

图1是根据实例实施例的用于形成光纤装置的3D打印预成型体的透视图。

图2是沿着线2-2截取的图1的预成型体的横截面图。

图3是根据实例实施例的并入有光纤装置的系统的示意性框图。