单步骤的光纤制备的制作方法
专利名称单步骤的光纤制备的制作方法
技术领域本发明一般地涉及光纤通讯，具体来说，涉及一种用来将光纤熔合到另一光纤、光波导或光学器件上而制备光纤的方法和装置；用来抛光或形成透镜而制备光纤的方法和装置；以及用来为光学或几何测量制备光纤的方法和装置。
背景技术 光纤通常包括一周缘被一外玻璃层包围的内玻璃层。内玻璃层具有的折射率大于外玻璃层的折射率以提供波导功能。光纤波导的内层传统上称之为内芯，而光纤波导的外层传统上称之为覆层。光纤通常具有一非常小的直径，而且易于受诸如机械应力和环境条件的外部影响。这些环境条件可不利地影响光纤。为了保护光纤免遭这些环境条件的影响，用一层或多层的保护材料周缘地包围光纤。按照惯例，这些保护的外层称之为缓冲层，涂层。
光纤的某些使用要求从光纤的一端部或远离光纤端部的光纤部分去除一部分缓冲层。例如，为了制作一光纤连接头，从至少一个光纤的端部和远离另一光纤端部的一部分剥去缓冲层，并且光纤被剥离的部分以并排的关系熔合在一起。或者，光纤可以对接的关系熔合在一起。在此关系中，光纤的端面连接在一起并进行熔合。
缓冲层可用手工方法从光纤上剥离，将光纤放在一手持工具内，使工具的刀片与涂层的相对侧接触，然后，相对于涂覆的光纤的轴线(光轴)移动工具。光纤的裸露部分则必须加以清洁。这可通过各种工艺技术来实现，例如，手工擦洗光纤的方法，用浸有酒精或合适溶剂的布擦去在缓冲层剥离过程中沉积在光纤裸露部分上的缓冲层颗粒。清洁过程还从光纤表面去除任何其它的污染物。清洁过程也可使用各种类型的设备来实现，从而不必用手工进行清洁。这些设备是有效的，因为避免了手工劳动的身体的接触。除了安全的问题，清洁过程通常更快捷、更干净，并避免由手工操作引起的光纤上的任何的缺陷。
用来熔合的制备光纤的过程的下一步骤是切割过程。切割过程设计来以相对于光轴的特殊角度提供一大致平的表面。例如，光纤端面的平面可垂直于光纤的光轴。这在传统上使用市场上出售的切割工具在一手工步骤中进行。该手工顺序包括夹住光纤，用切割工具切割光纤。这种工艺过程具有最终影响光纤光学特性的缺点。例如，如果夹具不适当地加载，则切割刀片相对于光纤可能未对齐。而且，某些光纤以盘绕形式进行运输。此外，某些光纤包括一附加的大直径的保护涂层。光纤中的卷曲或弧形可在切割过程中导致对光纤对齐造成不利影响。这可导致一差的切割角的公差，并最终不利地影响光纤在其最终使用中的光学特性。为此目的，通常通过对光纤施加张力来实施切割。如果张力太大，则光纤可经受与应力有关的损坏。如果张力不够大，则切割刀片不能实现良好的切割，并导致一不理想的切割角。
最后，上述传统的光纤的剥离、清洁和切割方法包括从一个工位到另一工位的各种运输步骤。面对各个这些步骤，操作者会受到伤害，且光纤受到可能的损坏。而且，循环的时间可受到手工运输的不利影响。还存在相当高程度的劳动力的投入，并要求有效地生产可接受的切割端面。
因此，要求有一种克服上述传统技术和装置的诸多缺点的制备一光纤的方法和装置。
根据本发明的一示范的实施例，光纤制备的方法包括同时地处理具有基本上垂直定向的多个光纤，而该同时处理过程基本上是自动操作的。
根据本发明的另一示范的实施例，光纤制备装置包括一光纤夹持器运输装置，其夹持至少一个垂直定向的光纤。该光纤制备装置还包括至少一个光纤处理工位。
如果参照附图进行阅读，则从下面的详细描述中可以最好地理解本发明。需要强调的是，各种零件并没有必要按比例绘出。事实上，为了讨论的清晰，尺寸可以任意地增加或减小。
图1是根据本发明的一示范的实施例的光纤制备顺序的流程图。
图2是根据本发明的一示范的实施例的用于光纤制备的一机器的立体图。
图3是根据本发明的一示范的实施例的光纤制备机的俯视图。
图4是根据本发明的一示范的实施例的光纤夹持器运输装置的立体图。
图5(a)是根据本发明的一示范的实施例的光纤矫直工位的立体图。
图5(b)是沿图5(a)中的线5(b)-5(b)截取的一光纤矫直工位的截面图。
图6(a)是根据本发明的一示范的实施例的光纤剥离工位的立体图。
图6(b)是根据本发明的另一示范的实施例的光纤剥离工位的另一立体图。
图7是根据本发明的一示范的实施例的清洁器组件的立体图。
图8(a)是根据本发明的一示范的实施例的清洁器组件的立体图。
图8(b)是根据本发明的另一示范的实施例的清洁器组件的立体图。
图9是根据本发明的一示范的实施例的用于光纤制备的一机器的功能框图。
图10是根据本发明的一示范的实施例的用于光纤制备的一机器的功能框图。
图11是根据本发明的一示范的实施例的用于光纤制备的一机器的功能框图。
图12是根据本发明的一示范的实施例的用于光纤制备的一机器的功能框图。
图13是根据本发明的一示范的实施例的用于光纤制备的一机器的功能框图。
图14是根据本发明的一示范的实施例的用于光纤制备的一机器的功能框图。
图15是根据本发明的一示范的实施例的用于光纤制备的一机器的功能框图。
具体实施例方式
在下面的详细描述中，为了说明而不是限制的目的，下文的阐述揭示特殊细节的示范的实施例，以提供对本发明的彻底的理解。然而，本技术领域内的技术人员显然会认识到，本发明可以脱离这里揭示的特殊细节的另外的实施例来实施。在其它的例子中，可略去对众所周知的装置和方法的详细的描述，不致使本发明的描述模糊不清。
简而言之，本发明涉及一种同时地处理具有基本上垂直定向的多个光纤，而该同时处理过程基本上是自动操作的方法和装置。例如，所示的方法和装置公开用于其切割的光纤的制备。根据本发明的一示范的方法，光纤放置在一机器内。机器移动光纤到一矫直工位，在那里，光纤进行矫直。机器移动光纤到剥离器工位，在那里，缓冲层从光纤的至少一部分上剥离。机器移动光纤到清洁工位，在那里，光纤进行清洁。机器移动光纤到切割工位，在那里，光纤被切割。
本发明具有优点的原因在于，它可执行传统上需手工实施的各种步骤。因此，本发明促使减少裸露光纤的搬运，这样，提高工作场所的安全性。而且，本发明促进制备光纤端部的清洁。本发明还导致减少为切割光纤而制备光纤所要求的时间。此外，根据本发明的一示范的实施例实现的切割可导致端面相对于光轴具有精确的角度；且基本上很少有失常或因切割引起的碎裂。直观上，然后，切割的光纤可通过各种技术熔合到另一光纤上，另一光波导上，或包括一集成的光波导或硅光具座的其它的光学器件上。较佳的切割导致较佳的光纤与另一光纤，光波导或其它光学器件的熔合。通过根据本发明的一示范的实施例的切割的光纤，这可最终导致较佳的耦连和较佳的光学特性。
尽管用于切割的光纤的制备对于熔合上述光纤段是有效的，但切割的光纤也可用机械方法进行切片，其中，使用光学粘结剂在光纤、另一光纤或上述其它的光学器件之间提供机械连接。此外，根据本发明的一示范的实施例为切割和光纤的切割的制备可用来实现功率仪表的测量、光学测量(例如，偏振模式传播测量)，以及在本技术领域内的技术人员范围内的其它的测量。此外，根据本发明的示范的实施例为切割和已切割而已制备的光纤可应用于机械测量(例如，内芯-覆层同心度测量)，光学时域反射计(OTDR)连接。而且，根据本发明的一示范的实施例为切割和已切割制备的光学可具有用于光纤开关的端部，特别是用于大量的光纤开关。最后，根据本发明的一示范的实施例的清洁顺序导致比传统达到的更佳的去污。去污最终可在根据本发明的一示范的实施例制备的光纤的各种应用中导致较佳的光学耦连。从本公开中得益的本技术领域内的技术人员显然容易明白上述的和其它的优点。还有另外一些优点可通过使用本发明而加以认识。
现参考图1，切割一光纤的说明性的方法通过一流程图来表示。图中可见，图1的方法可使用诸如下文描述的光纤制备机来实施。或者，图1所描述的说明性的方法可使用其它的光纤制备机来实施。在101，光纤放置在该机器内。所示光纤具有一随机的长度。接下来，在102，机器移动光纤到一矫直工位，在那里，光纤进行矫直。实施光纤的矫直是为了去除因涂层引起的光纤的卷曲。这种卷曲可以是十分地严重，所以进行有效地消除以使光纤按规定的不变的长度切割。这可便于所述的制备顺序，并最终确保诸如熔合到其它光纤、光学波导或光学器件上的光纤的各种应用中的提高的光学耦连。应该指出的是，光纤可在矫直工位切割成预定的长度。光纤切割成特定的长度具有本文所述的优点。
接下来，如103所示，机器移动光纤到剥离器工位，在那里，缓冲层(或涂层)被剥离。因为光纤在如102所述的矫直顺序中已进行了矫直，所以，可容易地实现缓冲层去除达到一预定并基本上不变的长度。接下来，如104所示，机器移动光纤到清洁工位，在那里，光纤进行清洁。该清洁步骤去除在剥离之后残存的或在前一个上述顺序过程中沉积在光纤上的任何的碎屑和/或污染物。去除这些碎屑和/或污染物有利于确保光纤熔合到其它光纤、光学波导或光学器件时合适的耦连。接下来，如105所示，机器移动光纤到切割工位，在那里，光纤以精确的端面角度(例如，垂直于光轴的端面角)被切割。光纤准确地进行张紧，以避免在光纤上发生太大或太小的张力。这确保光纤良好的干净利落的切割，基本上导致无缺陷的端面。最后，值得注意的是，上述的顺序可包括一碳的预燃烧，其可在缓冲层剥离之后进行。碳的预燃烧趋于增加电极的寿命和减小与铒光纤切片相关的变化，通常在各种光纤的应用中用作为一增益介质。
图2是根据本发明的一示范的实施例的光纤制备机器200的立体图。光纤制备机200包括一光纤夹持器运输装置201。光纤夹持器运输装置201具有多个囊匣202，其接纳具有光纤204设置在其中的光纤夹持器203。应该指出的是，光纤基本上垂直地定向。在根据本发明的示范的实施例的光纤制备机(由此进行处理)的各种工位中，该垂直的定向是有利的。其它的细节将在下面予以描述。光纤夹持器运输装置201示意地表示为诸如一转动鼓的圆柱形元件，其绕一可由伺服电机致动的轴205转动。或者，轴205可由一气动致动器、一转动的压电装置，或一齿轮传动机构予以致动。伺服电机或其它的装置可由微型计算机或合适的控制器(未示出)进行控制。当然，应实施软件来支持光纤制备的顺序。
光纤制备机200包括一大致地矫直光纤的光纤矫直工位(图2中未示出)；一去除一部分缓冲层的光纤剥离工位206；一清洁工位(图2中不易看见)；以及一切割工位207。
在图2所示的示范的实施例中，光纤制备机200具有顺序地处理六根光纤204的能力。当然，这只是举例说明而已，也可连续地处理其它数量的光纤，最终导致一根据本发明的示范的实施例的切割的光纤。而且，在如图2所示的示范的实施例中，使用大致圆柱形光纤夹持器运输装置201，光纤夹持器运输装置201转动地传送各光纤。这也只是为了说明而已，光纤夹持器运输装置201可以是适于从光纤制备机200的一个工位到下一个工位转动地传送光纤204的各种其它形状的元件。还应指出的是，光纤从一个工位到另一个工位转动地运动也只是为了说明而已，光纤也可通过其它类型的运动从一个工位传输到下一个工位。例如，光纤可线性地从一个工位移动到下一个工位。光纤也可线性地移动到第一工位，实施一预定角度的转动，然后线性地移动到下一个工位。变化的光纤夹持器运输装置的某些实例和光纤的运动由此在下文中予以描述。由此，对于得益于本发明公开的本技术领域内的技术人员来说，还有其它的光纤夹持器运输装置和光纤的运动显然也是可能的。
现转向图3，一示范的光纤制备机的俯视图示于图中。光纤夹持器运输装置201示为沿顺时针方向300转动。各光纤将顺序通过转动到达其下一个工位，其中，执行各自的过程。各过程顺序的特殊的细节和其元件的各种细节将在下文中详细地描述。现描述一示范的处理顺序的总的过程。具有基本上垂直定向的光纤放置在光纤夹持器203内。光纤夹持器203设置在加载工位301的囊匣202内。光纤夹持器运输装置201沿顺时针方向300转动到第一工位，图示为一光纤矫直工位302。在光纤矫直工位302，光纤被矫直并如上所述地进行处理。在光纤矫直工位内的处理一完成，光纤夹持器运输装置201转动到下一个工位，图示为剥离工位206。在剥离工位206，去除一预定长度的缓冲层。在剥离工位206内的处理完成之后，光纤夹持器运输装置201将光纤转动到下一个工位，图示为清洁工位303。在清洁工位303，从光纤上去除碎屑和污染物。在清洁工位303内的处理完成之后，光纤夹持器运输装置201转动到下一个工位，图示为切割工位207。然后，光纤被张紧一预定量，并切割光纤。这就完成了所示的制备顺序。光纤然后顺序地转动到最后的位置304，在那里，移去光纤夹持器203内的光纤。
应该指出的是，这里所述的光纤制备顺序和装置只是本发明的一示范的实施例。显然，执行相同的或不同的功能的其它的光纤处理工位可添加到顺序中。此外，如果要求的话，可包括较少的光纤制备工位。
有利的是，所示的光纤制备机200和过程使光纤以有效的过程进行切割，在各个工位连续地对光纤元件执行其各自的功能。借助于本发明，光纤基本上矫直，切割成预定长度，并具有基本上无缺陷和污染物的端面。此外，端面相对于光轴形成的角度是精确的。以上所述优点的进一步细节将在下文中进行描述。
根据所示实施例的光纤制备机200的另一优点在于，以基本上自动的方式同时地处理多个光纤的能力。现描述同时处理的一实例。在光纤夹持器203内的两个光纤204设置在加载工位301和304处的囊匣202内。光纤夹持器运输装置201顺时针地转动，将第一光纤带到剥离工位206，第二光纤到矫直工位302。第一光纤在剥离工位206内剥去其缓冲层，同时，在矫直工位302内矫直光纤。当两个步骤完成之后，光纤夹持器运输装置201再次顺时针地转动，将第一光纤带到清洁工位303，第二光纤到剥离工位206。当第一光纤清洁时，第二光纤剥离去其缓冲层。一旦清洁工位303和剥离工位206完成其循环，光纤夹持器运输装置201再次转动将第一光纤定位在切割工位207，而第二光纤定位在清洁工位303。当第一光纤在切割工位207内被切割时，第二光纤进行清洁。当两个步骤完成之后，光纤夹持器运输装置201转动，将第一光纤带到卸载工位304，第二光纤到切割工位207。此时，可卸载第一光纤。第二光纤进行切割，而光纤的处理可继续地同时进行，且基本上以自动的方式实施。
还要指出的是，光纤处理工位的数量和类型也只是示例性的。因此，根据本发明，显然，可以想象其它的类型以及多一些或少一些的光纤处理工位。
现转向图4，光纤夹持器运输装置201、转动轴205，以及伺服电机400示于图中。光纤204被夹持在置于囊匣202中的光纤夹持器203内。所示伺服电机400能使光纤夹持器运输装置201在图4所示的柱坐标系内沿
方向转动。图中所示，该转动是步进的转动。这使转动在特定工位内完成规定的处理后，即能直接地从一个工位转到下一个工位。一致动器(未示出)可被包括在伺服电机400内，以便沿±z方向转动。这可使光纤204被提升和下降进出工位的不同的元件。然而，在所示的实施例中，单个的工位适于提升和下降来在光纤204上执行各自的操作。因此，光纤夹持器运输装置201在顺序的步骤中从一个工位转动到下一个工位；且工位升起则执行其功能，而工位下降则到其原始的位置。然后，光纤夹持器运输装置201转动光纤到下一个工位，另一光纤到刚下降的工位。
如上所述，光纤夹持器运输装置201的运动可由伺服电机400、一致动器，或其它装置来致动。在任何情况下，伺服电机400(或类似装置)可由本技术领域内的技术人员熟知的微处理器进行控制。用于伺服电机400的微处理器也控制光纤制备机200的所有其它致动器的运动。或者，也可采用其它的控制器方案，只要使用协调的控制器。
应该指出的是，大致圆柱形的光纤夹持器运输装置201只是说明性的。即，其它形状也可用于光纤夹持器运输装置。光纤夹持器运输装置201所选择的形状将能围绕一轴线转动，以使光纤可在光纤制备机内从一个工位移动到下一个工位。例如，本技术领域内的技术人员容易明白可使用各种多边形。
现转到图5(a)和5(b)，分别地示出光纤矫直工位302的立体图和截面图。光纤基本上具有一垂直定向(图5(a)和5(b)中的z方向)。光纤的顺序是光纤从加载工位(图3中示于301)转到光纤矫直工位。光纤矫直工位302沿+z方向升起，以下降光纤到导入501内。或者，光纤可通过光纤夹持器运输装置(例如，图2中的光纤夹持器运输装置201)沿-z方向的运动而下降进入到导入内。其它的变化之处在于，随着光纤夹持器运输装置201顺时针转动，光纤通过转动的导入507进入光纤矫直工位302。一光纤夹持器传感器502探测光纤夹持器(例如，图2中所示的光纤夹持器203)的存在。这作为控制器的输入。这允许光纤制备机在空囊匣(例如，图2中的囊匣202)不需处理时可有效地操作。
筒式加热器503用于加热光纤。为此目的，如图5(b)所示，加热筒503与处理气体合作横贯通道504，以引入加热的移动的气体进入到加热腔室505内。加热筒503加热加热器块509。加热器块509由能热传导的材料制成，以便将热传输到气体横贯通道504和气体入口通道508，其中，气体通过对流加热。当光纤通过导入501或507下降进入到加热腔室505时，流入加热腔室505内的加热的气体通过对流加热光纤，由此，软化其缓冲层。应该指出的是，如上所述的光纤矫直工位302只是说明性的，因此还可包括其它的加热机构。例如，光纤可被加热气体扫描。光纤可保持在一加热区域内，并被辐射加热。光纤还可与加热表面接触，从而进行热的传导。
一旦缓冲层足够软化后，基本上所有设置的缓冲层被去除，光纤还原到玻璃的自然形状，其通常是非常笔直的。垂直的定向可使光纤容易地被引导通过导入。切割刀片506有效地切下规定长度的光纤段。如可容易地理解的，该长度相对地恒定不变，以便所有光纤被光纤制备机200进行处理，以及便于在各工位之间和在工位内的导向任务。
光纤矫直工位302在基本去除由设置缓冲层造成的卷曲方面特别有效。传统上，光纤呈盘形进行运输，在此整个时间内，光纤可因设置缓冲层而变得卷曲。光纤矫直工位302在去除这种卷曲上很有效。而且，光纤的垂直定向可帮助消除作用在光纤形状上的重力的变形效应，这种重力存在于根据本发明的示范的实施例的光纤制备过程的该步骤，前步骤和其后的步骤中。最后，在矫直工位302内切成定长的特征还具有的优点在于，碎片光纤可由机器和/或传送到废物回收箱中。垂直的定向还使重力帮助废物去除。
在光纤矫直工位302内的处理完成后，光纤夹持器运输装置201沿-方向(如图2所示)移动光纤。光纤在此不连续的转动步骤中转动到下一个工位，光纤剥离工位206。光纤剥离工位206示于图6(a)的详细的立体图中，现将对其进行描述。光纤剥离工位206沿+z方向移动，于是光纤(在图6(a)中位于示出)插入到导入601内。或者，光纤夹持器运输装置可通过沿z方向的运动下降光纤进入到导入601内。可以认识到，由于光纤剥离工位206的垂直的定向，所以，重力有助于光纤的导入。光纤通过剥离器刀片603之间并进入一加热的管子602内。在加热的管子的底部是一真空抽取管604。加热的管子和内部的空气通常加热到足以软化缓冲层。
剥离器刀片603周缘地切割入光纤的缓冲层。一气动缸605沿z方向下降加热的管子602和剥离器刀片603，同时，光纤204仍保持基本固定。由此，去除光纤的缓冲层。真空抽取管604舍弃去除下来的缓冲层和基本上在此特定过程中的所有其它的碎片。
或者，缓冲层可按如下方法去除，光纤插入到加热的管子602内后，热气体帮助从光纤上去除缓冲层材料。气体呈射流的形式，并导向到待去除的缓冲层材料的涂层材料的部分上。气体的成分基本上与缓冲层材料不发生反应。此外，高的气体温度足以软化缓冲层。使用热气体的进一步细节可见授予Miller的美国专利5,948,202。本文特别地全部援引Miller的专利以供各方面参考。
应该指出的是，光纤剥离工位206只是说明性的，可包括其它的剥离机构。例如，可使用本技术领域内技术人员熟知的其它的机械剥离器。此外，还可使用本技术领域内已知的热氮气剥离。
缓冲层在光纤剥离工位206上去除之后，光纤移动到清洁工位(如图3中303所示)。这又通过光纤夹持器运输装置沿-方向(例如，见图2的柱坐标系)转动运动来实现。现转到图7，清洁工位303图示在一详细的立体图中。清洁工位303包括一槽701和一光纤导入702。一气动缸703沿z方向提升槽701，因此，通过导入702将光纤浸没在圆柱槽内。或者，光纤夹持器运输装置201可沿z方向移动光纤204进入到槽702内。槽701是一超声波酒精槽。
光纤在槽701内还是沿垂直方向(如图7中所示的笛卡儿坐标系中的z向)定向。如图所示，导入702具有一大致锥形的开口。这便于光纤插入到圆柱槽701内。因为光纤垂直地定向，所以，光纤没有可能接触槽701的表面，该槽适于振动。最后，这基本上防止光纤强度的降低，如果光纤与振动表面接触，其结果形成超声波清洁的顺序(现将予以描述)。除了帮助光纤在清洁工位303的导入，垂直定向允许被动地处理所采用的任何的清洁流体。流体仍可保留在光纤之间的箱内。再者，如果清洁流体的质量密度小于污染物颗粒的话，则从处理的光纤上去除下的固体物可沉到箱底。
应该指出的是，所述的清洁工位303的清洁方法只是说明性的，其它的清洁方法也是可能的。例如，光纤可用浸渍合适清洁剂的垫进行清洁。借助于清洁工位303的运动，该垫可沿垂直方向在光纤上移动。
在清洁工位303的处理完成之后，光纤夹持器通过沿-方向(参见图2)的转动运动转向到切割工位207(如图8(a)中所示)。光纤垂直地定向(z向)，并设置在向下通过到下导入807的上导入806。上导入806和下导入807相对于切割角精确地定位光纤，示例为一超声波切割器角804，以用来实施切割。一张紧滑块802施加一大致静重的张力，通过一伺服电机和台阶808定位超声波角804。通过张紧滑块802施加到光纤上的大致静重的张力几乎不变。为此目的，张紧滑块802在基本上低摩擦的滑块上移动，并施加一几乎不变的张力，该张力设定在一特定的力的范围内。例如，对于250m直径的光纤，张力范围大约为170g至250g，该力通过张紧滑块802进行施加。当光纤适当地张紧时，借助于已知的技术，超声波角804切割光纤。在切割完成之后，光纤夹持器803释放光纤的切割部分。一真空抽取管移去光纤的切割部分，且光纤从上导入806移去。从安全的观点来看，真空抽取管的特别的优点在于，小而锋利的光纤片不需操作者手工地进行舍弃。
因为施加在光纤上的张力设定在特定的水平上，并基本上保持在该水平上，所以，基本上避免与下列情况相关的诸多问题在切割过程中具有不一致的张力，以及在切割过程中或太大或太小张力。最后，这促进提高相对于端面以精确的角度切割光纤的能力，并提供具有最小失真和/或碎裂的干净利落的端面。此外，根据本发明的示范的实施例的方法形成的光纤的端部，具有可忽略量的锯齿形，可忽略的芯片倾角，可忽略的唇部倾角，以及可忽略的螺旋倾角。端面受湿气影响的面积较小。在端面上伤痕的面积也较小。还应该指出的是，在所述说明性的实施例中，刀片的速度和位置对于确保切割的精度和质量是有效的。
光纤切割工位207的另一说明性的实施例示于图8(b)的详细的立体图中。在此说明的实施例中，光纤通过导入801插入到光纤夹持器803内。张紧滑块802还是施加一大致静重的张力到还是垂直定向的光纤上(z向)。当光纤适当地张紧时，超声波角804切割光纤。在切割完成之后，光纤夹持器803释放切割的光纤的下部。接下来，一真空抽取管805移去切割的光纤部分，并且光纤从上导入801移去。
在上述示范的工位中，切割机构是一超声波切割器角。当然，这只是说明性的，也可使用其它的切割机构来有效地切割根据本发明的光纤。一般来说，以有控制的速度和位置移动瑕疵诱导体，以便有效地切割光纤。瑕疵诱导体可以是超声波搅动的锋利的边缘，例如，上述的超声波切割器角。瑕疵诱导体可通过伺服电机和蜗轮来移动。此外，瑕疵诱导体可通过一转动的压电电机来移动。而且，还可在该能力上使用本技术领域内的技术人员的范围内的其它类型的瑕疵诱导体。
最后，切割工位207内的处理完成之后，光纤夹持器运输装置201沿-方向(参见图2和3)转动到其最终的位置304，在那里，光纤夹持器203从光纤夹持器运输装置201移去。光纤然后可进一步进行处理。进一步的处理可包括光纤与另一光纤、光学波导，或光学器件的熔合；或上述的其它的处理。
上述的方法只是用来切割根据本发明的一示范的实施例的光纤的说明性的方法。当然，可采用根据本发明的一示范的实施例的机器，实施其它的方法。在下面的实例中，将描述两个这样的说明性的方法。它们只是说明本发明，当然，也可使用另外的技术。
光纤制备顺序实例示例方法I操作者将光纤加载到夹具内。
操作者将夹具加载到盒仓内(多至3)。
操作者点击“开始”钮。
热矫直模块缸提升。
加热气体吹向光纤。
一旦涂层软化，通过玻璃刚度和重力矫直光纤。
加热气体吹向光纤。
一旦涂层软化，通过玻璃刚度和重力矫直光纤。
盒仓转向一工位。
第一光纤移动到剥离工位(同时，第二光纤移动到HSM等)。
剥离工位启动长度的切割。
钩剪超过光纤。
钩继续拉光纤，光纤在剥离器上对齐。
剥离模块提升。
光纤在剥离器刀片之间通过，进入到加热的真空管内。
加热管软化涂层。
剥离器在光纤周围闭合。
剥离器模块下降。
涂层从光纤上去除。
真空将涂层碎片抽吸到中央收集箱内。
盒仓转向一工位。
清洁工位清洁模块提升。
光纤进入酒精槽。
开始超声波振动。
清洁模块下降。
停止超声波振动。
盒仓转向一工位。
切割工位切割模块提升。
锥形导入擒获光纤。
光纤通过下锥形导入进入到真空抽取管。
夹持器关闭到光纤上。
启动张紧缸。
静重向下施加力到夹持器上。
光纤张紧。
切割器驱动器开始移动刀片朝向光纤。
开始超声波振动。
切割器驱动器继续移动。
刀片接触光纤。
光纤切割。
在张紧滑块上的夹持器(带有碎片端)通过重力落下。
超声波振动结束(通过定时器)。
切割器驱动器撤回刀片/夹持器打开(由真空除去碎片端)/切割器模块下降盒仓转向一工位。
操作者卸载切割的光纤端。
示例方法II操作者将光纤加载到夹具内。
操作者将夹具加载到盒仓内(多至3)。
操作者点击“开始”钮。
热矫直模块开始处理气体的流动(将加热的气体吹到HSM内的光纤上)。
一旦涂层软化，通过玻璃刚度和重力矫直光纤。
切割光纤成一定长度。
盒仓转向一工位。
第一光纤移动到剥离工位(同时，第二光纤移动到HSM等)。
当第一加载工位(热矫直模块)加载时，夹具传感器向控制器传送信号。
剥离工位剥离模块提升。
锥形导入擒获光纤。
光纤通过剥离器，进入到加热(或未加热)的真空管内。
加热管软化涂层。
剥离器接合光纤。
剥离器模块下降。
涂层从光纤上去除。
真空将涂层碎片抽吸到中央收集箱内。
盒仓转向一工位。
清洁工位清洁模块提升。
光纤进入酒精槽。
开始超声波振动。
清洁模块下降。
停止超声波振动。
盒仓转向一工位。
切割工位切割模块提升。
锥形导入擒获光纤。
光纤通过下锥形导入进入到真空抽取管。
夹持器关闭到光纤上。
启动张紧缸。
静重向下施加力到夹持器上。
光纤张紧。
切割器驱动器开始移动刀片朝向光纤。
开始超声波振动。
切割器驱动器继续移动。
刀片接触光纤。
光纤切割。
在张紧滑块上的夹持器(带有碎片端)通过重力落下。
超声波振动结束(通过定时器)。
切割器驱动器撤回刀片/夹持器打开(由真空除去碎片端)/切割器模块下降盒仓转向一工位。
操作者卸载切割的光纤端。
此时，在所述说明性的装置中，全部光纤夹持器运输装置移动(例如，转动)，由此，光纤从一个工位传送到下一个工位以便进行处理。这只是说明性的。因此，也可使用其它的装置来实现光纤从一个工位到下一个工位的输送。在下面示范的实施例中，将公开各种变化的光纤传输机构。这些机构也是说明性的，因而可使用其它的光纤传输机构。最后，应该指出的是，在以上示范的实施例中描述的诸方法可适用于本文所述的光纤传输机构。即，能使光纤从这里所述的一个工位传输到下一个工位的光纤传输机构均可得益于所示的方法和上述的诸工位。
图9是根据本发明的一示范的实施例的光纤制备机的功能框图。光纤可在加载/卸载工位(L/U)900进行加载和卸载。光纤夹持器运输装置905包括一轨道或类似的运输机构(未示出)，光纤夹持器203可置于该机构内。然后，光纤以顺时针方式转动前进到工位1(901)、工位2(902)、工位3(903)、工位4(904)，最后到达诸加载/卸载工位900中的一个，以便去除和制备。为了说明的目的，工位1(901)是如上所述的光纤矫直工位；工位2(902)是如上所述的光纤剥离工位；工位3(903)是如上所述的光纤清洁工位；工位4(904)也是如上所述的光纤切割工位。如可以容易地认识的，图9的示范的实施例的光纤制备机和上述那些制备机之间显著的差别在于，光纤夹持器运输装置905不移动，但其中含有的元件运动。此外，可使用大量的加载/卸载工位900。
图10示出根据本发明的另一示范的实施例。一光纤也位于加载工位1000，并前进到工位1(1001)、工位2(1002)、工位3(1003)、工位4(1004)，且最终到达卸载工位1005。光纤夹持器运输装置1006图示为五边形。光纤夹持器运输装置也包括一轨道，其中，光纤可从一个工位导向到下一个工位。而且，联系图9的示范的实施例所描述的工位与图10中的工位相同。再者，图10中所示的示范实施例和以上所述的实施例之间的显著差别在于，光纤夹持器运输装置的静止特性。为此目的，光纤夹持器运输装置基本上保持静止，但其中包括的机构能使光纤从一个工位移动到另一个工位。应该指出的是，诸光纤可保持诸模块内，它们通过轨道1007从一个工位传输到下一个工位。还应该指出的是，光纤(和模块，如果使用的话)的运动由已知的装置来实现。最后，应该指出的是，五边形只是说明性的，也可采用其它的多边形。
现转到图11，图中示出本发明的另一示范的实施例。在本示范的实施例中，光纤在加载工位1100加载，并从工位1(1101)传输到工位2(1102)、工位3(1103)、工位4(1104)，并到卸载工位5(1105)。光纤夹持器运输装置1106基本上是线性的，并具有轨道或其它的合适的装置来实现光纤夹持器运输装置长度下的光纤的运动，以使运动从工位1-4。
图12示出另一示范的实施例，它类似于图11中所示的实施例。加载工位与工位1组合，以形成加载/工位1(1201)。同样地，卸载工位和工位4也组合而形成工位4/卸载工位1204。工位2和3基本上保持与图5所示实施例的对应部分相同。此外，光纤夹持器运输装置1205基本上与图11中所述的相同。
现参考图13，图中示出一线性的光纤制备机。在图13中的示范的实施例中，有两个加载工位1300和两个卸载工位1305。光纤夹持器运输装置1206也包括一轨道或其它合适的装置，以便提供光纤分别地从工位1-4，的运动。当然，可使用所示的大量的加载工位1300和卸载工位1305。
转到图14，图中示出本发明的另一示范的实施例。在图14中所示的示范的实施例基本上与图11中所示的实施例相同，然而，如可容易地认识到的，在光纤夹持器运输装置1106的任一侧上有相同的工位。因此，光纤沿两个轨道，或其它类似的装置进行加载，以便如同图1的示范的实施例那样，能尽可能同时地处理两个光纤。或者，如果某一工位比另一工位花费更长的时间来完成处理，则两个工位可展开从单一工位3(1103)接收输出。
参见图15，图中示出一示范的实施例，其中，只有某些工位呈现为多个。例如，在图15所示的实施例中，工位4(1504)如同卸载工位1505是二重的。加载工位1500、工位1(1501)、工位2(1502)、工位3(1503)，以及光纤夹持器运输装置1506如上述示范的实施例所述的那样，例如，如图14的示范的实施例。采用本示范的实施例，光纤开始于加载工位1500，前进通过工位1(1501)、工位2(1502)、工位3(1503)。光纤可在两个工位4(1504)中的任一个内进行处理。光纤夹持器运输装置1506移动光纤到第一可供使用的工位4。如果工位4的循环时间大于完成在工位1、工位2、工位3处的处理步骤所要求的时间，则这是特别有利的实施例。当然，这只是说明性的，联系图15所简要描述的原理可扩展来包括本技术领域内的技术人员容易明白的其它的和更多的处理工位。
本发明由此描述完毕，显然，本发明可由得益于本发明的本技术领域内的技术人员以许多种方式进行变化。例如，应该指出的是，上述的光纤制备工位只是说明性的。为此目的，或多或少的光纤制备工位可容纳到各种示范的实施例中。此外，所采用的工位可执行与上述工位不同的光纤制备功能。这样的变体不被认为脱离本发明的精神和范围，而且，意在将对于本技术领域内的技术人员是一目了然的这样的改型，包括在由下面的权利要求书和其法定等价物限定的范围内。
1.一种制备光纤的方法，其特征在于，该方法包括(a)移动光纤到矫直光纤的光纤矫直工位；(b)移动光纤到光纤剥离工位，其基本上去除缓冲层的至少一部分；(c)移动光纤到光纤清洁工位，其基本上从暴露在(b)的光纤的部分去除碎片和污染物；以及(d)移动光纤到切割光纤的光纤切割工位。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，光纤基本上在(a)至(d)中垂直地定向。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光纤矫直工位施加热到光纤上，以便从光纤上大致地去除卷曲。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述剥离工位移动来去除所述缓冲层的所述部分，以及真空抽取管大致地移去所述缓冲层的所述的移去的部分。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在(d)之前，对光纤施加一基本上恒定的张力。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述切割部分的所述移去是通过一真空抽取管。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，光纤剥离工位切割光纤为规定的长度。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，光纤矫直工位切割光纤为规定的长度。
9.如权利要求7或8所述的方法，其特征在于，多余的光纤由一真空抽取管移去。
10.光纤制备装置，其特征在于，包括光纤夹持器运输装置；光纤矫直工位；光纤剥离工位；光纤清洁工位；以及光纤切割工位。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述光纤夹持器运输装置在基本上垂直定向上夹持多个光纤。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述光纤夹持器运输装置还包括一盒仓，所述盒仓包括多个位置，各个位置接纳一光纤。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述盒仓基本上呈圆柱形，并绕一轴转动。
14.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述光纤剥离工位还包括一加热的管子和剥离器刀片。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，所述光纤剥离工位还包括一真空抽取管。
16.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述切割工位还包括光纤夹持器和一张紧滑块。
17.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述光纤切割工位还包括一真空抽取管。
18.一光纤制备的方法，该方法包括同时地处理多个光纤，它们具有基本上垂直的定向，且所述同时地处理基本上是自动的。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述处理还包括执行从下述组群中选择的操作，它们主要包括矫直所述光纤，将所述光纤切割成预定的长度，从所述光纤剥离至少一个缓冲层，清洁所述光纤，以及切割所述光纤。
20.一光纤制备装置，其特征在于，包括一光纤夹持器运输装置，其夹持多个垂直定向的光纤；以及多个光纤处理工位，其中，所述光纤夹持器运输装置移动各个所述垂直定向的光纤，同时地，到达连续的所述多个处理工位。
一种光纤制备的方法包括同时地处理多个光纤(204)，它们具有基本上垂直的定向，且同时的处理基本上是自动的。一光纤制备装置包括一夹持至少一个垂直定向的光纤(204)的光纤夹持器运输装置(201)。光纤制备装置还包括至少一个光纤处理工位(206)。
文档编号G02B6/25GK813111
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者C·H·常, S·W·德明, M·A·约瑟夫二世, L·K·克林根史密斯, T·S·莫格, P·A·帕克斯, W·B·斯旺, C H 常, 克林根史密斯, 帕克斯, 德明, 斯旺, 约瑟夫二世, 莫格 申请人:康宁股份有限公司