製造牢靠的光纖耦合器的方法
2023-05-01 23:04:46 4
專利名稱：製造牢靠的光纖耦合器的方法
技術領域：
本發明涉及一種製造光學纖維耦合器的方法，這種耦合器能經受相當寬的溫度變化和經受例如抽拉從其上伸出的光學纖維引出端等外力的影響。
有一種稱為「熔融纖維耦合器」的光學纖維耦合器，它是通過將多根纖維在適當的長度上互相併排置放、並將它們的包覆層熔融在一起以固定纖維和減少芯子之間的間隔而形成的。
將耦合區域封裝在玻璃體內以形成一「外包覆耦合器」可改進耦合器的種種性能。將被熔融的纖維部份插入具有低於纖維包覆層的折射率的玻璃管內。該管子具有一個細長的內孔，其兩端各通過一便於纖維插入的漏鬥形承口與管子的端面相連接。管子的中心區緊貼在纖維上;然後中心區的中心部分收縮到耦合所需要的直徑和耦合長度。
在耦合器的中心區收縮後(見圖2)，在收縮區域的纖維被熔融在管子玻璃上。如圖2a所示，管子玻璃通常環繞著纖維流動並完全包圍著纖維，當然也有可能在某些用途中，人們希望在靠近耦合區域的纖維處保留狹長的開口區域或空氣通道。從管孔的收縮的中心區到管孔的未收縮部分，通過預型件的橫截面可以發現在靠近纖維的點28處開始形成小的空氣通道。在離收縮中心區較遠的地方，如圖2b所示，空氣通道增大，其中，纖維通過窄的橋接區域29與管子連接，而纖維與纖維之間則通過窄的橋接區域30互相連接。在離收縮中心區的某個距離處，如圖2c所示，纖維互相之間以及與管子之間相互分離。狹窄的橋接區域29和30的端部是潛在的纖維斷裂開始的部位。當軸向的拉力作用在纖維上時，斷裂往往發生在耦合器的這個部位。這個部位(這裡稱作纖維的「脆弱部位」)常常在距離d內的某處，該距離d是指離收縮中心區端部m約5mm的地方。
耦合器被拉伸並冷卻後，在各漏鬥形承口裡加一滴粘結劑，以增加纖維引出端的抗拉強度。封閉在孔裡的空氣傾向於使粘結劑停留在漏鬥形承口裡而不能進入孔中。增加粘結劑進入管子未收縮孔部分深度的技術請參見1992年7月16日遞交的美國專利申請S.N.07/913，622(貝克等人26-7)。在該申請的第一個實施例裡，將粘結劑加入漏鬥形承口處。在粘結劑固化前，留有足夠的時間讓粘結劑的小珠在毛細管作用下沿著纖維和與其靠近的孔壁之間流動。粘結劑最好至少超過漏鬥形承口底部進入孔部分內3mm。然後粘結劑被固化。在第二個實施例中，一根中空的細絲插入未收縮的孔部分內，通過該細絲將孔抽成真空。由於孔被抽成真空，加入漏鬥形承口的粘結劑就被吸入未收縮孔部分內。
但是，在條件較惡劣的熱循環中，發現纖維的脆弱部位將會斷裂，這主要是因為粘結劑和玻璃耦合器部件之間的熱膨脹係數不同。由於漏鬥形承口壁與孔的軸之間存著一個角度，熱膨脹的失配會使漏鬥形承口裡的粘結劑縱向向外膨脹，拉動埋在其中的纖維使其離開收縮中心區，從而使纖維受力。如果管孔的未收縮部分充滿著粘結劑，纖維會由於空隙的存在或其它方位的不均勻性的存在而受力。此外，即使沿著纖維滲入橋接區域的一粘結劑小珠也可能在熱循環期間使纖維變得脆弱。當該粘結劑處於纖維和管壁之間的狹窄的橋接區域29中時，由於溫度增加而使它膨脹時，它可成為一個楔子。如果纖維從管壁斷開，即如果橋接區域斷裂，纖維的受損區域會變成一裂縫，如果纖維受到拉伸應力，該裂縫就會擴大。
因此，人們希望粘結劑流到漏鬥形承口下面足夠的距離，以提供足夠的抗拉強度，但是要防止粘結劑流到橋接區域上。如果粘結劑能始終如一地流到管子端面下面的某個預定狹窄區域，則工藝過程的再現性可得到提高。例如，該區域可延伸到管孔裡，離纖維開始與管子橋接處(即橋接區域29的端部)上方一給定距離的某一點。公布在上述貝克等人的專利申請中的技術不能始終如一地使粘結劑延伸進入未收縮孔內的一個預定的區域。
在製造如美國專利5，013，117所述的熔融雙錐形的錐形耦合器時，兩根或幾根纖維被熔融在一起並被拉伸而形成一耦合區域。由此產生的耦合器(它沒有外包覆管子作為支撐體)非常脆弱，必須附在支撐裝置上。例如，將耦合器的端部粘結在一基體上。有些粘結劑可在纖維之間向耦合區域滲透。如果粘結劑到達橋接區域(在那裡，纖維開始熔融在一起)，由於上述的同樣原因，在熱循環期間就可能導致斷裂。如果粘結劑只延伸到離橋接區有足夠距離的區域，那麼製造這種類型的耦合器的再現性就會增大。
因此，本發明的目的是提供一種製造能承受外力和承受熱循環影響的結實的光學纖維耦合器的方法。
在本發明的製造光學纖維耦合器的方法裡，首先形成一中間耦合件，其中至少有兩根光學纖維以並排的方式延伸著。該中間耦合件包括(a)一耦合區域，其中各光學纖維的一部分被熔融在一起，(b)與耦合區域離開一段距離的第一和第二分離纖維區域，以及(c)分別在耦合區域和第一及第二分離纖維區域之間的第一和第二過渡區域。在分離纖維區域內，纖維未熔融在一起。隨著與耦合區域的距離的增加，任何兩根相鄰纖維之間熔融的接觸面積逐漸減少。
將一滴可通過能量固化的粘結劑加在第一分離區域和一基體上。使粘結劑向第一過渡區域流動。安裝一粘結劑固化能量源，它所產生的射束將在第一過渡區和最初滴加粘結劑處之間的一個預定點處貫穿纖維，在這裡，從粘結劑滴流向射束處的粘結劑被固化並停止流動。而粘結劑的其餘部分也被固化，從而使第一過渡區粘結在基體上。
在本發明的一個實施例裡，該中間耦合件是由若干光學纖維組成的，這些纖維以並排的方式延伸通過一耦合區域，並通過一位於縱向靠近耦合區域的管子的孔。在耦合區域纖維熔融在一起，並且在耦合區域內的纖維的直徑小於它在管子內的直徑。在與耦合區域相反的管子孔的一端有一滴粘結劑包裹著纖維。
按照本發明的另一個實施例，通過支撐若干並排著的光學纖維，加熱兩端中間的纖維的一部分區域，使它們熔融在一起而形成中間耦合件。而分離的纖維區域則粘接在相鄰的基體上。
圖1是插入光學纖維後的毛細管的縱剖視圖;
圖2是表示環繞著纖維的玻璃管收縮後形成一實體中心區的局部的縱剖視圖;
圖2a，2b和2c分別是沿圖2中的2a-2a線，2b-2b線和2c-2c線的橫剖視圖;
圖3是光學纖維耦合器被拉伸收縮後的局部縱剖視圖;
圖4是圖3所示耦合器端部區域的縱剖視圖，粘結劑已被注入漏鬥形承口內;
圖5是沿圖4中的5-5線的局部的橫剖視圖，粘結劑已滲入光學纖維;
圖6是收縮毛細管的裝置的示意圖，拉伸它的中心區，並可在加粘結劑的過程中支撐它;
圖7是耦合器端部的剖視圖，圖中示出了一種不同的加粘結劑的方法;
圖8是沿圖7中的8-8線的局部的橫剖視圖;
圖9是固定在一保護件上的、成雙錐形的錐形耦合器的平面圖;
圖10，11和12分別是沿圖9中的10-10線，11-11線和12-12線的橫剖視圖。
附圖中的零件未按比例關係畫出。
美國專利5，011，251公布了一種形成外包覆光學纖維的耦合器的方法，援引在此以供參考之用。本發明所述的1×2耦合器被認為在M×N耦合器中是具有代表性的，其中M≥1，N≥2。保護性的包覆材料21和22從包覆的光學纖維17和18的適當部位處剝下(圖1)，該光纖被插入毛細管10的縱向孔11內，使無包覆的纖維部份19和20延伸通過中心區27。毛細管10最好是由攙入B2O3(還可攙入氟F)的矽石製成。通過加入GeO2等摻雜物可使它變得較軟些，而再多加些B2O3可調整它的折射率。漏鬥狀承口12和13在端面14和15處形成孔11的進口。
將管子10穿過環形燃燒器34(圖6)，並由安裝在電動機控制的臺架45和46上的拉伸夾具32和33夾住。將包覆的纖維17穿過孔11，直到它的無包覆部分處於管子的端面15以下為止。包覆纖維18的無包覆部分置於包覆纖維17的無包覆部分的附近，把它們一起向管子端面14移動，直到包覆端面區域位於漏鬥形承口13內，而無包覆纖維部分位於端面14和15的中間為止。纖維18的端頭位於管子10的中心區27和端面14之間。這些纖維通過真空裝置41和41′，該真空裝置41和41′與預型件31的端部密封連接。典型的真空裝置公布在美國專利5，017，206裡，該專利援引在此以供參考。通過管道42提供真空。一段薄橡膠管43的一端連接在真空裝置41的、與預型件31相對的一端上;而橡膠管的另一端在管子夾緊裝置(未畫出)裡延伸。上部的真空裝置41′同樣地與管道42′，橡膠管43′和管子夾緊裝置相連。纖維的包覆部分從管道43和43′伸出。當夾緊裝置內建立起空氣壓力，並如箭頭44和44′所示壓向橡膠管43和43′，從而使橡膠管緊抵著在裡面延伸的纖維時，孔11通過管道42和42′被抽空。
在預型件31被抽真空的同時，環形燃燒器34加熱管子10，使中心區27緊貼在光學纖維上(圖2)。然後，至少中心區27的中心部分被加熱，而臺架45和46向相反方向移動以拉長預型件31，形成一具有收縮區域24(圖3)的中間耦合件25。在中間耦合件25的兩端有由漏鬥形承口和孔11的未收縮端部所組成的空腔23。
通常在各漏鬥形承口裡滴一滴粘結劑，以增強從耦合器端部處伸出的光學纖維引出端的抗拉強度。如果管子沒有漏鬥形承口，粘結劑就滴在管子的端部。由於空腔23的孔11部分的直徑較小，粘結劑流入時不會超過漏鬥形承口13的底部16。因此，人們提出了種種粘結劑流入孔內的方法。
圖4和5所示是本發明加粘結劑的一種方法，粘結劑是沿著靠近光學纖維的孔的壁「滲入」的。其方法是先在一注射器裡裝滿粘結劑，而它的注射針48伸入漏鬥形承口13之中。將足夠的粘結劑注入漏鬥形承口內以蓋住在漏鬥形承口裡的纖維的裸露區域。粘結劑最好進入漏鬥形承口的底部16。
如果粘結劑在注入漏鬥形承口後不是馬上固化，它將會沿著漏鬥形承口的壁和靠近光學纖維的孔「滲入」。這裡所謂的「滲入」是指粘結劑通過毛細管作用在各纖維和孔的相鄰表面之間的流動，由此形成將纖維粘結在形成孔11的管壁上的細長的小珠53(圖5)。粘結劑小珠53將纖維內部和外部產生的負載傳送給管子。粘結劑應從漏鬥形承口底部16進入孔11′至少3mm;這個距離足以將纖維上的大部分拉力傳送給管孔的壁。滲入過程還可在相鄰的纖維之間形成粘結劑的流動，從而形成小珠54。滲入所需時間取決於這些參數耦合器管子的溫度，粘結劑的粘性和未收縮的孔的深度。
留足夠的時間以使粘結劑通過毛細管作用沿著孔流過一段所需的最短距離。在滲入所需預定時間結束時，通過紫外線、加熱或其他類似的方法使粘結劑固化，然後，將耦合器從夾具取下。
然而，在預定的時間內有可能有一個或幾個粘結劑小珠偶爾進入橋接區29和30(圖2b)，如果這種情況發生，將不利於耦合器的機械熱性能。因此，有些參數如粘結劑的粘性可以選擇得使粘結劑在預定的時間內不會滲入孔內太遠。
根據本發明，在靠近中間耦合件25(圖3)處安裝一個能量源，如紫外光源35。在圖4中，紫外光線的邊緣用虛線35′表示，而光線延伸到該虛線的右邊。在粘結劑小珠到達光線處時，固化過程開始，小珠在幾個毫米內停止流動，更具體的時間視工藝過程的情況，如粘性及固化能量強度而定。當固化光線源被安裝在與支撐中間耦合件25的裝置對齊的支撐架上時，粘結劑能延伸進入孔11′區域內離中間耦合件25端部一個預定距離的地方。由於粘結劑的深度可以準確地控制，因此耦合器製造過程的再現性增加了。然後，紫外線朝向管子10的端部，使粘結劑的其餘部分固化。
然後，在管子的另一端重複上述粘結劑的施加過程。在耦合器從夾具32和33上取下後，可再次用紫外線對粘結區域進行照射，以便使所有的粘結劑完全固化。
另外一個實施例如圖7和8所示，其中紫外光線的邊緣仍用虛線35′表示。一根中空的細絲56上帶有保護包覆層57，帶包覆層是為了比較容易操作。包覆的中空細絲通過插入抽真空的管道58的端部、並用粘結劑59密封接合處而連接到一真空源上。從細絲56的端部處剝去足夠長的包覆層57，以便讓細絲進入空腔23′內到所需的深度。細絲56的端部進入紫外光線，但是它不應進入纖維的橋接區域，因為在該區域裡與纖維接觸會使橋接區域裂開，從而削弱纖維。一種用來獲得適當的細絲插入距離的簡單技術如圖6所示。細絲57的端部安裝在某個預定點上，例如夾具33的頂部，而細絲遠離該端的一段由夾持器49固定。當細絲的端部插入孔11′後，它就會延伸到所需的深度。
當一滴粘結劑52′置於漏鬥形承口13′裡時，由細絲56提供的低壓將粘結劑吸入空腔內直至將被光線35′照射的深度，從而被固化。在空腔23′裡的纖維19′和20′的那些部分完全浸入粘結劑裡、光線所能達到處的預定深度。然後中空細絲56被折斷，而將一滴粘結劑置於它的露出端上。粘結劑的其餘部分按如上所述被固化。
在又一個實施例裡，通過圖7的孔抽真空技術，粘結劑被拉入孔內但小於預定距離，並給予足夠的時間，以保證粘結劑滲入到紫外光線處。在滲入之前先部分地充滿孔是有利的，因為在滲入過程之前就在孔裡加入粘結劑，從而可減少滲入時間並保證適當的滲入作用的發生。中空細絲被折斷和粘結，而粘結劑的其餘部分被固化。
本發明的方法也可用於美國專利5，013，117所述的熔融雙錐形的錐形耦合器。如圖9所示，位於它們兩端中間的包覆層75和76分別從包覆的光學纖維77和78上剝去，使纖維的剝去包覆層的部分73和74互相接觸，加熱接觸部分使它們同時熔化，並沿著光軸拉伸纖維。通過粘結劑施加器針頭82將一滴粘結劑81送入耦合器的兩端，將耦合器71粘結在基體80上。粘結劑81覆蓋纖維73和74(圖10)，以及至少一部分包覆層75和76。隨首時間的過去，粘結劑小珠84、85和86能在纖維和基體之間滲透(圖11)。如果粘結劑滲入纖維被橋接區域88連接的錐形區域(圖12)，或滲入靠近橋接區域的錐形區域，它會改變耦合比例，可能增加損失，從而產生斷裂問題。為了防止粘結劑沿著纖維向熔融區域79過分滲入，紫外光線84射向纖維，以如上所述固化滲入的粘結劑。這樣，粘結劑只能進入由光線84的邊緣所決定的預定區域。
曾按照本發明以如下的方式製造了一根1×2光學纖維耦合器。玻璃管10的尺寸是長度是3.8cm，外徑是2.6mm，而孔徑是265μm。各漏鬥形承口12和13是使氣相蝕刻劑NF3流過管子、並同時均勻地加熱管子的端部而形成的。漏鬥形承口12和13深約1.71mm，而它們的最大直徑約是1.81mm。包覆纖維17和18由分別具有250μm直徑的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯(Urethaneacrylate)包覆層21和22的125μm直徑的單模式光學纖維19和20組成的。一段6cm長的包覆層從一根1.5米長的包覆纖維18的一端剝去。通過在纖維剝皮區域的中央點火燃燒，且同時拉動纖維的端部並將它們割斷以形成錐形端，從而在纖維18的端部形成一抗反射的終端。用燃燒器火焰加熱纖維20的頂端，使玻璃收縮而形成一圓的端面。由此而製成的剝皮端部區域約長3.2cm。從3米長的包覆纖維17的中間區域大約剝去3.2cm的包覆層。
將管子10插入圖6所示的裝置裡，而纖維如上所述被插入管子10裡。真空裝置41和41′安裝在預型件31的端部，7-12英寸(18-56cm)汞的真空被連在真空裝置上。點燃環形燃燒器34，用它的火焰加熱管子10，使管子中心區27收縮而緊貼著纖維。在管子冷卻後，再點燃燃燒器以加熱收縮區域的中心。關掉火焰，開動臺架45和46以形成縮頸區域24(圖3)。在耦合器冷卻後，取下真空管道。在將粘結劑加到空腔23期間耦合器仍留在夾具上。
夾緊裝置44和44′和真空軟管43和43′脫開，並提供氮給軟管42和42′。由於氮流過軟管43和43′而產生的擾動有助於使纖維脫離這些管子。當氮清洗完成後，取下真空裝置41和41′。
提供約30釐米長的80μm中空矽石細絲56。該細絲有200μm外徑的氨基甲酸乙酯丙烯酸酯包覆層。包覆的細絲的一端粘結在管子58的一端內，管子的另一端與一真空源連通。約2.5cm的包覆層從中空細絲的另一端處剝去。將細絲56插入孔11′內，直至伸進端面15內7-8mm為止。
在注射器裡充滿由康乃狄克州新米爾福德的電子材料有限公司製造的電解質紫外固化環氧樹脂，代號為2500UV。將粘結劑施加器針頭插入耦合器預型件的下部漏鬥形承口13內，並仔細操作使針頭進入漏鬥形承口的底部區域。將足夠數量的環氧樹脂注入漏鬥形承口以填滿它和復蓋裸露的纖維。小心翼翼地使擴散到漏鬥外部的粘結劑的數量降低到最低程度。
DymaxPC3紫外光線源的圓柱形輸出頭35置於圖6所示裝置的夾具33上的環形凹進部分47裡。當光線打開時，它射在預型件31上，並距端面15的6-8mm處延伸。中空細絲56延伸進入紫外光線內約1-2mm。
然後空腔23′通過中空細絲被抽空，由此將環氧樹脂吸入孔11′內。當環氧樹脂到達紫外光線處時即被固化並停止流動。折斷細絲56，將一滴環氧樹脂置在它的裸露端上。從凹進部分47處取出紫外光源，將紫外光線對準夾具33和真空裝置41之間的預型件31上，以進一步固化環氧樹脂。
將輸出頭35移到夾具32的凹進部分47′，在預型件31的上端部重複進行環氧樹脂的施加和固化工序。最後將耦合器從夾具上取下。為了保證環氧樹脂的完全固化，將耦合器放在白色的背景上，並暴露在BondwandUV固化頭的紫外光線下至少15分鐘。
由於上述1×2耦合器在長期使用中有可能因應力的存在而發生斷裂的情況，決定將環氧樹脂延伸到離預型件31端面約3-8mm的區域。在用這種方法製造的光學纖維耦合器裡，97%的粘結劑的端部都沒有超過這個範圍的0.1mm。這種耦合器顯示了優秀的機械熱性能，這種耦合器的纖維引出端也顯示了高的抗拉強度。
權利要求
1.一種製造光學纖維耦合器的方法，它包括以下步驟形成一中間耦合件，其中至少兩根光學纖維以並排方式延伸，所述中間耦合件包括一耦合區域，其中各所述光學纖維的一部分被熔融在一起；與所述耦合區域離開一段距離的第一和第二分離纖維區域，所述纖維在所述分離纖維區域內未被熔融；以及分別在所述耦合區域和所述第一及第二分離纖維區域之間的第一和第二過渡區域；隨著離所述耦合區域的距離的增加，在所述過渡區域內的任何兩根相鄰纖維之間熔融的接觸面積都逐步減少，通過將能量可固化的一滴粘結劑施加在所述的第一分離纖維區域和一基體上，使所述的粘結劑流向所述的第一過渡區域，安裝一能量源，使它產生的光線在所述的第一過渡區域和最初施加粘結劑點之間的一個預定點處貫穿所述纖維，由此從所述一滴粘結劑處流向所述光線的粘結劑被固化而停止流動，以及固化所述粘結劑的其餘部分，由此所述的第一過渡區被粘結在所述基體上。
2.如權利要求1所述的一種方法，其特徵在於，形成(中間耦合件)的步驟包括形成一由多根鄰接延伸的光學纖維組成的中間耦合件，所述纖維延伸通過一耦合區域，並通過一位於縱向靠近所述耦合區域的一管子的孔，所述纖維在所述耦合區域內被熔融在一起，在所述耦合區域內的所述纖維的直徑小於它在所述管子內的直徑。
3.如權利要求2所述的一種方法，其特徵在於，施加粘結劑的步驟包括在與所述耦合區域相對的管子孔的一端上用一滴粘結劑圍繞(包裹)所述纖維，所述孔的直徑較小，所述粘結劑不能流入所述孔內，而是通過毛細管作用使所述粘結劑在至少一根所述的纖維和所述孔的相鄰壁之間流動。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述的中間耦合件還包括在與所述耦合區域相對管孔的那一端上的一漏鬥形承口，用粘結劑圍繞(包裹)所述纖維的步驟包括將粘結劑施加到所述漏鬥形承口中。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述的方法還包括在向漏鬥形承口施加粘結劑之前，將一中空細絲插入所述漏鬥形承口並進入所述未收縮孔部分的步驟，所述方法還包括抽空所述細絲以將所述粘結劑吸入所述未收縮孔部分的步驟，並留有足夠的時間使所述粘結劑通過毛細管作用較深地流入所述孔部分，直至到達所述光線的位置。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在施加粘結劑給所述的漏鬥形承口這一步驟之前，所述的方法還包括以下步驟將一中空細絲插入所述漏鬥形承口並進入所述未收縮孔部分，所述細絲延伸進入所述光束，並抽真空所述細絲以將所述粘結劑吸入所述未收縮孔部分，直至它到達所述光線所在的位置。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述的中間耦合件還包括在與所述耦合區域相反的管孔的那一端上有一漏鬥形承口，用粘結劑圍繞(包裹)所述纖維的步驟包括施加粘結劑給所述漏鬥形承口。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述形成的步驟包括形成一由多根鄰接延伸的光學纖維組成的中間耦合件，所述纖維延伸通過一耦合區域，並通過一位於縱向靠近耦合區域的管子的孔部分，所述纖維在所述耦合區域被熔融在一起，在所述耦合區域內的所述纖維的直徑小於它在所述管內的直徑。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的形成的步驟包括形成一由一具有第一和第二端面的基體玻璃細長體組成的中間耦合件，該耦合件還有一中心區和分別從所述中心區向所述第一和第二端面延伸的、彼此相對的第一和第二端部區域，諸光學纖維延伸通過所述的中心區，所述纖維沿著所述中心區被熔融在一起，所述中心區的中心部位的直徑和在所述中心部位裡的所述纖維的直徑小於在所述端部區域的它們的直徑，未收縮的縱向孔的第一和第二部分，它們分別從所述中心區縱向伸入所述第一和第二端部區域，第一和第二漏鬥形承口分別使所述第一和第二孔部分與所述第一和第二端面連接，至少一根所述纖維從所述第一端面延伸通過所述第一孔部分和所述第一漏鬥形承口，至少另一根所述纖維從所述第二端面延伸通過所述第二孔部分和所述第二漏鬥形承口，而所述施加粘結劑的步驟包括把粘結劑加到所述第一漏鬥形承口中。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述形成步驟包括提供一玻璃管，它具有第一和第二端面，一中心區，以及從中心區分別向所述第一和第二端面延伸的、兩相對的第一和第二端部區域，一縱向孔在所述管子內延伸，第一和第二漏鬥形承口分別從所述孔向所述第一和第二端面延伸，在所述縱向孔裡至少放置兩根光學纖維，各有一芯子和包覆層，所述纖維各有一部分延伸通過所述中心區，各所述纖維至少有一部分從所述管子的至少一端處伸出，從所述管子伸出的所述纖維的這些部分具有保護層，加熱所述管子，使所述管子中心區收縮而緊貼所述纖維，未收縮孔的第一和第二部分分別從所述中心區縱向延伸通過所述第一和第二端部區域，並分別到達所述的第一和第二漏鬥形承口，拉伸所述中心區的至少一部分，使所述中心區的中心部位的直徑和在所述中心部位的所述光學纖維的直徑小於它們在所述端部區域的直徑，而其中施加粘結劑的步驟包括把粘結劑加到所述的第一漏鬥形承口中。
11.如權利要求1所述的一種方法，其特徵在於，所述形成步驟包括形成一由一基體玻璃細長體組成的中間耦合件，該細長玻璃體有第一和第二端面，一中心區和分別從所述中心區向所述第一和第二端面延伸的、相對的第一和第二端部區域，諸光學纖維延伸通過所述的中心區，所述纖維沿著所述中心區被熔融在一起，所述中心區的中心部位的直徑和在所述中心部位的所述纖維的直徑小於它們在所述端部區域的直徑，未收縮縱向孔的第一和第二部分分別從所述中心區縱向伸入第一和第二端部區域，第一和第二漏鬥形承口分別使所述第一和第二孔部分與所述第一和第二端面連接，從所述第一端面至少一根所述纖維延伸通過所述第一孔部分和所述第一漏鬥形承口，至少另一根所述纖維從所述第二端面延伸通過所述第二孔部分和所述第二漏鬥形承口，以及抽真空所述未收縮孔部分，而其中的粘結劑的施加步驟包括把粘結劑施加在所述第一漏鬥形承口中。
12.如權利要求1所述的一種方法，其特徵在於，所述形成步驟包括使諸纖維並排地排列，加熱所述纖維的一個區域，使在它們端部中間的纖維熔融在一起。
13.如權利要求1所述的一種方法，其特徵在於，安裝步驟包括將所述能量源安裝在一被固定的託架上，由此使它發出的光線照射在所述中間耦合件的一預定區域上。
14.如權利要求1所述的一種方法，其特徵在於，所述形成步驟在一裝置裡進行，該裝置包括支撐所述中間耦合件的第一和第二夾具，所述夾具的形狀設計得可安裝所述能量源，使它發出的光線可以照射在所述中間耦合件的一預定區域上。
15.如權利要求4所述的一種方法，其特徵在於，所述能量源是圓柱形的，而所述夾具具有接納所述能量源的環形凹進部分。
全文摘要
在多根光學纖維被熔融在一起而成為一光學纖維耦合件後，它的端部被粘結在一基體上，從而使向外延伸的纖維具有足夠的抗拉強度。粘結劑有可能從施加處流向熔融區域，這會對耦合器產生不利影響。為了防止粘結劑過多地流向熔融區域但又要使粘結劑能足夠地流動以加強纖維，一紫外光線在一預定處射向纖維，從而使粘結劑在該處停止流動。粘結劑是因被光照固化而停止流動的。此後，粘結劑的其餘部分也被固化。
文檔編號G02B6/287GK1090648SQ9311426
公開日1994年8月10日 申請日期1993年11月5日 優先權日1992年11月5日
發明者威廉姆·詹姆斯·米勒, 理察·阿蘭·科因 申請人:康寧股份有限公司