光纜中光纖的標識方法
2023-09-11 21:44:20
專利名稱：光纜中光纖的標識方法
技術領域：
本發明涉及光纖的標識方法，例如在光纜中的光纖。在一根光纜中可以有數量很大的光纖，例如用於光學系統傳輸中的光纜中可以有幾百根光纖。
在給定的光學系統傳輸線路中，光纜中的單一光纖應該是能夠識別的，這或是為了在系統安裝時連接的需要，或是在對系統檢驗時或重新構建時檢查的需要。另外在高密傳輸光學系統中(熟知的術語DWDM，即高密波分復用)，傳輸線中的每根光纖的色散的管理都是關鍵的，要對光纜中每根光纖的色散光學性質進行準確的識別是很重要的，因為在這樣的系統中不允許有一個連接錯誤。
因此，確實需要對光纜中的每根光纖進行快速而準確的識別。
傳統上標識光纜中的光纖，特別是將這根光纜接入存取網絡時標識光纖，是利用顏色碼。在每根光纖的聚合物外層上至少在其端頭的一段著以顏色，每種顏色和一種光纖類型相對應。這種著色可以是在配製樹脂時直接在樹脂中加入顏料或染料從而直接對光纖的外層著色，或者是在光纖的外層上再附著一層色彩。於是有十二種標準顏色。
然而，這種技術中存在有缺陷。事實上，可用於對外層樹脂著色的顏色數量是有限的，滿足不了對一根光纜中的所有的光纖的標識。一般是將各種外層著色的光纖布排在光纖內的不同顏色的管內，以此來增加用顏色標識的組合的數目。但這種技術操作起來很麻煩，且容易產生操作錯誤和識別的錯誤。
另一種已知的用來標識光纜中光纖的技術是在光纖的端頭增加彩色環。這種方法，任選地和前面的方法相結合，可以增加可標識的數目。然而仍然不足，而且，在光纖周圍增加環就帶來了一種機械方面的束縛，這可能改變光纖的局部的光學性質，這在傳輸窗口很狹窄時可能是有害的。
另外，在已知的標識光纜中光纖的技術中，沒有一種能夠標出光纖的準確的歷史沿革，或者標識出同一根光纖的不同部分。對外層著色或加環顯示的都是光纖的類型或是光纖在給定時刻的狀態，但不表示光纖特徵的可能演化。
而且，顏色碼不能夠防止光纜的操作技術人員出現識別錯誤，這些操作人員必須參照對照表才能識別這些著色光纖。
為此，本發明提出一種通過布置在光纖外層中的染料成分的雷射標記，來在光纖的外層上直接對光纖進行標識。這種雷射標記可以有利地在光纖上將染料成分染色性質的局部改變記錄為一個標識碼。
本發明還提出一種對光纜中的光纖進行標識的方法。這種方法容易、可靠、有效。
本發明更具體地涉及一種光纖，其中至少有一個第一外層和一個第二外層，以及處在第一外層和第二外層之間的中間外層，該中間外層含有染料成分，這種染料成分的顏色性質能夠因雷射束照射該中間外層而改變，從而寫入數據，所說的第二外層對於所用的雷射束是透明的，中間外層很薄，其厚度小於100nm。
所說的染料成分是置於處在第一外層與第二外層之間的中間層中。所說的第二外層對雷射束是透明的，第二外層保護所述中間外層。
根據一個特徵，所說的染料成分是一種熱變色(thermo-chrome)染料，例如為花青基材料或為酞菁基材料。
根據一個特徵，所說的染料成分佔外層組成總重量的0.1％～10％。
按照各種應用，寫入的數據是條形碼或可視碼，永久的和/或編碼的和/或可擴展的。
本發明還涉及到一種光纜，其中至少有一根根據本發明的光纖。
本發明還涉及標識本發明的光纖的方法，其特徵在於，其中包括用雷射標記將數據寫入的步驟，其中光纖的中間外層受可以改變染料成分顏色性質的雷射束照射。
按照不同的應用，數據寫入的步驟是在同一根光纖上多次實施的，在同一根光纖的幾個鄰近的區域，或是在同一根光纖的不同的部分上。
根據一個特徵，本發明的方法中還包括一個用雷射閱讀器讀取寫在光纖中間外層上的數據的步驟。
本發明還涉及對安裝在本發明光纜中的光纖進行標識的方法，每根光纖都有一個含有染料成分的中間外層，這種方法的特徵在於，包括一個用雷射標記寫入數據的步驟，其中所述光纖中至少一條的中間外層用可以改變染料成分顏色性質的雷射束照射。
本發明相對於已知的光纖標識技術而言有多種優點。事實上，本發明可以對同一根光纜中的光纖以及光纖的各部分進行準確的標識，碼的組合數(條型碼或莫爾斯碼)要比顏色碼(每根光纖的顏色類型)的組合數要多得多。
而且，因為使用雷射閱讀器對用條形碼標記的光纖進行識別，減少了標記的識別出現錯誤的可能性。
另外，本發明的光纖標記並不損害光纖外層的聚合物，也不使光纖的光學性質改變。閱讀後面的描述將更清楚地看出本發明的其它特性和優越性。
於是，根據本發明，在光纖的中間外層中設置一種染料成分，選擇這種染料成分，使其顏色性質能因雷射的照射而改變。
所述的雷射標記，即用雷射照射染料成分，用來標識電纜或光纜是已知的技術了，雷射標記在纜線中已廣泛應用。例如美國專利第5111523號公開了一種帶有可用雷射標識之外層的光纜。這種光纜的外包層是由一個外層和一個內層構成的，其中的一層相對於另一層是染色的。第一雷射束破壞外層以使著有與外層不同顏色的內層露出來，第二雷射束照射內層的染料，以改變顏色性質。這樣，顏色碼的可能組合數就增加了。
然而，光纜的雷射標記並不涉及光纖雷射標記中的相同限制。事實上，這兩種外層的厚度是不可比的，而且纜線的外包層的局部損傷並不會嚴重幹擾其中的電線或光纖的電學的或光學的性質。
雷射標記，即用雷射照射染料成分，已經知道用來對光纖進行標識。美國專利6370304號已將這種標記用於一個帶中多根光纖共同的第二外層。但是這些光纖僅有一個第一層和一個所有光纖共有的第二層，所說的標記是在共同的第二外包層的外表面上實現的。這一層相對較厚，因為如果這一層太薄，外部環境的侵擾會將它擦破，或者至少很快受到損壞；這樣的厚層使數據不能相對迅速地寫入，因為在沿線快速寫入時，要求用相對大功率的雷射來寫，所寫數據定位的精確度相對較差，而且周圍環境的改變也相對較大。根據本發明的光纖和方法將使這些缺陷得以改善。
本發明提出在單根光纖的外層上實現這樣雷射標記，這涉及標記雷射束的特別控制。用雷射束在光纖某一部分照射光纖的中間外層。要選擇這種雷射束的波長、功率和頻率以能改變染料成分的顏色性質而不傷及外層聚合物材料，而且這三個和雷射束相關的參數是和基本寫入區限定的曝光時間相結合(在外層的100μm的長度上約為1μs)。
根據本發明的一個有利的技術方案，用雷射對外層的照射不損傷外包層的任何一層，僅僅改變外包層中一層內的顏色性質。
雷射標記在一根光纖的外層或者在給定光纖一段的外層上加上了一種標識碼。所加的碼可以是可視碼，例如是相繼的長線、短線、橫線、豎線，或者是條形碼。這種碼表示所說的光纖或光纖段的特徵數據，技術人員可以藉助於對照表、或用條形碼閱讀器來識別，特別適合於對標識信息進行編碼的某些應用領域。一般說來，雷射碼是確定的，且不隨時間的推移而變壞。
根據一種具體的應用，加在光纖外包層的碼可以是可擴展的，就是說其中有關於光纖的根碼，還有與光纖的不同部分和/或不同的製造或使用階段相對應的擴展碼。
所說的染料成分可以是由顏色性質可以因雷射照射而改變的任何材料組成，所用雷射的波長要根據加在標識的光纖外包層中染料的類型來確定。染料成分還應在光纖製造方法中保持不變，特別是在外包層樹脂的乾燥階段(在此階段，溫度可達120℃)。
根據一種可能的實施方式，所說的染料成分是一種含有花青基或酞菁基材料的不可逆的熱變色染料。
所說的染料成分是放在一個中間層內，這一層相當薄，小於100nm，處在第一(或內)外包層和第二(或外)外包層的中間，而第二外包層對於雷射束是透明的。
這樣，根據本發明，光纖的標記和識別按如下方法進行數據寫入步驟是用雷射照射光纖的中間外層而在光纖上實現的。為此，在這個中間外層中有一種吸收標記雷射波長的染料成分。這一步驟可以是在光纖製造和/或使用的不同階段實現的。特別是這種數據寫入步驟可以在同一根光纖上多次實施，用以標記同根光纖的不同的段，和/或顯示出光纖或光纖中某段的演化史。
這種將數據寫入光纖上的步驟可以是由這種光纖的製造商來實現和/或由製造包含這種光纖的光纜製造商和/或由將這種光纜安裝進光學系統中的安裝者來實施。
讀取寫在光纖外包層上之數據的步驟能夠識別所說的光纖或光纖的一段。根據一種實施方式，寫入光纖上的標識碼的讀取可以是用雷射閱讀器來實施。這樣，製造和安裝中出現錯誤的危害就可以明顯地減少。
另外，對於有多根光纖且每根光纖中都有一個含有染料成分之中間外層的光纜，數據寫入步驟中通過雷射標記將數據寫入光纜中至少一根光纖的中間外包層中，在識別步驟中從這些光纖的至少一根的中間外層中讀取寫入的數據。
這樣，將一條光纜中有關每根光纖的信息都直接寫入這根光纖上，這些信息可以包含歷史信息，因為可以在一根光纖上先後進行多次寫入，這就能改善產品的溯漂過程和質量。
本發明所提出的標識技術可以應用於所有類型的光纖，例如線用光纖、放大光纖或光纖的組合。
權利要求
1.一種光纖，其中至少有一個第一外層和一個第二外層，以及處在第一外層和第二外層之間的中間外層，該中間外層含有染料成分，這種染料成分的顏色性質能夠因雷射束照射該中間外層而改變，從而寫入數據，所說的第二外層對於所用的雷射束是透明的，中間外層很薄，其厚度小於100nm。
2.根據權利要求1的光纖，其特徵在於，其中的染料成分是熱變色染料。
3.根據權利要求2的光纖，其特徵在於，其中的染料成分是花青基或酞菁基材料。
4.根據前述權利要求中任一項的光纖，其特徵在於，其中的染料成分佔外層組成總重量的0.1％～10％。
5.根據前面權利要求中任一項的光纖，其特徵在於，寫入的數據是條形碼。
6.根據前面權利要求中任一項的光纖，其特徵在於，寫入的數據是可視碼。
7.根據前面權利要求中任一項的光纖，其特徵在於，寫入的數據是永久的。
8.根據前面權利要求中任一項的光纖，其特徵在於，寫入的數據是編碼的。
9.根據前面權利要求中任一項的光纖，其特徵在於，寫入的數據是可擴展的。
10.一種光纜，其中含有至少一個前述權利要求中某一項的光纖。
11.權利要求1至9中任一項之光纖的標識方法，其特徵在於，包括通過雷射標記寫入數據的步驟，其中，用可以改變染料成分顏色性質的雷射束照射光纖的中間外層。
12.根據權利要求11的標識方法，其特徵在於，在同一根光纖上實施多次數據寫入步驟。
13.根據權利要求12的標識方法，其特徵在於，數據寫在同一根光纖的幾個鄰近的區域中。
14.根據權利要求12的方法，其特徵在於，數據是寫入在同一根光纖的不同的部分。
15.根據權利要求11的方法，其特徵在於，其中還包括一個用雷射閱讀器讀取寫在光纖中間外層的數據的步驟。
16.根據權利要求10的光纜中的光纖標識方法，每根光纖帶都有含有染料成分的中間外層，其特徵在於，該方法包括一個通過雷射標記寫入數據的步驟，其中用可以改變染料成分顏色性質的雷射束照射至少一根所述光纖的中間外層。
17.根據權利要求16的標識方法，其特徵在於，其中包括用雷射閱讀器讀取寫在至少一根所述光纖中間外層中之數據的步驟。
全文摘要
本發明公開了一種含有至少一個第一外層和一個第二外層，以及在這兩個外層之間的中間外層的光纖，其中間外層中含有染料成分，而這種染料成分的顏色性質能因雷射束對中間外層的照射而改變，由此來寫入數據。第二外層對照射雷射束是透明的。所說的中間外層很薄，其厚度小於100nm。
文檔編號G02B6/44GK1445566SQ0311949
公開日2003年10月1日 申請日期2003年3月13日 優先權日2002年3月14日
發明者格扎維埃·安德裡厄, 讓－弗朗索瓦·利伯特, 安娜·德科蒙 申請人:阿爾卡特公司