【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光纤的端接。本专利技术特别涉及用于传输高光功率的带端盖的空芯光纤的端接。
技术介绍
1、光纤由光学透射材料(通常是玻璃)制成，该材料将光从光纤的一端引导到另一端。传统光纤具有实心芯，其折射率高于周围的包层材料。芯和包层材料之间的界面处的全内反射导致光在芯中被引导。
2、光纤将引导的光限制在很小的横截面积内。许多单模光纤中的导光芯的直径为十微米(μm)或更小。因此，当使用光纤传输高功率激光时，芯中的激光强度可能非常高。这会使光纤容易受到光引起的损坏，尤其是在光纤端部，表面污染物可以充当光吸收剂，从而对光纤端部造成热损伤。通常通过光纤的保护性端接来防止这种损坏，其中光纤端部与所谓的光纤“端盖”熔接在一起。端盖是一块实心玻璃，其直径比光纤芯大得多。
3、由于衍射和芯的直径小，从光纤发出的激光高度发散。与芯不同，端盖不会将激光束限制在很小的横截面积内。因此，端盖远离光纤的远端表面处的激光束直径通常至少比光纤本身端部处的激光束直径大一个数量级。激光与表面污染物之间潜在相互作用的问题被转移到远端端盖表面，在远端端盖表面处，激光强度较小，因此端盖的远端表面的表面污染物对光的吸收不太可能损坏端盖。此外，由于端盖远端表面处的激光束直径较大，表面污染物对激光束模式特性的扭曲通常会减少。
4、传统的实心光纤有一定的局限性。不可避免地，实心芯材料会吸收和/或散射光纤中传播的部分光，从而导致损耗，限制信号传输的距离。在电信中，光信号需要长距离传输，必须利用光放大器来补偿这种损耗。实心芯材料的光致损伤阈值也
5、另一方面，空芯光纤在空芯而不是实心芯中引导光。光在空气、光学惰性气体或真空中传播。因此，与传统的实心光纤相比，空芯光纤的吸收/散射损耗、色散和光学非线性显著降低。空芯光纤还能够传输超过实心光纤芯的光致损伤阈值的高功率激光。空芯光纤的概念早在五十多年前就被设想出来，作为传统实心光纤的低损耗替代品。然而，第一个实际应用直到20世纪90年代才实现。这些第一批空芯光纤依靠光子带隙效应在空芯中引导光，空芯被微结构光子带隙包层包围，包层有许多排列成蜂窝状图案的较小的空心通道。
6、最近，已经开发出更简单的设计，其光导基于反谐振，即对光的分量进行破坏性光学干涉，否则该分量会径向传播远离由芯的中心定义的光轴。这种更简单的设计的示例包括kagome光纤、旋转光纤和嵌套反谐振无节点(nanf)光纤。在这些设计中的每种设计中，空芯都被结构化包层包围。相对较薄壁的结构化包层由较厚的圆柱形外壁支撑。结构化包层具有若干个横跨光纤长度的空心通道。光的径向分量在结构化包层的壁表面发生部分反射，并且这些壁的配置使得部分反射以类似于法布里-珀罗干涉仪的方式进行建设性干涉。因此，结构化包层引导设计波长的光沿空芯纵向传播，而不是横向向外穿过包层。旋转光纤特别简单。它的横截面形状由(a)较大的空心环和(b)一组较小的空心环组成，该组较小的空心环通常有六个或八个，沿较大环的内壁排列，并围绕较大环的中心的空隙。
技术实现思路
0、专利技术概述
1、空芯光纤的性能和易用性将受益于带端盖的端接。空芯光纤端部的污染和损坏与传统实心芯光纤存在的问题类似。此外，如果空芯光纤端部未受保护，周围环境中的湿气往往会扩散到结构化包层的通道中，从而降低该结构的导光性能，甚至降低结构本身的性能。
2、我们已经意识到，将端盖接合到光纤端部的传统工艺不适用于许多具有结构化包层的空芯光纤。接合通常是通过热熔接光纤和端盖之间的界面来完成的。如果端盖和具有结构化包层的空芯光纤之间的界面被均匀加热，将空芯光纤熔接到端盖所需的热量往往会熔化结构化包层的薄壁。
3、本文公开了一种空芯光纤端接解决方案，该解决方案将端盖连接到空芯光纤，而无需将空芯光纤本身熔接至任何其他部件。因此，这种端接将端盖的优点扩展到具有结构化包层的空芯光纤。
4、在本方法中，端盖仅间接连接到空芯光纤，使得空芯光纤的结构化包层不会暴露于过多的热量中。将空芯光纤插入毛细管中，光纤的端部在毛细管内终止于毛细管端面前短距离处。端盖熔接至毛细管的该端面。在熔接过程中，毛细管保持空芯光纤，同时提供防止空芯光纤的结构化包层过热所需的热隔离。为了将空芯光纤固定在毛细管中，将空芯光纤粘附到毛细管的相对端，在毛细管的相对端除，空芯光纤从毛细管中向远离端盖的方向延伸出来。该粘合剂结合可与毛细管和端盖之间的熔融结合配合，以将空芯光纤的端部与外部环境隔离开来。
5、在一个方面，端接空芯光纤包括毛细管、具有结构化包层的空芯光纤和端盖。空芯光纤具有第一端，该第一端终止于毛细管内部距离毛细管的第一端面非零距离处。空芯光纤在毛细管的第二端面处粘附到毛细管，在毛细管的第二端面处，空芯光纤从毛细管延伸出来。端盖熔接到毛细管的第一端面。端盖的直径大于空芯光纤的第一端。
6、在另一个方面，一种用于端接空芯光纤的方法包括以下步骤：将具有结构化包层的空芯光纤的第一端定位在毛细管中的，使得空芯光纤的第一端在毛细管内部终止于距离毛细管的第一端面非零距离处。该方法还包括在定位步骤之后将空芯光纤在毛细管的第二端面处粘附到毛细管的步骤，其中空芯光纤延伸出毛细管。此外，该方法包括将端盖激光焊接到毛细管的第一端面的步骤。端盖的直径大于空芯光纤的第一端的直径。
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1.端接空芯光纤，包括：
2.根据权利要求1所述的端接空芯光纤，其中所述毛细管是具有圆柱形外表面和圆柱形内表面的圆柱体。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的端接空芯光纤，其中所述空芯光纤的所述第一端没有护套。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的端接空芯光纤，其中所述端盖背对所述空芯光纤的表面包括抗反射涂层。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的端接空芯光纤，其中所述空芯光纤包括：
6.根据权利要求5所述的端接空芯光纤，其中所述实心外壁的最小厚度在10微米至30微米之间。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的端接空芯光纤，其中所述非零距离在50微米至200微米之间，并且其中所述毛细管的内径在60微米至240微米之间。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的端接空芯光纤，其中所述毛细管的第二端面距离所述端盖至少10毫米。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的端接空芯光纤，其中：
10.根据前述权利要求中任一权利要求所述的端接空芯光纤，其中：
1
12.根据权利要求11所述的连接器式空芯光纤，其中由外壳直接容置的空芯光纤的区段容纳在护套中。
13.用于端接空芯光纤的方法，包括以下步骤：
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述激光焊接步骤在所述定位步骤之后执行。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述定位步骤包括以下步骤：
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述激光焊接步骤在粘附步骤之后执行。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述激光焊接步骤在所述定位步骤之前执行。
18.根据权利要求13所述的方法，还包括在所述定位步骤之前从所述空芯光纤的第一端剥离护套的步骤。
19.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：
20.根据权利要求19所述的方法，还包括在移位步骤之后密封所述外壳的第一端和第二端。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.端接空芯光纤，包括：
2.根据权利要求1所述的端接空芯光纤，其中所述毛细管是具有圆柱形外表面和圆柱形内表面的圆柱体。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的端接空芯光纤，其中所述空芯光纤的所述第一端没有护套。
4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的端接空芯光纤，其中所述端盖背对所述空芯光纤的表面包括抗反射涂层。
5.根据前述权利要求中任一权利要求所述的端接空芯光纤，其中所述空芯光纤包括：
6.根据权利要求5所述的端接空芯光纤，其中所述实心外壁的最小厚度在10微米至30微米之间。
7.根据前述权利要求中任一权利要求所述的端接空芯光纤，其中所述非零距离在50微米至200微米之间，并且其中所述毛细管的内径在60微米至240微米之间。
8.根据前述权利要求中任一权利要求所述的端接空芯光纤，其中所述毛细管的第二端面距离所述端盖至少10毫米。
9.根据前述权利要求中任一权利要求所述的端接空芯光纤，其中：
【专利技术属性】
技术研发人员：S·坎贝尔，R·基尔贝格，M·布洛姆奎斯特，
申请(专利权)人：奥普托斯凯德公司，
类型：发明
国别省市：
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