电热式光纤熔融拉锥关键技术研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wocaonima3344521
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锥形光纤器件由于其结构紧凑、易制造、成本低廉等优点,被广泛应用于各种光学器件的制作中。锥形光纤制造设备是保证锥形器件质量的关键。以可燃性气体为加热方式的光纤熔融拉锥机由于其温度漂移特性与系统的控制特性,很难实现特定锥区形状的制造。对锥区形状具有较高要求的光纤器件而言,此种拉锥设备制造出的光纤器件损耗大,一致性差,成品率较低。电热式熔融拉锥系统由其加热温度稳定、调节范围大,控制精度高等优点,可以大大提高锥形光纤器件的质量与一致性。本文主要针对电热熔融拉锥关键技术中的机械运动系统以及测量反馈系统进行了研究与分析。  首先,本文根据光纤熔融拉锥系统的基本结构及预实现功能,确定了包括光纤图像检测、电热式光纤熔融加热,机械运动控制等功能在内的熔融拉锥系统设计方案。介绍了各部分功能模块的结构组成以及实现方法,并对其机械精度提出了要求。  其次,通过搭建的光纤图像检测系统,实现了利用一路相机对光纤进行不同维度平面的图像观测。经过大量实验,实现了系统的自动调焦与图像的提取,完成了光纤几何参数的测量。  再次,对机械系统的运动精度进行了测试。根据系统设计方案提出的精度要求,完成了各部分功能模块的机械装置选型与装配,并对其进行了位移量标准偏差、重复定位误差,装配误差的测量。确定了机械系统的运动误差范围,以减小光纤在对准、加热,拉锥等运动过程对锥形器件质量的影响。  最后,本文基于电热式熔融拉锥的设计方案,搭建了系统实验平台。对单根光纤进行了熔融拉锥,并对得到的锥形进行了锥区、锥腰的几何参数测量;对单模单芯光纤与单模三芯光纤进行了包层—包层对准、纤芯—纤芯对准的熔融拉锥耦合实验,并对三芯光纤每个芯的光功率变化进行了监测,得到了拉锥耦合曲线。
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