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光纤准直器的内部结构1. 引言光纤准直器是一种用于调整光线方向的光学元件，广泛应用于光通信、激光加工、医疗设备等领域。
它可以将光线从一个光纤引导到另一个光纤，同时保持光线的传输效率。
本文将详细介绍光纤准直器的内部结构，包括光纤对准机构、透镜组件和光纤固定装置等。
2. 光纤对准机构光纤对准机构是光纤准直器的核心组成部分，它主要用于实现光纤的精确对准。
光纤对准机构通常采用微调节机构，包括X轴和Y轴的微动平台、压力调节装置和光纤夹持装置等。
•微动平台：光纤准直器的微动平台用于控制光纤在X轴和Y轴方向的移动。
它通常由两个可调节的平台组成，每个平台上固定有一个光纤夹持装置。
通过微动平台的微调，可以实现光纤的精确对准。
•压力调节装置：压力调节装置用于控制光纤夹持装置对光纤的夹持力度。
合适的夹持力度可以保证光纤的稳定固定，并且不会对光纤造成损伤。
•光纤夹持装置：光纤夹持装置是用于固定光纤的装置，通常采用V型槽结构。
光纤通过夹持装置后，可以在微动平台上进行精确的移动和对准。
3. 透镜组件透镜组件是光纤准直器中的另一个重要部分，它用于调整光线的传输方向和聚焦效果。
透镜组件通常包括凸透镜和凹透镜。
•凸透镜：凸透镜是一种中央厚边薄的透镜，其曲率半径大于透镜厚度。
凸透镜可以将光线向光轴方向聚焦，从而实现光纤之间的光耦合。
•凹透镜：凹透镜是一种中央薄边厚的透镜，其曲率半径小于透镜厚度。
凹透镜可以将光线向光轴方向发散，用于调整光线的传输方向。
透镜组件通常由多个透镜组成，通过调整透镜的位置和焦距，可以实现光纤之间的光耦合和光线的准直。
4. 光纤固定装置光纤固定装置用于固定光纤，保证光纤在光纤准直器中的稳定性和可靠性。
光纤固定装置通常包括光纤固定座、固定螺丝和固定螺母等。
•光纤固定座：光纤固定座是用于固定光纤的座位，通常采用金属材料制成。
光纤通过光纤固定座后，可以在光纤准直器中保持稳定的位置。
•固定螺丝和固定螺母：固定螺丝和固定螺母用于夹紧光纤固定座，保证光纤的稳定固定。
(5)一. 模型光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大（束腰小）的光束转换为发散角较小（束腰 大）的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。
在这里，我们将从光纤中的出射光束 认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下：图1光纤准直器原理示意图其中，q i （i=0,1,2,3）为高斯光束的q 参数，q 参数定义为：i i；（i ）q zR z1 2 ?w z丄2 22f“ z 上 w 0R zz， w z Wo .〔 一 ， f7（2）z\ f图1中，qi （i=0,1,2,3）分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出射光束的束腰处的q 参数，而w oi 和W 02分别表示透镜变换前后的束腰；I 表示光纤端面与透镜间隔，l w 为 准直器的设计工作距离。
二. 理论分析根据ABCD 理论，高斯光束q 参数经透镜变换后,工作距离:2Al B Cl D ACf i光纤准直器原理曾孝奇q 2Aq iCq i(3)2而且，q i q o 1， q 2 q 3 I w /2，q oi if i ，q 32• W 02i -if 2。
这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小:W 02(4)W oi2 严，Cf i Cl D 2(5)方程（5）是关于I 的二次方程，为使得I 有实根，方程（5）的判别式应该不小于零，从而 我们可以得到：AD BC 2ACf iC 2f i方程（6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离 I wmax AD BC 2ACf i /C 2f i o 此时，我们得至U ： I f 1 -。
C分析：不论对于何种透镜，准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传输矩阵ABCD ;对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的距离 I 有关，也就 是说，对于给定的入射光束和给定的透镜，我们可以通过在透镜焦距附近改变 I 来实现不同 的工作距离。
在实际制作准直器当中，我们正是通过这种方法来实现不同的工作距离的。
点UV胶
图一摆放玻璃管和装C透镜图二点胶
备注：C透镜使用前，检查8°面是否干净，并用干净的棉签蘸去少量酒精擦拭。
图三
图五光路图示意
点胶处
图六准直器摆放和点胶图七光斑测量参数
备注：固定相机位置之后，通过标样准直器的标定光斑参数，标样数量需大于20，记录椭圆度、长轴直径和短轴直径，并保留近1个月的测量数据，求其平均值作为本次做样的目标值。
另调整时不准动六位台前后移动的旋钮。
UV固化完之后，取下准直器，挂在指定夹具上以备烘烤。
如下图。
图八挂光纤
图九烘烤之后的准直器
烘烤完之后，取下准直器放入托盘，检查外观。
检查内容和处理方法如下：项目检查内容和方法评判标准
图十对调测试调试图
测试合格的产品，装入密封袋内，每两个装一袋。
并标示光纤类型，等级类型和生产日期。
光纤准直器
光纤准直器 （collimator ）是由尾纤与自聚焦透镜精确定位而成。
它可以将光纤内的传输的光转变成准直光(平行光)，或将外界平行(近似平行)光耦合至单模或者多模光纤内。
特点应用
●低损耗
●低偏振敏感 ●抗环境变化●光纤通信系统 ●局域网
●CATV
●光纤传感器 ●测量仪器
光纤准直器是隔离器和波分复用器等在线光无源器件的基本元件，具有低插损和高回损特性，深圳兴博科技可为客户定制和批量供应各类光纤准直器，先进和高质量的镀膜还能保证准直器可以承受高功率。
性能参数
参数单位数值
工作波长nm1310,1550 or 1310/1550
工作波长范围 nm+/-40
工作距离mm5或者用户指定
典型插损dB0.16
最大插损dB0.2
最小回损dB60
最大PDL dB0.02
可承受拉力N5
光纤类型 SMF-28e或者多模光纤
工作温度 ℃ -5 to +70
储存温度 ℃-40 to +85
结构示意图
实物图。
光缆工艺流程图金属加强构件、松套层绞填充式、铝(钢)-聚乙烯粘结护套通信用室外光缆产品标准:YD/T901-2009产品型号:GYTS(A)系列工艺流程:外购光纤填充纤膏、挤PBT套管挤LDPE填充绳金属加强构件、SZ绞合成缆、扎纱、填充缆膏、纵包阻水无纺布、扎纱镀锌钢丝挤LDPE垫层纵包轧纹铝塑复合带(或钢塑复合带)、挤HDPE护套印字成轴成检包装注: 关键工序特殊工序材料:1.光纤;2.纤膏;3.PBT料;4.色母料;5.LDPE绝缘料;6.缆膏;7.阻水无纺布;8.聚酯纱;9.铝塑复合带;10.钢塑复合带;11.HDPE护套料;12.镀锌钢丝。
金属加强构件聚乙烯护套中心束管式全填充型通信用室外光缆产品标准:YD/T769-2010产品型号:GYXTY(A、S)系列;工艺流程:外购光纤填充纤膏、挤PBT套管层绞镀锌钢丝、绕包无纺布挤HDPE护套印字成轴成检包装注: 关键工序特殊工序材料:1.光纤;2.纤膏;3.PBT料;4.镀锌钢丝;5.无纺布;6.HDPE护套料;7.LDPE 绝缘料;8.铝塑复合带;9.钢塑复合带。
金属加强构件夹带钢-聚乙烯粘结护套中心束管式全填充型通信用室外光缆产品标准:YD/T769-2010产品型号:GYXTW系列工艺流程:外购光纤填充纤膏、挤PBT套管纵包阻水无纺布、纵包轧纹钢塑复合带、镀锌钢丝、挤HDPE护套印字成轴成检包装注: 关键工序特殊工序材料:1.光纤;2.纤膏;3.PBT料;4.阻水无纺布;5.镀锌钢丝;6.钢塑复合带;7.中密度聚乙烯护套料。
FTTH皮线光缆产品标准:YD/T1997-2009产品型号:GJXDH、GJXFDH、GJXV系列工艺流程:KFRP外购光纤 1-4光纤挤PVC、LSZH护套印字成检成盘包装KFRP注: 特殊工序材料:1.IUT G.657光纤;2.KFRP碳纤维棒或钢丝;3.PVC或LSZH护套料。
铜芯聚烯烃绝缘铝塑综合护套市内通信电缆产品标准:YD/T322-1996产品型号:HYA系列工艺流程:外购Φ2.6无氧铜拉丝、退火、挤聚烯烃绝缘、火花检查对绞色带、成缆、绕包聚酯膜纵包铝塑复合带、挤PE护套印字成轴成检充气包装注: 关键工序特殊工序材料:1.无氧铜;2.聚烯烃绝缘;3.色母料;4.扎色带;5. 聚酯膜;6.塑铝塑复合带;7.PE护套。
1．预制棒和尾管的入库（贴上编码，例如预制棒编SD091204001尾管编码：F100828018）2．抛光流程抛光的定义：在光纤生产的过程中，预制棒与尾管的对接即称之为抛光抛光流程：将预制棒与尾管分别固定在机器上，尽量使其切面对齐，经过高温持续加热1小时，融化焊接，然后磨平焊接口，最后冷却足够（2小时以上）取下。
3.拉丝过程3.1裸光纤光纤外径波动越小越好，光纤直径波动可导致光纤产生后散射功率损耗和光纤接续损耗。
光纤外径的波动引起芯径和模场直径波动,导致光纤散射损耗、接续损耗增加。
假设光纤芯径波动与外径波动成正比，则两个外径不同的光纤接续时,在光纤接续点的损耗可见为: A(直径波动)≈20log｛2/（a1/a2+a2/a1）｝(dB)设a1=126μm，a2=124μm，则A=0.001(dB)；设a1=127C a2=123μm 则A=-0.0045(dB)。
因此将光纤的外径波动控制在±1μm为好。
提高拉丝速度,适当降低拉丝温度，减少预制棒在高温炉中的停留时间。
减小包层中水分量向新区扩散,有利于降低光纤拉丝附加衰减。
提高拉丝速度,增大拉丝张力可减小外径波动，还有利于减小E’缺陷的产生。
也有利于光纤强度的增加。
但高速拉丝需要更高的炉温加热功率，也就更容易产生温场不均匀的现象。
会对光纤翘曲度有较大的影响(翘曲度是指裸光纤在不受任何外界应力的情况下的发生弯曲所对应的曲率半径)。
影响翘曲度的原因主要是光纤在温场中受热不均匀，导致光纤在颈向收缩不同，造成光纤翘曲度减小。
而光纤的翘曲度是光缆用户较为关心的指标之一，尤其在带光纤中，光纤翘曲度要是偏小将对接续带来不良后果。
由于光纤高速拉丝炉有以下基本要求:A.设计理想的温区分布和气路设计以便产生理想的预制棒变颈形状。
B.炉温稳定可调,便于精确控制拉丝张力。
C.加热炉元件选择和气流设计保证光纤表面尽可能少污染。
因而通过对拉丝炉元器件进行结构改良，并对炉内气流工艺改进。
单芯准直器的生产工艺流程1、准备工作1.1清洁：用无尘布清洁工作桌面，用棉签醮无水酒精清擦显微镜工作台。
1.2检查：a 检查顶针座（工装）的立柱高度是否符合要求，否则请工艺技术员进行调查。
b 将显微镜放大倍率调到30x的位置上，并调节上下高度，观察顶针座各立柱是否洁净，否则用棉签醮无水酒精清洁。
2、上构件2.1玻璃管的清洁：2.1.1将玻璃管分别竖立着放在10ml烧杯内，并倒入无水酒精，淹没玻璃管高度5-10mm。
2.1.2将该烧杯放置在装有水的超声波容器中，开启超声波电源，清洗10分钟。
2.1.3将玻璃管转入另一10ml烧杯中，倒入无水酒精，超声清洗，方法同上，重新清洗三次。
2.2玻璃管的放置2.2.1检查：检查超声波清洗的玻璃管是否洁净，否则返工清洗。
2.2.2放置：净洁净的玻璃管分别放置在洁净的小烧杯中。
2.3自聚焦透镜的清洁2.3.1用镊子夹住自聚焦透镜的中间部位，从盒中取出，放置在显微镜的工作台上。
2.3.2柱面清洁：滚动并观察自聚焦透镜的柱面是否清洁，否则用棉签醮无水酒精擦拭干净，直到整个柱面洁净为止。
2.3.3直角面的清洁：用镊子夹住自聚焦透镜的中部，使直角面朝上，观察是否洁净，否则用棉签醮无水酒精擦拭该面，直至洁净为止。
2.3.4楔角面的清洁：用镊子夹住自聚焦透镜的中部，使楔角面朝上，观察是否洁净，否则用棉签醮无水酒精擦拭该面，直至洁净为止。
2.4构件的装配2.4.1装配：右手用镊子从烧杯中取出一个玻璃管，用左手捏住；右手用镊子夹住自聚焦透镜的中部，楔角面朝下，细心地装入左手中的玻璃管中。
2.4.2放置：将装好的自聚焦透镜的构件，放置并套入顶针座的立柱上，轻轻将自聚焦透镜压下，使楔角面与顶针座的立柱顶面接触为止。
2.5构件的点胶2.5.1点胶棒的制作：取一段长约8cm的900um的光纤，用剥纤钳剥除涂覆层长约1cm，使光纤裸露出来。
2.5.2点胶：用点胶棒醮适量35ND胶，沿玻璃管与自聚焦透镜的夹缝处缓缓浸入，其接触面必须有90%以上有胶，但不允许玻璃管内壁与自聚焦透镜的楔角面间有溢胶。
一种光纤准直器的制作方法光纤准直器是一种用于将光束准直的光学器件，广泛应用于光通信、激光加工和光学测量等领域。
在光纤通信中，光纤准直器起到连接光纤和其他光学器件的作用，能够提高光信号的传输效率和质量。
下面将介绍一种常见的光纤准直器的制作方法。
材料准备：1. 光纤：选择质量好、传输损耗低的单模光纤。
2. 光纤准直器芯棒：常用材料有石英、玻璃等，需要具有良好的光学性能。
3. 粘接剂：选择透明度高、粘接强度好的粘接剂，如光学级环氧树脂。
制作步骤：步骤一：光纤的预处理1. 使用光纤剥皮器剥去光纤外部的包覆层和绝缘层，露出裸露的光纤芯。
2. 使用光纤切割器将光纤切割成所需长度。
步骤二：制备光纤准直器芯棒1. 准备光纤准直器芯棒，根据需求选择合适的直径和长度。
2. 将光纤准直器芯棒进行打磨，使其表面光滑，以提高粘接质量。
步骤三：光纤与准直器芯棒的粘接1. 在准直器芯棒的一端涂抹一层适量的粘接剂。
2. 将光纤的裸露芯对准准直器芯棒上的粘接剂，轻轻放置在一起。
3. 使用显微镜检查粘接部分，确保光纤和准直器芯棒之间的对准度。
步骤四：光纤准直器固化1. 将粘接好的光纤准直器放入光纤准直器固化装置中。
2. 根据粘接剂的要求，设定适当的固化温度和时间。
3. 等待固化完成，取出固化好的光纤准直器。
步骤五：光纤准直器测试1. 使用光纤测试仪器对光纤准直器进行测试，如检测光损耗、准直度等参数。
2. 根据测试结果进行调整和优化，以确保光纤准直器的性能达到要求。
需要注意的是，在制作光纤准直器的过程中，应保持操作环境的洁净，并防止灰尘、杂质等对器件质量的影响。
同时，不同光纤准直器的制作方法可能会有所差异，需要根据具体情况进行调整和改进。
光纤准直器的制作是一个精密的过程，需要仔细操作和合理选择材料，以确保制作出具有高传输效率和稳定性能的光纤准直器。
通过不断的研究和改进，可以进一步提高光纤准直器的制作工艺和性能，满足不同应用领域的需求。
光纤准直器原理曾孝奇一. 模型光纤准直器通过透镜能实现将从发散角较大（束腰小）的光束转换为发散角较小（束腰大）的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。
在这里，我们将从光纤中的出射光束认为是基模高斯光束；光纤准直器基本模型如下：图1光纤准直器原理示意图其中，i q （i=0,1,2,3）为高斯光束的q 参数，q 参数定义为：()()()z w i z R z q 211πλ-=，（1） ()z f z z R 2+=，()201⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=f z w z w ，λπ20w f =；（2） 图1中，i q （i=0,1,2,3）分别表示光纤端面，透镜入射面，透镜出射面，和出射光束的束腰处的q 参数，而01w 和02w 分别表示透镜变换前后的束腰；l 表示光纤端面与透镜间隔，l w 为准直器的设计工作距离。
二. 理论分析根据ABCD 理论，高斯光束q 参数经透镜变换后，DCq BAq q ++=112，（3）而且，l q q +=01，2/32w l q q -=，12010if w i q ==λπ，22023if w i q ==λπ。
这样，我们可以得到经过透镜后的束腰大小：()()2120102Cf D Cl BCAD w w ++-=，（4）工作距离：()()()()212212Cf D Cl ACf D Cl B Al l w +++++-=，（5）方程（5）是关于l 的二次方程，为使得l 有实根，方程（5）的判别式应该不小于零，从而我们可以得到：1212f C ACf BC AD l w --≤，（6） 方程（6）表示准直器的工作距离有上限，就是一个最大工作距离()()121max /2f C ACf BC AD l w --=。
此时，我们得到：CD f l -=1。
分析：不论对于何种透镜，准直器的出射光斑和工作距离都取决于透镜的传输矩阵ABCD ；对于给定的透镜，它们还跟入射光斑大小和光纤端面与透镜间的距离l 有关，也就是说，对于给定的入射光束和给定的透镜，我们可以通过在透镜焦距附近改变l 来实现不同的工作距离。
