高填充率的玻璃光纖傳光束結構的制作方法

本技術涉及光導纖維，具體而言涉及高填充率的玻璃光纖傳光束結構。

背景技術：

1、玻璃光纖是光導纖維的一種，由高折射率的玻璃料作為芯層，低折射率的玻璃料作為包層，通過棒管法或雙坩堝法在高溫下拉制出的具有同心圓結構的纖維絲，直徑可以從幾個微米到幾百微米，光導纖維直徑越細越柔軟。

2、與用于光纖通訊的石英光纖相比，玻璃光纖通常傳輸損耗比較大，僅適合短距離應用。單根玻璃光纖可傳輸的能量非常小，也很難進行光的耦合、光的一分多路和光的多路合一，所以玻璃光纖需要做成光纖傳光束才有真正的實用價值。高填充率的玻璃光纖傳光束結構是由幾十根到幾千萬根同一種規格(直徑)和長度的光纖絲集為一束，光纖絲兩端(一端為輸入端，另一端則為輸出端)光纖絲束用粘合劑固定在端套內(通常為金屬、塑料材料)并切割磨拋成平面，中間散開狀的光纖絲束保護于護套軟管(塑料、橡膠、金屬軟管等)中，保證傳光束的柔性和彎曲性能。

3、如一端是一束光纖，另一端也是一束光纖，即所謂一進一出光纖束；如一端是一束光纖，另一端分為多束光纖，即一分多路光纖束。

4、高填充率的玻璃光纖傳光束結構主要用于50米以內的短距離的光傳輸、能量傳輸、信號傳輸、圖像傳輸等,而傳光效率是高填充率的玻璃光纖傳光束結構的最重要性能指標。傳光效率高，能量損失少，傳輸距離就長，信號靈敏度也高。

5、簡單來說，光纖傳光束的傳光效率就是輸出端的光強度(總和)與輸入端的光強度(總和)的比值。當玻璃光纖性能確定后，傳光效率與傳光束的截面面積成正比：傳光束的截面面積越大，能傳光的光纖數量就越多，傳光效率越高。在傳光束的截面面積(端套內尺寸)固定時，傳光效率則與端套內光纖絲的填充率成正比：傳光束兩端端頭內光纖絲填充率越高，可傳光的光纖截面積越大，傳光效率越高。直徑相同的光纖傳光束，當光纖絲填充率從90％提升到95％時，傳光效率可較原光纖傳光束提升11.42％。

6、光纖絲填充率可以理解為：所有光纖絲截面的面積總和與端套內面積之比。因為光纖絲截面呈圓形，光纖絲緊密堆積時，光纖絲與光纖絲之間仍然會有空隙所以，光纖絲填充率永遠不可以達到100％。

7、目前市場上所有高填充率的玻璃光纖傳光束結構都是由某種固定直徑的光纖絲制作而成。如果同一直徑(d)的光纖絲在端套內按正方形緊密堆積排列，則可以算出光纖絲填充率最大約為78.54％；如按正六邊形緊密堆積排列，則可以算出光纖絲填充率最大約為90.69％。因此，目前的方案只是盡量讓光纖絲按正六邊形緊密排列，以求達到最高的光纖填充率。

技術實現思路

1、針對現有技術中光纖傳光束存在的技術問題，本實用新型的提出一種技術方案，一種高填充率的玻璃光纖傳光束結構，包括：

2、第一玻璃光纖，所述第一玻璃光纖為截面為圓形的單根光纖，在傳光束的橫截面內，多根所述第一玻璃光纖按照正四邊形或正六邊形緊密排列，按照正四邊形緊密排列的第一玻璃光纖之間形成第一縫隙，按照正六邊形緊密排列的第一玻璃光纖之間形成第二縫隙；

3、第二玻璃光纖，填充在每個所述第一縫隙或第二縫隙中；

4、其中，第一玻璃光纖的截面積大于所述第二玻璃光纖的截面積，所述第二玻璃光纖是單根光纖或多根光纖構成的光纖束。

5、優選的，所述光纖束包括至少兩種直徑的截面為圓形的玻璃光纖

6、優選的，在所述第一縫隙、第二縫隙中填充的所述第二玻璃光纖的直徑是第一玻璃光纖直徑的14％-45％。

7、優選的，所述第二玻璃光纖為單根光纖，所述第二玻璃光纖包括填充在第一縫隙中的光纖a，定義所述第一玻璃光纖的直徑為d1，填充在第一縫隙中的所述光纖a的直徑為d2，其中，

8、優選的，填充在所述第一縫隙中的第二玻璃光纖為光纖束，所述光纖束包括四根光纖b和四根光纖c，四根所述光纖b按照正四邊形排列，且四根所述光纖b的十字切線與所述第一縫隙周圍的四根第一玻璃光纖的十字切線重合，四根光纖c分布在第一縫隙中沿十字切線指向的四個拐角，所述光纖c的軸線處于十字切線上；

9、所述光纖b、光纖c和第一玻璃光纖相互相切。

10、優選的，定義所述第一玻璃光纖的直徑為d1，光纖b的直徑為d3，光纖c的直徑為d4，其中，

11、優選的，在所述第二縫隙中填充的第二玻璃光纖為單根光纖，所述第二玻璃光纖包括光纖e，所述光纖e與周圍的第一玻璃光纖相切，定義所述第一玻璃光纖的直徑為d1，光纖e的直徑為d5，其中，

12、優選的，所述第一玻璃光纖的直徑d1是50微米。

13、與現有技術相比，本實用新型的優點在于：

14、本申請通過不同直徑的光纖緊密排布形成的傳光束，部分光纖按照正方形或六邊形緊密排布，其余光纖填充在間隙中，通過這種方法可得到填充率高于90％的傳光束，尤其對于正方形排布的光纖絲，光纖絲填充率增加至少12％，傳光效率也進一步提升。

技術特征：

1.一種高填充率的玻璃光纖傳光束結構，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的高填充率的玻璃光纖傳光束結構，其特征在于，所述光纖束包括至少兩種直徑的截面為圓形的玻璃光纖。

3.根據權利要求2所述的高填充率的玻璃光纖傳光束結構，其特征在于，在所述第一縫隙、第二縫隙中填充的所述第二玻璃光纖的直徑是第一玻璃光纖直徑的14％-45％。

4.根據權利要求3所述的高填充率的玻璃光纖傳光束結構，其特征在于，所述第二玻璃光纖為單根光纖，所述第二玻璃光纖包括填充在第一縫隙中的光纖a，定義所述第一玻璃光纖的直徑為d1，填充在第一縫隙中的所述光纖a的直徑為d2，其中，

5.根據權利要求3所述的高填充率的玻璃光纖傳光束結構，其特征在于，填充在所述第一縫隙中的第二玻璃光纖為光纖束，所述光纖束包括四根光纖b和四根光纖c，四根所述光纖b按照正四邊形排列，且四根所述光纖b的十字切線與所述第一縫隙周圍的四根第一玻璃光纖的十字切線重合，四根光纖c分布在第一縫隙中沿十字切線指向的四個拐角，所述光纖c的軸線處于十字切線上；

6.根據權利要求5所述的高填充率的玻璃光纖傳光束結構，其特征在于，定義所述第一玻璃光纖的直徑為d1，光纖b的直徑為d3，光纖c的直徑為d4，其中，

7.根據權利要求1所述的高填充率的玻璃光纖傳光束結構，其特征在于，在所述第二縫隙中填充的第二玻璃光纖為單根光纖，所述第二玻璃光纖包括光纖e，所述光纖e與周圍的第一玻璃光纖相切，定義所述第一玻璃光纖的直徑為d1，光纖e的直徑為d5，其中，

8.根據權利要求1-7中的任意一項所述的高填充率的玻璃光纖傳光束結構，其特征在于，所述第一玻璃光纖的直徑d1是50微米。

技術總結
本技術涉及光導纖維技術領域，具體而言涉及高填充率的玻璃光纖傳光束結構，包括：第一玻璃光纖，所述第一玻璃光纖為截面為圓形的單根光纖，在傳光束的橫截面內，多根所述第一玻璃光纖按照正四邊形或正六邊形緊密排列，按照正四邊形緊密排列的第一玻璃光纖之間形成第一縫隙，按照正六邊形緊密排列的第一玻璃光纖之間形成第二縫隙；第二玻璃光纖，填充在每個所述第一縫隙或第二縫隙中。本申請通過不同直徑的光纖緊密排布形成的傳光束，部分光纖按照正方形或六邊形緊密排布，其余光纖填充在間隙中，通過這種方法可得到填充率高于90％的傳光束，尤其對于正方形排布的光纖絲，光纖絲填充率增加至少12％，傳光效率也進一步提升。

技術研發人員：司徒桂平,李冠群,王偉,吳浩,卞長銀
受保護的技術使用者：南京邁通光電科技有限公司
技術研發日：20240525
技術公布日：2024/12/26