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新型电加热熔融拉锥机研制

赖雄鸣  
【摘要】: 熔锥型光纤器件是全光器件中最具代表性,也是构成其它器件的一种基础器件,在光纤传感和光纤通信中得到了广泛使用。目前熔融拉锥设备通常采用气体火焰加热,这种加热方式温度场易受外界干扰,温度波动范围大,精确控制难,导致产品性能一致性差和成品率低。虽然旧电阻型加热器可以克服火焰加热方式的缺点,提高熔锥型光纤器件的光学性能,但是由于其自身结构等因素存在一系列问题,在应用推广上受到影响。本章将对旧加热器的优缺点进行综合分析,作出改进,提出一种新型电加热器,并将其嵌入熔融拉锥机,整合优化,促进电加热方式的推广和应用。 主要研究内容如下: 简述传统熔融拉锥机各部分的结构与功能,论述气体火焰加热方和旧加热器的优缺点,从材料和结构上做出改进。在结构上,设计出一种新型电加热器,并将其嵌入熔融拉锥机,进行整合优化。 基于传热学理论建立电加热器的热分析模型,利用数值计算软件,分析了新型电加热器的温度场分布,热应力分布情况。针对电加热器存在高温氧化、装配、接线、隔热等问题提出一套新的工装及工艺流程,并在此基础上对工装温度场分布进行了分析与改进。 在嵌入新型电加热器的熔锥机上进行实验研究。分析拉锥工艺与熔锥型光纤器件损耗的相关规律,确定温度、拉锥速度、预拉伸长度、光纤预加热时间等工艺参数的最优值。最后对制备的光纤耦合器性能离散性进行分析。结果表明,新型电加热器的器件性能一致性优良与旧电加热器相当,均优于火焰加热方式。


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