[发明专利]一种光纤转向方法及转向器件

说明书

技术领域

本发明涉及光纤系统，特别是涉及一种可以实现光纤或光缆任意角度转向或折弯的方法及器件。

背景技术

近年来，光纤相关技术的发展大大的促进了光纤通信和光纤传感的发展。光纤及光缆的用量也大大的增加。但由于普通光纤本身的材料性质，光纤或者光缆的弯曲直径不能太小，不然会有较大的损耗甚至造成光纤或光缆的损坏。因此一般限定，光纤的弯曲直径不得小于10厘米。

然而，在许多场合的应用中，会因为空间的限制或特殊安装的要求需要光纤极度弯曲，比如FTTH实现的过程中，要在公寓内铺线，往往需要光缆弯曲较大的角度或者有比较陡的折弯，如果使用常规的光缆就会造成光的急剧衰减，还会大大的降低光缆的使用寿命。

另外，还有一些情况下需要极度苛刻的光纤弯折甚至对折。在一些光纤传感的场合，比如小直径管道或井内的环境监测，某些情况下要把光缆在管道内弯折回来，因此需要在极小的空间内实现较大的弯折甚至180度的光缆对折，利用常规的光缆是绝对不可行的。

为了解决光纤弯折的问题，科研人员开发出了一些技术解决方案，如孔助光纤、光子晶体光纤等，这些技术都可以提高弯曲性能。在一些要求不是很苛刻的情况下，可以控制损耗在可接受范围之内。但是，这些技术不能与已安装的标准光纤兼容，因此无法应用在现有的光纤应用网络中。

由于上述问题的存在，许多公司已经有针对性的开发出了一些柔性的可以实现小直径弯曲的光纤。比如住友电器工业株式会社在原来50/125系列多模光纤的基础上升级的PureEther-Access系列，可以实现3厘米的小直径弯曲。3M公司开发出了光纤表面保护层技术，可以保护光纤在较小的弯曲直径状态下受损坏较小。康宁研制处的ClearCurve系列，可以达到直径为1厘米左右的弯曲，具有较小的损耗。以上的几种特种柔性光纤可以与传统的标准光纤兼容。

但以上技术或新产品都无法解决上述的极度苛刻情况下光纤弯折甚至对折的需求问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种可以实现光纤或光缆任意角度转向或折弯的方法及器件。利用本发明的方法来实现光纤或光缆的任意角度转向，尤其是可以实现光纤的180度对折。

本发明的技术方案：

一种光纤转向方法，其特征在于，该方法中包括有入射光纤和出射光纤，所述的入射光纤的光出射端的端部设有第一斜面，第一斜面与光纤轴向的夹角为α，所述的出射光纤的光入射端的端部设有第二斜面，第二斜面与光纤轴向的夹角为β，在所述入射光纤内传输的光经第一斜面反射后入射到出射光纤的第二斜面上，再经第二斜面反射，形成沿出射光纤轴向传播的出射光。

作为第一种优化方案，在所述的入射光纤中：35°≤α≤55°，在所述的出射光纤中：35°≤β≤55°，入射光纤的第一斜面和出射光纤的第二斜面相背，所述的入射光纤和出射光纤可以以两光纤间的光束为轴转动形成任意夹角，则光可沿呈任意角度的入射光纤和出射光纤传播，完成光纤的转向。

作为第二种优化方案，将所述的入射光纤与所述的出射光纤成θ角放置于同一平面A内，使得所述的第一斜面和第二斜面均垂直于平面A，所述的入射光纤的光出射端相对于所述的出射光纤的光入射端。在通过增减入射光纤和出射光纤间的θ的大小，完成光在入射光纤和出射光纤的转向。

在上述两个优化方案中，为了得到更高的耦合效率，在第一斜面及所述的第二斜面上均镀有高反膜或者其中一个斜面镀有高反膜。

作为应用上述第一种优化方案中光纤转向方法，其结构为包括入射光纤、出射光纤和毛细管，所述毛细管内设置有可容纳所述入射光纤和出射光纤的光纤孔，所述的入射光纤和出射光纤平行放置在一个毛细管中，毛细管的端部设有两个垂直的端面，各端面与所述毛细管的轴向呈45°，入射光纤的第一斜面和出射光纤的第二斜面分别与所述毛细管的两个相互垂直的端面同面。

上述器件中，所述的毛细管材料可以为玻璃或者金属，优化的使用单孔双光纤玻璃毛细管。

为了保护整个器件，在上述毛细管外部还可设有密封保护装置。

本发明的上述技术方案带来如下技术效果：

本发明的光纤转向器件具有较小的尺寸，利用本发明的方法可以实现任意场合的光纤转向或弯折，尤其是可以实现光纤的180度折弯；本发明内光纤可以为任意种光纤，因此可以与现有的任何系统完全兼容；由于光纤本身可以作为柱透镜进行光的聚焦作用，因此具有较高的耦合效率。

附图说明

图1是本发明一种光纤转向方法中第一种转向方案的正视图。