高比光纤拉锥工艺设计的理论与数值分析
引用
刘嘉辉和郑丽丽，“高比光纤拉锥工艺设计的理论与数值分析”，IEEE 光子学杂志，第 12 卷，第 6 期，2020 年 12 月。
关键词
- 光纤拉锥
- 颈缩轮廓
- 计算建模
- 数值模
简介
光纤拉锥的最终形状主要取决于石英玻璃的材料特性和熔炉的热设计，并且与拉拔过程中使用的拉伸条件无关。本文介绍了一种用于预测大半径、高比光纤拉锥在拉拔过程中形状演变的数值方法。该模型考虑了温度、随温度变化的粘度和径向积分速度的二维分布。研究人员发现，可以在熔炉中使用绝热屏蔽，将热量集中在拉锥中部，并增加温度梯度，从而有助于加速拉拔过程。
摘要
刘佳慧和郑莉莉在2020年IEEE光子学期刊上发表的这篇论文探讨了光纤拉锥工艺，该工艺用于制造光纤锥。光纤锥是用于CCD耦合、电视成像和夜视设备等应用的光学元件。光纤锥的质量，尤其是其形状，对其传输特性有显著的影响。
作者建立了一个数值模型来模拟该工艺，并了解各种因素如何影响锥体的最终形状。他们的研究结果表明：
所用石英玻璃的粘度至关重要。较低的粘度可以加快拉锥速度，但可能会导致锥体形状不理想，腰长较长。
熔炉内的温度分布起着至关重要的作用。熔炉热区温度较高，可以加快拉锥速度，并形成更陡的锥体形状和更短的腰长。
熔炉的设计，特别是热区、绝热区和冷区的长度，也会影响锥体形状。
在热区边界附近加入绝热屏蔽可以改善热量集中，从而加快工艺速度并获得更理想的锥形形状和更大的斜率。
虽然拉拔过程中施加的外力会影响锥形的变形率，但对锥形的最终形状影响不大。
作者得出结论，通过了解这些因素并利用他们的模型，制造商可以优化光纤拉拔工艺，从而生产出适用于各种应用且具有理想形状的高质量锥形。
来源：https://ieeexplore.ieee.org/ielx7/4563994/9233471/09263305.pdf