电加热式熔融拉锥机的运动控制研究

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1、摘要熔锥型光纤器件是全光器件中最具代表性的、也是构成其它器件的一种基础器件。随着光纤通信、光纤用户网、光纤传感技术等领域的迅猛发展，它的应用也越来越广泛。熔锥型光纤器件中最为典型的器件是光纤耦合器，其用量在光无源器件中居第二位。目前制造光纤耦合器的方法主要是通过融熔拉锥流变成形。熔融拉锥机是制造熔锥型光纤器的通用设备，传统熔融拉锥机主要利用高纯气体火焰加热方式获得光纤的熔融温度，而这种加热方式易受环境干扰，产生的温度漂移严重，器件性能一致性较差等特点。针对此问题，研制了一种基于新型加热方式的高品质熔融拉锥控制系统。重点分析作为熔融拉

2、锥控制系统重要组成部分的光功率检测系统的硬件和软件设计，研究熔融拉锥控制系统的主拉锥运动控制和电加热器运动及封装平台的运动控制。’实验结果表明：新型熔融拉锥系统运动平稳，制备的熔锥型光纤耦合器具有良好的性能，器件的一致性好。和六轴融熔拉锥设备相比，其中光功率损耗的一致性提高了5倍、分光比的一致性提高了4倍、拉锥长度的一致性提高了20倍。关键词：熔融拉锥，光纤耦合器，光功率检测，运动控制+本课题得到国家自然科学基金重点项目《光纤器件的亚微米制造理论与关键技术》的资助ABSTRACTFused．taperfiberdeviceisthe

3、mosttypicalfiberdeviceandalsoabasicpartofotherdevices．Withthedevelopmentoffibercommunication，fiber-opticsensors，andCOherentlightdetectionfield，etc．Fused-taperfiberdevicewhichhavebeenwidelyused．FibercoupleriSoneofthemostimportantdevicesamongfusedtaperfiberdevices．Ⅵ，11ic

4、husagerankssecondamongtheopticalpassivedevices．Atpresent，thecommonfabricationmethodoffibercouplerisFusedbiconicaltaper(FBT)．Opticalfiberfusedbiconicaltape(FBDmachineisakindofgeneralequipmentforfabricatingopticalfibercouplers．FortraditionalFBTmachinesthefusedtemperature

5、offiberisobtainedbyburningpuregas，whichiseasilydriftedanddisturbed．皿ereforetlleperformancesoffiberdeviceshavebaduniformity．AnewtypeFBTmachine，whichisbasedonnewdesignedelectricalheater,iSpresented．OpticalPowerMonitorSystemwhichisimportantpartofOpticalFiberFBTControllers

6、ystem，itsdesignofhardwareandsoftwarearepresented．ResearchthecontrollerforpullingmotorsystemandthemovementofX．YandZmotorlastlyItisprovedbyalargenumberofexperimentsthatnewFBTsystemworksteadily,theperformancesofOpticalFibercouplersmeliorate，andthefiberdeviceshavegoodunifo

7、rmity．Theconsistencyofperformanceisireprovedexponentially．Theconsistencyofpowerlossisincreasedbv5folds．111econsistencyofcouplingratioisincreasedbv4folds．Theconsistencyofdrawinglengthisincreasedbv20folds．Keywords：fusedbiconicaltaper,fibercoupler,opticalpowermonitor，move

8、mentcontrollerII原创性声明本人声明，所成交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大