Способ, система и устройство для придания предварительно заданного вращения оптическому волокну

Способ, система и устройство для придания предварительно заданного вращения оптическому волокну

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к области обработки оптического волокна, в частности к способам изготовления оптического волокна, при которых оптическое волокно подвергается вращению вокруг своей оси для уменьшения поляризационной модовой дисперсии (PMD) оптического волокна или оптической линии связи, содержащей оптическое волокно.

Более конкретно настоящее изобретение применяется для любого процесса, при котором оптическое волокно перемещается в предварительно заданном направлении и во время его перемещения ему придается вращение вокруг своей оси. Такой процесс может представлять собой, например, процесс получения оптического волокна (обычно процесс вытягивания) или процесс производства оптического кабеля с применением множества оптических волокон.

В производстве оптического волокна и оптического кабеля известны различные способы применения торсионного вращения оптического волокна вокруг своей оси. Было показано, что такое вращение целесообразно для различных применений, например, для таких как производство многомодового оптического волокна с увеличенной шириной полосы пропускания волокна или для производства оптического волокна или оптического кабеля, содержащего оптическое волокно, с пониженной поляризационной модовой дисперсией (PMD).

Известно, что «одномодовое волокно», обычно применяемое в коммуникационных системах, не является чисто одномодовым и что, скорее, оно содержит две моды с перпендикулярными поляризациями. Такие две поляризации образуют ортогональный базисный набор, и любую конфигурацию излучения, которое распространяется через одномодовое волокно, можно представить с помощью линейной суперпозиции двух таких мод.

Если волокно является абсолютно аксиально-симметричным как в отношении геометрии (включая оптические свойства, такие как показатель преломления), так и в отношении внутреннего и внешнего напряжения, два состояния поляризации вырождаются и распространяются с одинаковой групповой скоростью. Однако обычное оптическое волокно не является абсолютно аксиально-симметричным, отчасти потому, что во время производства присутствуют различные факторы. Дефекты, такие как геометрическая деформация и асимметрия напряжения, нарушающие вырождение двух мод. Например, поперечное сечение обычного оптического волокна может быть слегка эллиптическим по форме. В результате два состояния поляризации распространяются с разными константами распространения. Различие между константами распространения называется двулучепреломлением.

Двулучепреломление обуславливает состояние поляризации света, распространяющегося в волокне, с периодическим испусканием по всей длине волокна. Расстояние, необходимое для возврата поляризации в ее первоначальное состояние, представляет собой длину биений волокна, которая обратно пропорциональна двулучепреломлению волокна. На практике обычно длины биений наблюдаются в диапазоне от таких коротких как 2-3 миллиметра (волокно с высоким двулучепреломлением) до таких длинных как 10-100 метров (волокно с низким двулучепреломлением).

Кроме того, наличие двулучепреломления означает, что два состояния поляризации распространяются с разными групповыми скоростями и после распространения на одинаковое расстояние имеют различие во времени задержки, различие, увеличивающееся по мере увеличения двулучепреломления. Разница во времени задержки между двумя состояниями поляризации называется поляризационной модовой дисперсией или PMD, которая для больших расстояний обычно определяется как квадратный корень из длины волокна (единица измерения пс/км^1/2). PMD является причиной искажения сигнала, которое очень вредно для высокоскоростных систем передачи данных и аналоговых коммуникационных систем. Следовательно, такое явление нежелательно в системах передачи оптического сигнала, особенно в системах, функционирующих на больших расстояниях.

Описаны различные способы уменьшения PMD, которые включают в себя осуществление вращения волокна во время его производства. Вращение приводит к внутренним геометрическим ассиметриям и/или ассиметриям напряжения волокна при вращении вокруг оси волокна по мере его продвижения вниз вдоль такой оси. Вращение гарантирует, что во время распространения оптического излучения вдоль волокна ассиметрии «усредняются», тем самым, уменьшая влияние PMD. Более подробно вращение индуцирует внутреннее взаимодействие между двумя ортогонально поляризованными модами.

Придаваемое волокну вращение может приводить к осуществлению «вращения» или «кручения», или к их сочетанию.

«Вращение» представляет собой постоянную крутильную деформацию, прилагаемую к волокну, когда материал волокна в горячей зоне подвергается крутильной деформации, приводящей к деформации, фиксирующейся («замороживаемой») в волокне по мере его охлаждения из расплавленного состояния, без образования крутильного напряжения.

«Кручение» относится к вращению, привносимому на охлажденное оптическое волокно. В данном случае будет наблюдаться сочетание вращения ассиметрий и крутильного напряжения, потому что волокно становится относительно жестким по сравнению с его расплавленным состоянием. Кручение можно отменить или уменьшить, применяя вращение в другом направлении, тогда как вращение постоянно. Чрезмерное кручение может быть причиной микроскопических трещин и способствовать или приводить в итоге к физическому разрушению волокна. Следовательно, желательно уменьшать или исключать кручение, привнесенное на волокно. Один из способов уменьшения кручения оптического волокна заключается в перекручивании волокна путем его раскрутки в обратное состояние и повторной закрутки волокна.

Были разработаны способы, которые основаны на вращении волокна по мере его вытягивания (см., например, патентную заявку США 2004/0163418). Процесс вытягивания оптического волокна обычно осуществляют путем нагревания стеклянной заготовки до температуры выше температуры размягчения и вытягивания расплавленного материала сверху вниз для получения оптического волокна как такового. Затем волокно обычно заставляют проходить через блок автоматического контроля диаметра, затем через устройство для нанесения покрытия, где на оптическое волокно, которое теперь в значительной степени охладилось, наносится полимерное покрытие, и затем через блок контроля соосности покрытия, установку отвердевания и блок автоматического контроля диаметра покрытия. Затем приводное и направляющее устройства протягивают в волокно и направляют его к приемной бобине. Вращатель обычно размещают ниже аппарата для нанесения покрытия, и он может содержать, например, ролик или другие элементы, подходящие для осуществления углового перемещения волокна и для обеспечения вращения. Выполняя вращение во время вытягивания, то есть когда основание заготовки в значительной степени расплавилось, в отношении ассиметрий волокна по существу осуществляют чистое вращение.

Для целей настоящего изобретения термин «устройство вращения» будет относиться к любому устройству, которое является подходящим для осуществления торсионного вращения волокна вокруг своей оси, независимо от того, применяется оно для осуществления вращения или кручения.

В данной области известны различные способы и устройства для вращения оптического волокна.

Например, в патенте США 5298047 предлагается способ для придания кручения оптическому волокну во время процесса вытягивания, при котором кручение осуществляется путем изменения угла приемных роликов, которые вытягивают волокно из заготовки, заставляя направляющий ролик для оптического волокна с осью, перпендикулярной оси продвижения волокна, двигаться подходящим образом с помощью чередующихся колебаний в направлениях по часовой стрелке и против часовой стрелки.

В патентной заявке США 6324872 предлагается устройство вращения (см. фиг.4 из нее), содержащее пару элементов, расположенных с противоположных сторон относительно оси вытягивания оптического волокна, каждый из которых имеет свой собственный участок поверхности для контактирования с волокном. По меньшей мере, один из двух участков поверхности перемещается в поперечном направлении по отношению к направлению вытягивания таким образом, что два участка поверхности движутся относительно друг друга и тем самым осуществляют вращение оптического волокна вокруг своей оси. Например, пара элементов может состоять из пары роликов с их осью вращения, перпендикулярной направлению вытягивания, по меньшей мере, один из которых способен совершать возвратно-поступательное движение вдоль своей собственной оси с тем, чтобы осуществлять периодическое вращение волокна.

Обычно величина фактического вращения, которое фактически применяется в отношении оптического волокна, отличается от теоретической величины, которая применялась бы, если бы от вращателя волокну передавалось 100% вращения. По утверждению авторов изобретения известны различные факторы, влияющие на передачу вращения, осуществляемую по отношению к волокну, например:

- длинный участок волокна между участком с сужением и устройством вращения;

- наличие вдоль указанного участка волокна устройств, таких как ролики или аппарат для нанесения покрытия, которые являются причиной возникновения сил трения;

- характеристики вязкостного сопротивления покрытия;

- характеристика вязкостного сопротивления сужения как такового;

- перепад температуры волокна по его длине; и

- нежелательное наложение кручения под действием вытягивающей системы, которое не является пренебрежимо малым.

Таким образом, в то время как устройство вращения осуществляет угловое перемещение в заданной точке на линии вытягивания, возле участка с сужением обычно осуществляется более слабое угловое перемещение.

Авторы изобретения также наблюдали, что упомянутое выше различие также может возникать из-за механических эффектов в устройстве вращения (вращателе), например, из-за проскальзывания на границе соприкосновения волокна и вращателя. Например, волокно может проскальзывать на роликах, осуществляющих вращение.

Наличие осуществляемого вращения можно легко установить, например, с помощью микроскопического исследования пузырьков в волокне для определения вращения сердцевины или с помощью передвижного магнитооптического модулятора. Другой способ регулирования внутреннего вращения главных осей двулучепреломляющего оптического волокна во время способа изготовления волокна заключается в боковом освещении оптического волокна лучом He-Ne лазера так, чтобы с помощью отраженного света образовывались интерференционные полосы. Вращение оптического волокна вызывает смещение полос вследствие эллиптичности волокна или любого рода анизотропии показателя преломления, обусловленной напряжениями. Затем с помощью измерения смещения полос можно определить вращение главных осей двулучепреломления оптического волокна.

В патентной заявке США 2002/0178758 тех же авторов предлагается способ измерения в режиме онлайн фактического вращения оптического волокна, осуществляемого во время обработки волокна. Фактическое вращение, придаваемое оптическому волокну, определяют на основе измерения диаметра оптического волокна. Причина состоит в том, что когда измеряют диаметр оптического волокна, перемещаемого в предварительно заданном направлении и вращаемого вокруг своей оси, ассиметрии и анизотропии оптического волокна вызывают колебание измеряемого значения между минимальным и максимальным значениями с частотой, которая связана со скоростью вращения волокна. В указанной схеме в режиме реального времени применяется Фурье-анализ данных, относящихся к диаметру волокна, полученных путем поперечных измерений оптического волокна в режиме онлайн вскоре после его вытягивания из заготовки. Для корреляции сигналов со скоростью вращения в системе применяется анализ спектра мощности.

Информация об угловой скорости вращения применялась для регулирования с обратной связью вращения, придаваемого оптическому волокну, чтобы получать волокно с фактическим вращением, соответствующим предварительно заданному, согласно техническим требованиям, и, следовательно, с заданным откликом в единицах PMD. В случае периодической функции вращения (например, синусоидальной) с временной частотой инверсии ν (в обратных секундах) замкнутая система автоматического регулирования с обратной связью оперативно регулирует частоту инверсии ν вращателя в зависимости от данных измерения фактического вращения. Также в зависимости от применяемого вращателя предлагается регулировать максимальное перемещение подвижной части вращателя (называемое «амплитудой») в качестве альтернативы или в дополнение к изменениям частоты инверсии ν.

Для получения данных о вращении или кручении в патенте США 6791678 описан другой способ определения в режиме реального времени скорости вращения и кручения, применяемый для изменения скорости вращения или скорости вытягивания, который основан на фильтрации сигнала измерения диаметра.

В ходе исследования авторы изобретения обнаружили, что регулирование амплитуды и/или частоты инверсии вращателя с помощью замкнутой системы автоматического регулирования с обратной связью не может быть таким эффективным, как предполагалось, чтобы гарантировать требуемую скорость вращения. Если вращатель не работает должным образом, например, если волокно слабо взаимодействует с вращателем, такая работа с обратной связью может не оправдать ожиданий по установке требуемого вращения волокна. Кроме того, попытка увеличить фактическое вращение просто с помощью увеличения частоты инверсии, как описано в процитированной патентной заявке США 2002/0178758, может привести к увеличению амплитуды вибрации волокна, отклоняющегося от оси вытягивания, то есть к увеличению величины трещин во время вытягивания и/или во время последующих механических выборочных испытаний.

Авторы изобретения также обнаружили, что дополнительная проблема связана с переносом на оптическое волокно функции вращения, в идеальном случае осуществляемой с помощью вращателя. Упомянутая дополнительная проблема относится к изменению силы трения между оптическим волокном и вращателем во время обработки волокна, которое приводит к переменной величине проскальзывания волокна на вращателе. Указанная проблема может влиять на фактическую скорость вращения в большей степени, чем степень, которую можно компенсировать путем регулирования амплитуды и/или частотных параметров вращения.

Авторы изобретения обнаружили, что регулирование амплитуды и/или частоты вращателя может быть недостаточным и что важно регулировать силу трения вращателя, чтобы надлежащим образом регулировать степень проскальзывания волокна на вращателе как таковом. Такого регулирования проскальзывания волокна можно, например, добиться путем устранения проскальзывания как такового или путем его уменьшения до подходящего уровня. Регулирование трения можно осуществлять с помощью замкнутой системы автоматического регулирования с обратной связью, получающей сигнал от измерения фактической скорости вращения в режиме онлайн. Дополнительно к силе трения можно регулировать амплитуду и/или частоту вращателя. Другими словами, авторы изобретения поняли, что регулирование силы трения оперативно по отношению к измерению фактического вращения, придаваемого волокну, в режиме реального времени с помощью системы с обратной связью позволяет своевременно регулировать условия вращения для того, чтобы реально полученное вращение волокна удовлетворительно соответствовало требуемой функции вращения, предусмотренной для волокна.

В уже цитированной патентной заявке США 6324872 описано, что два ролика вращателя располагаются в одной и той же точке вдоль продольного участка волокна на противоположных сторонах участка таким образом, что между роликами образуется зазор. Для регулирования положения второго ролика в направлениях, поперечных к направлению движения волокна, применяется микрометрическое регулирование и фиксирующее устройство. Первый ролик поджимается пружиной ко второму ролику в поперечном направлении. Регулируемый ограничитель ограничивает перемещение первого ролика в поперечном направлении. Такой ограничитель гарантирует, что расстояние между двумя роликами всегда будет, по меньшей мере, равно предварительно заданному минимуму и тем самым гарантирует, что ролики не повредят волокно. Если диаметр волокна немного больше предварительно заданного минимального расстояния, каретка будет оставаться на прежнем месте в зацеплении с ограничителем. Упругие периферийные поверхности роликов будут слегка вдавливаться, и с помощью обеих периферийных поверхностей волокно будет принудительно втягиваться. Если диаметр волокна в значительной степени превышает предварительно заданный минимум, первый ролик будет отодвигаться от второго ролика в поперечном направлении, противодействуя поджимающей пружине. В любом случае волокно, протягиваемое между роликами, будет принудительно втягиваться в зазор между роликами.

Авторы изобретения обнаружили, что эффективность взаимодействия (то есть силу трения) между волокном и вращателем можно активно регулировать, чтобы компенсировать изменения, которым эффективность взаимодействия в противном случае могла бы подвергнуться во время процесса как такового. Сила трения между волокном и вращателем представляет собой произведение действующей на волокно силы сжатия и коэффициента трения между материалом, покрывающим поверхность подвижной части вращателя, и материалом, покрывающим поверхность оптического волокна (например, покрытием). Таким образом, авторы изобретения обнаружили, что для того, чтобы гарантировать надлежащую скорость вращения, недостаточно поддерживать точно предварительно заданную силу сжатия во время вращения волокна, потому что непрогнозируемые изменения коэффициента трения во время процесса могут вызвать изменения силы трения, которые вполне могут привести к существенным изменениям функции реального вращения, прикладываемого к волокну.

Авторы изобретения опытным путем установили, что при заданном выборе материалов (который можно оптимизировать в соответствии с коэффициентом трения между ними) коэффициент трения обычно изменяется во время осуществления способа, в основном благодаря:

- возможным текущим изменениям степени отверждения защитного покрытия волокна (которая может отличаться от конечной степени отверждения);

- возможным текущим изменениям температуры защитного покрытия волокна и поверхности подвижной части вращателя (устройства вращения);

- возможным изменениям степени износа поверхности материала подвижной части;

- возможным изменениям модулей упругости материалов (например, защитного покрытия волокна и покрытия подвижной части), которые приводят к переменному вытягиванию контактной поверхности при одинаковой силе сжатия; и

- возможным изменениям коэффициента вязкости упомянутых выше материалов, которые могут приводить к разным степеням рассеяния энергии адгезии.

Согласно изобретению авторы изобретения нашли решение, которое включает в себя «настройку» силы трения в режиме онлайн в зависимости от измеряемого конечного результата (на волокне) вращающего действия устройства вращения. В предпочтительном варианте осуществления изобретения такая настройка включает в себя регулирование зазора между двумя элементами устройства вращения, взаимодействующими с волокном. Авторы изобретения подтвердили, что такой зазор является удобным параметром для достижения требуемого вращения после того, как установлены соответствующая частота колебаний и амплитуда вращателя. Такую тонкую регулировку можно выполнять с помощью электронных средств и осуществлять фактически мгновенно без приостановки процесса.

В первом аспекте настоящее изобретение относится к способу придания предварительно заданного вращения оптическому волокну, способу, включающему в себя этапы перемещения оптического волокна в предварительно заданном направлении; придания вращения оптическому волокну вокруг своей оси во время этапа перемещения под действием силы трения, действующей на оптическое волокно;

измерения параметра, относящегося к переданному вращению во время этапа перемещения оптического волокна и в ходе работы регулирования упомянутой силы трения во время этапа перемещения оптического волокна по отношению к измеренному параметру таким образом, чтобы достигать предварительно заданное вращение.

Обычно упомянутая сила трения возникает при контакте поверхности оптического волокна с поверхностью подвижной части, осуществляющей вращение оптического волокна. В таком случае сила трения обычно является произведением силы сжатия оптического волокна со стороны упомянутой поверхности подвижной части и коэффициентом трения между поверхностью оптического волокна и поверхностью подвижной части, и этап регулирования силы трения предпочтительно включает в себя регулирование упомянутой силы сжатия. Возможный и практически осуществимый способ измерения параметра, относящегося к осуществляемому вращению, включает в себя этап измерения диаметра оптического волокна и предпочтительно формирование сигнала измерения, относящегося к диаметру оптического волокна, образование частотного спектра упомянутого сигнала измерения и оценку упомянутого параметра по упомянутому частотному спектру.

При конкретном варианте осуществления изобретения этап регулирования силы трения упомянутым выше способом включает в себя этапы сравнения измеренного параметра с предварительно заданным значением, относящимся к предварительно заданному вращению, и регулирования силы трения в ответ на упомянутое сравнение. В том случае когда измеренный параметр меньше предварительно заданного значения, сила трения предпочтительно увеличивается. Такой вариант осуществления изобретения обладает тем преимуществом, которое гарантирует, что фактическое вращение всегда выше требуемого минимального порогового значения.

Предпочтительно параметр, относящийся к приданию вращения, представляет собой усредненное вращение. Авторы изобретения обнаружили, что измерение такого специфического параметра достаточно надежно для упомянутой цели.

В одном из вариантов осуществления изобретения этап измерения параметра, относящегося к придаваемому волокну вращению, дополнительно включает в себя этап оценки параметра, характеризующего качество упомянутого частотного спектра, и в том случае, если упомянутый оценочный параметр качества меньше или равен предварительно заданному пороговому значению, этап регулирования силы трения включает в себя этап увеличения силы трения. Применение параметра, характеризующего качество для регулирования с обратной связью, особенно предпочтительно из-за его достоверности и точности.

Во втором аспекте изобретение относится к способу изготовления оптического волокна, включающему в себя этапы нагревания стеклянной заготовки выше ее температуры размягчения, вытягивания оптического волокна из упомянутой заготовки в направлении вытягивания, нанесения на оптическое волокно защитного покрытия и придания предварительно заданного вращения оптическому волокну по любому из упомянутых выше способов.

В третьем аспекте изобретение относится к системе для придания предварительно заданного осевого вращения оптическому волокну, перемещающемуся в направлении; система содержит устройство вращения, подходящее для ротационного соединения с оптическим волокном под действием силы трения; привод, при функционировании соединенный с упомянутым устройством вращения для регулирования упомянутой силы трения; измерительное устройство, для измерения во время перемещения оптического волокна в упомянутом направлении параметра, относящегося к вращению волокна, и блок управления, соединенный с упомянутым измерительным устройством и с упомянутым приводом, чтобы приводить в действие упомянутый привод в ответ на упомянутый измеренный параметр таким образом, чтобы достигать предварительно заданное вращение. Блок управления предпочтительно включает в себя схему, приспособленную для сравнения упомянутого измеренного параметра с предварительно заданным значением, относящимся к предварительно заданному вращению, и для формирования сигнала управления в ответ на упомянутое сравнение, чтобы приводить в действие упомянутый привод.

В четвертом аспекте изобретение относится к устройству для вращения оптического волокна вокруг своей оси; устройству, содержащему контактный элемент, подходящий для приложения силы трения к поверхности оптического волокна и для придания вращения оптическому волокну вокруг своей оси под действием упомянутой силы трения; и элемент привода, в ходе работы соединенный с упомянутым контактным элементом; отличающемуся тем, что элемент привода регулируется с помощью электронных средств в ответ на внешний электронный сигнал для изменения упомянутой силы трения.

В конфигурации устройство содержит дополнительный контактный элемент, образующий вместе с упомянутым контактным элементом зазор для приема оптического волокна, в котором элемент привода в состоянии воздействовать на контактный элемент, чтобы регулировать упомянутый зазор. Предпочтительно для регулировки упомянутого зазора устройство дополнительно содержит первый опорный элемент, перемещающий упомянутый контактный элемент, второй опорный элемент, перемещающий упомянутый дополнительный контактный элемент, и упругий элемент, действующий на первый опорный элемент с тем, чтобы прижимать упомянутый первый опорный элемент к упомянутому второму опорному элементу, где упомянутый элемент привода действует между упомянутыми первым и вторым опорными элементами, противодействуя упомянутому упругому элементу. В варианте осуществления изобретения упомянутый элемент привода представляет собой пьезоэлектрический элемент.

При другой конфигурации устройство содержит дополнительный контактный элемент, подходящий для контактирования оптического волокна с находящимся напротив упомянутым контактным элементом, где упомянутый элемент привода в состоянии регулировать силу перемещения между контактным элементом и дополнительным контактным элементом.

Ниже изобретение описывается подробно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых приведен неограничивающий пример заявки на изобретение. В частности,

- на фигуре 1 показана технологическая схема, относящаяся к некоторым этапам способа по настоящему изобретению;

- на фигуре 2 показана система вытягивания, в которой процесс вытягивания оптического волокна осуществляется с применением способа по настоящему изобретению;

- на фигурах 3 и 4 показаны соответственно вид сбоку и вид сверху устройства вращения, соответствующего одному из аспектов настоящего изобретения;

- на фигуре 5 показано усредненное вращение, измеряемое во время процесса вытягивания по настоящему изобретению;

- на фигуре 6 показано усредненное вращение, измеряемое во время процесса вытягивания без применения регулирования с обратной связью по настоящему изобретению;

- на фигуре 7 показано усредненное вращение и качество спектра, измеренное во время процесса вытягивания по настоящему изобретению.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

Способ осуществления вращения оптического волокна по настоящему изобретению будет описан со ссылкой на технологическую схему на фиг.1.

На предварительной стадии способа (блок 50) можно устанавливать некоторые рабочие параметры для подготовки процесса.

Во-первых, можно устанавливать требуемое вращение T_tar, которое следует придавать оптическому волокну, например, для того, чтобы получать требуемое значение PMD или для других целей.

Для целей настоящего изобретения термин «вращение» означает соотношение между угловой скоростью вращения dθ/dt оптического волокна (где θ представляет собой угол вращения (в радианах) оптического волокна, измеряемый относительно фиксированной точки отсчета) и скоростью перемещения волокна v_f. Вращение, определяемое таким образом, умноженное на коэффициент 1/2 π, можно выражать в единицах оборотов/м. Вращение как функция расстояния вдоль волокна выводится непосредственно из соответствующего вращения как функции времени через скорость вытягивания волокна (и наоборот). В общем случае скорость перемещения v_f обычно является постоянной, однако может быть и переменной.

Требуемое вращение T_tar можно устанавливать должным образом, предпочтительно выбирая требуемое значение или требуемый диапазон значений одного или более параметров, относящихся к осуществляемому вращению. Подходящие параметры предпочтительно могут соответствовать максимальному вращению T_max,act или усредненному вращению T_ave,act (в единицах оборотов/м), которое будет определено ниже. Например, для фактического усредненного вращения T_ave,act можно устанавливать минимальное значение Т_MIN. Такое минимальное усредненное вращение Т_MIN можно устанавливать, например, равным приблизительно 1 обороту/м или приблизительно 1,5 оборотам/м. Дополнительно или альтернативно можно устанавливать требуемое максимальное усредненное вращение Т_MAX, например, равное приблизительно 4 оборотам/м или приблизительно 3 оборотам/м.

Дополнительным параметром способа, который можно устанавливать, является скорость перемещения v_f оптического волокна. Еще одним дополнительным параметром способа, который можно устанавливать, является исходное значение силы трения, действующей на оптическое волокно для осуществления вращения. Например, для параметра вращателя δ - параметра, относящегося к силе трения, действующей на оптическое волокно во время вращения, - можно установить исходное значение δ₀. Например, таким параметром может быть ширина зазора δ, определяемая двумя подвижными частями, с принудительным втягиванием волокна для осуществления его вращения, как будет объяснено ниже. Как описано ниже, в зависимости от типа применяемого устройства вращения можно применять другие параметры.

В зависимости от применяемого устройства вращения можно устанавливать исходные значения других параметров устройства вращения, таких как, например, частота инверсии ν и максимальное перемещение А подвижной части устройства вращения при его перемещении, которое вызывает вращение оптического волокна. Например, если устройство вращения содержит пару роликов, из которых, по меньшей мере, один может передвигаться вдоль своей оси вращения, максимальное перемещение А соответствует максимальному продольному относительному смещению, по меньшей мере, одного ролика, начиная с положения равновесия. Максимальное перемещение подвижной части устройства вращения определяет значение θ_max,act фактического максимального угла вращения оптического волокна.

Значение частоты инверсии ν можно выбирать в соответствии с требуемым вращением T_tar (например, предварительно заданным значением Т_MIN и/или Т_MAX) и скоростью перемещения v_f. Возможный диапазон значений составляет от 1 Гц до 15 Гц.

После завершения предварительной стадии начинается процесс (блок 100), осуществляющий перемещение оптического волокна в предварительно заданном направлении и вращение вокруг своей оси под действием силы трения с исходным значением силы трения, установленным на предыдущей стадии. Например, устройство вращения заставляют воздействовать на волокно с исходным значением δ₀ параметра устройства вращения, относящегося к силе трения.

Согласно изобретению во время перемещения оптического волокна фактическое вращение T_act оптического волокна измеряется в режиме онлайн (блок 200). На данном этапе можно измерять максимальное вращение Т_MАX,асt, фактически придаваемое оптическому волокну, или предпочтительно, фактическое усредненное вращение T_ave,act.

Согласно изобретению результат такого измерения применяется для регулирования задним числом фактического вращения, придаваемого оптическому волокну, путем регулирования величины силы трения, действующей на волокно и ответственной за вращение волокна. Например, значение параметра δ устройства вращения, относящегося к силе трения, регулируется с высокой точностью.

Более подробно, измеряемое фактическое вращение T_act сравнивается с предварительно заданным требуемым вращением T_tar (блок 300). Например, проверяется, находится ли измеренное значение усредненного вращения T_ave,act в предварительно заданном диапазоне (блок 300). Если измеренное фактическое вращение T_act соответствует предварительно заданному требуемому вращению T_tar (ДА на выходе блока 300), нет необходимости изменять фактическую силу трения при вращении. Следовательно, обработку волокна можно продолжать без поправок (блок 100), и предыдущие этапы (блоки 200 и 300) повторяются.

Если измеренное фактическое вращение T_act находится за пределами технических требований, предварительно заданных для вращения T_tar (НЕТ на выходе блока 300), то выполняется дополнительная проверка (блок 400) для определения, превышает ли фактическое вращение T_act предварительно заданное вращение T_tar. Например, проверка может быть проведена в отношении того, действительно ли Т_аvе,асt>Т_MAX.

Если фактическое вращение превышает предварительно заданное вращение, например, T_ave,act больше, чем Т_MAX (ДА на выходе блока 400), сила трения уменьшается таким образом, чтобы допустить некоторую степень проскальзывания и уменьшить усредненное фактическое вращение T_ave,act (блок 500). Процесс продолжается с вращением оптического волокна (блок 100) в новых условиях и с повторением этапов 200, 300 и 400, указанных на фиг.1.

Если фактическое вращение ниже предварительно заданного вращения, например,

T_ave,act меньше Т_MIN (НЕТ на выходе блока 400), предпочтительно на дополнительном этапе (блок 600) определяется, можно ли дополнительно увеличить прилагаемую к волокну силу трения. Например, оценивается, не достигнет ли сила трения предела, который может вызвать разрушение волокна или нанести механическое повреждение или ослабить волокно. Если такого предела не достигнуто и, следовательно, если силу трения можно дополнительно увеличивать (ДА на выходе блока 600), сила трения увеличивается таким образом, чтобы уменьшить проскальзывание и увеличить фактическое вращение (блок 700), например, усредненное фактическое вращение

T_ave,act. Процесс продолжается с вращением волокна (блок 100) в новых условиях и с повторением описанных выше этапов.

Если достигнуто эксплуатационное ограничение силы трения, прилагаемой к волокну, например, со стороны устройства вращения, другими словами, если силу трения дополнительно повышать нельзя (НЕТ на выходе блока 600), формируется сигнал о неисправности. Соответствующее оптическое волокно затем идентифицируется и дополнительно обрабатывается. Процесс можно приостановить или можно продолжить с повторением этапов 100-600, указанных на фиг.1.

В зависимости от типа применяемого устройства вращения для регулирования фактического вращения T_act дополнительно к изменениям силы трения также можно применять изменения частоты инверсии ν и/или максимального перемещения А подвижной части устройства вращения, как описано в уже цитированной патентной заявке США 2002/0178758.

Регулирование силы трения (стадии 500 и 700) в ответ на сигнал управления можно осуществлять либо с помощью оператора, либо автоматически, что более предпочтительно.

На фигуре 2 в качестве примера схематически показана система 1 вытягивания, предназначенная для вытягивания оптического волокна 3 с применением способа по настоящему изобретению.

Оптическое волокно 3 может представлять собой любой вид оптического волокна,