熔锥型光纤耦合器的工艺与显微形貌研究

以六轴光纤耦合机为实验平台,研究了熔融拉锥光纤耦合器的工艺、性能、显微形貌三者之间的相关规律.利用热电偶和电位差计测得了熔融拉锥时火焰的温度场分布,利用扫描电子显微镜观察了光纤耦合器的显微形貌.经大量观测实验研究发现:在光纤耦合器的锥形区域,存在皲裂,并且拉伸速度越快,皲裂越明显;在光纤耦合器的耦合区域,光纤表面存在微小晶粒,而内部没有发现微晶,即光纤耦合器玻璃表面发生了析晶现象,且拉伸速度越慢,晶粒越大.     

熔融拉锥光纤耦合器熔锥区的红外光谱研究

以不同拉锥速度制作的耦合器为样品,用显微红外光谱仪测试了其熔区和锥区。实验发现:在1100cm-1和810cm-1左右有两个明显的特征峰;1100cm-1特征峰在锥区的波数最高,熔区次之,裸光纤最小;随着拉锥速度的增大,1100cm-1特征峰移向高波数;150μm/s的拉锥速度下制作的耦合器熔锥区析晶少,微观结构畸变小,性能最优。     

光纤器件流变成形中的热力耦合数值分析

基于粘弹性流变理论，利用时温等效原理，以广义Maxwell模型模拟高温下熔融光纤玻璃的粘弹特性，建立了熔融光纤玻璃的热粘弹数值分析模型。通过在拉伸过程中不断调整其刚度矩阵与温度场，实现了耦合器熔融拉锥流变制造过程的数值分析，获得了熔融温度、拉锥速度等工艺参数对光纤器件流变制造过程的影响规律。     

基于热力耦合的热挤压模具结构参数优化设计

利用基于有限变形理论的热力耦合基本方程，对方管铝型材平面分流组合模进行了三维热力耦合计算。分析发现应力集中明显，且其部位与模桥裂纹位置相吻合。为改善模具体内应力分布，对该模具的主要结构参数进行了优化设计。经过21次迭代计算，获得最优结构尺寸，使最大应力下降32．2％，从而延长了模具的使用寿命。     

Relationship between rheological manufacturing process and optical performance of optical fiber coupler

Through theoretical analysis and experiments, the viscoelastic mechanical model of optical fiber coupler in the process of fused biconical taper was established, and the numerical analysis in non-uniform temperature field was made. The results show that the rheological parameters, such as drawing speed and fused temperature, have a tremendous influence on stress distribution and performance of optical fiber coupler, especially the influence of fused temperature. The change of fused temperature by 5 ℃ can lead to the change of the maximum stress by 30% and stress difference by 20% in the same cross section. The change of temperature gradient by 3% can result in the change of stress difference by 90%. In the present condition of rheological technology, rheological defects such as crystallizations and microcracks are easy to generate in the optical fiber coupler.     

光纤耦合器结构的红外光谱研究

为获得性能优良的熔锥型光纤耦合器．利用740FT-IR显微红外光谱仪,研究了不同制作工艺条件下耦合器中石英玻璃结构的差异。测定了在不同拉伸速度时制作的光纤耦合器,石英玻璃在650．2000cm^-1波数范围内的红外吸收光谱．观察到了石英光纤玻璃的两个特征峰,由Si-O-Si反对称伸缩振动引起的特征峰940．950cm^-1和由Si-O-Si对称伸缩振动引起的特征峰770—780cm^-1。由于工艺条件的不同,特征峰的强度和位置都发生了变化,并测量了其变化的大小。拉制速度越快,石英玻璃中Si-O-Si键的不对称伸缩振动越强．且波数的移动与光纤耦合器的性能密切相关。     

有限元粘弹计算中松弛模量的确定

在对粘弹材料进行有限元分析时需要确定材料Maxwell松弛模量。但很难用直接法获得相应的材料参数。本文以粘弹理论为基础,提出了线性方程求解和非线性单纯形最优解两种方法,通过材料的松弛模量KWW函数对松弛模量Maxwell函数拟合,得出了用于粘弹有限元分析的Maxwell模型粘弹参数的计算方法及其表达式。     

铝型材挤压分流组合模有限元优化设计

模具经常发生桥断、桥裂。用AN SYS进行有限元分析 ,发现该模的模桥应力集中相当严重 ,应力分布极其不均 ,为此 ,利用ANSYS的参数化建模方法 ,通过把模具的尺寸定义为模型参数 ,进行优化设计 ,得到了模具的最优尺寸 ,使该模具的应力集中明显减小 ,使用寿命显著延长     

热挤压模具的失效工程分析

用传统方法校核模具强度时，能得出带有普遍意义的分析结果，但计算结果与实际结果有差异。本文利用有限元法对热挤压模具进行了计算和分析，计算结果与实际情况相当吻合，对模具结构优化设计有重要的参考价值。     

铝型材挤压模具优化设计系统的研究与开发

研究了铝型材挤压模具优化设计系统的总体结构,对该系统的实体建模、挤压力计算、有限元分析和优化设计等四个主要功能模块的设计进行了分析.该系统的开发实现了铝型材挤压模具CAD/CAE及优化设计的集成,有效地提高了设计效率和模具的使用寿命.