專利名稱：具有第一套層和第二套層的光纖和光纜以及熱脹系數(shù)選擇方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有第一套層和第二套層的光纖和光纜以及制造該光纖和光纜的方法。
背景技術(shù)：
通常而言，光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)(裸光纖)；第一套層，直接覆蓋玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，通過第一套層覆蓋玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面。
第一套層由軟UV固化樹脂制成，而第二套層由硬UV固化樹脂制成。這是因?yàn)楫?dāng)向光纖施加外力時(shí)，整個(gè)光纖的變形由第二套層抑制，而第一套層用于抑制在第二套層的抑制之后殘留的小的變形，以保護(hù)玻璃纖維結(jié)構(gòu)免受外力。
當(dāng)UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始變硬時(shí)的溫度大幅度降至硬化結(jié)束時(shí)的溫度時(shí)，第一套層趨向于在三維方向上發(fā)生熱縮。由于第一套層的三維熱縮被限制在玻璃纖維結(jié)構(gòu)和第二套層之間，所以第一套層在三維方向受到均一的張應(yīng)力。在這種情況下，盡管環(huán)境溫度可能發(fā)生變化，但第一套層不僅在硬化結(jié)束時(shí)，而且在硬化結(jié)束之后都受到張應(yīng)力。
因此，如果玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素、第一套層的機(jī)械因素以及第二套層的機(jī)械因素不適當(dāng)，則在硬化結(jié)束后，施加于第一套層的三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力超過預(yù)定的破壞應(yīng)力，從而導(dǎo)致第一套層出現(xiàn)空隙或裂縫。因此第一套層對(duì)玻璃纖維結(jié)構(gòu)的支持條件變得不穩(wěn)定，從而發(fā)生玻璃纖維結(jié)構(gòu)的微小彎曲，引起傳輸損耗以及光纖質(zhì)量下降。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中選擇所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素、所述第一套層的機(jī)械因素以及所述第二套層的機(jī)械因素，使得所述第一套層的楊氏模量大于在UV固化樹脂的溫度從開始硬化時(shí)的溫度大幅度降至硬化結(jié)束時(shí)的溫度時(shí)施加于所述第一套層5的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，光纜中有多個(gè)捆扎成束的光纖，每一所述光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中選擇所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素、所述第一套層的機(jī)械因素以及所述第二套層的機(jī)械因素，使得所述第一套層的楊氏模量大于在UV固化樹脂的溫度從開始硬化時(shí)的溫度大幅度降至硬化結(jié)束時(shí)的溫度時(shí)施加于所述第一套層5的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，制造一種光纖，該光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中選擇所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素、所述第一套層的機(jī)械因素以及所述第二套層的機(jī)械因素，使得所述第一套層的楊氏模量大于在UV固化樹脂的溫度從開始硬化時(shí)的溫度大幅度降至硬化結(jié)束時(shí)的溫度時(shí)施加于所述第一套層5的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，在所述軟固化樹脂的楊氏模量與所述硬固化樹脂的楊氏模量相比充分小的情況下，所述軟固化樹脂的熱脹系數(shù)α1和所述硬固化樹脂的熱脹系數(shù)α2滿足α2>32(1+v2){1-(R0R1)2}{α1-1-2v1ΔT}]]>其中，R0是玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑、R1是第一套層5的外半徑、v1是軟固化樹脂的泊松比、v2是硬固化樹脂的泊松比、ΔT是所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度偏差。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，每一所述光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，在所述軟固化樹脂的楊氏模量與所述硬固化樹脂的楊氏模量相比充分小的情況下，所述軟固化樹脂的熱脹系數(shù)α1和所述硬固化樹脂的熱脹系數(shù)α2滿足α2>32(1+v2){1-(R0R1)2}{α1-1-2v1ΔT}]]>其中，R0是玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑、R1是第一套層5的外半徑、v1是軟固化樹脂的泊松比、v2是硬固化樹脂的泊松比、ΔT是所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度偏差。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，制造一種光纖，該光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，在所述軟固化樹脂的楊氏模量與所述硬固化樹脂的楊氏模量相比充分小的情況下，所述軟固化樹脂的熱脹系數(shù)α1和所述硬固化樹脂的熱脹系數(shù)α2滿足α2>32(1+v2){1-(R0R1)2}{α1-1-2v1ΔT}]]>其中，R0是玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑、R1是第一套層5的外半徑、v1是軟固化樹脂的泊松比、v2是硬固化樹脂的泊松比、ΔT是所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度偏差。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，其中所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是125μm；所述第二套層的外半徑在誤差范圍內(nèi)是200μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；且所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度偏差是ΔT，其中選擇所述軟固化樹脂，以使其具有不高于(1-2v1)/ΔT的熱脹系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，其中所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是125μm；所述第二套層的外半徑在誤差范圍內(nèi)是200μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；且所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度偏差是ΔT，其中選擇所述軟固化樹脂，以使其具有滿足(1-2v1)/180＞α1＞(1-2v1)/225的熱脹系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，其中所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是125μm；所述第二套層的外半徑在誤差范圍內(nèi)是200μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；所述硬固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v2；且所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度偏差是ΔT，其中選擇所述軟固化樹脂以使其具有不高于α0＝(1-2v1)/ΔT的熱脹系數(shù)，且選擇硬固化樹脂以使其具有滿足15(α1-α0)/8(1+v2)＜α2＜9(α1-α0)/4(1+v2)的熱脹系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，其中所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是95μm；所述第二套層的外半徑在誤差范圍內(nèi)是120μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；且所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度偏差是ΔT，其中選擇所述軟固化樹脂，以使其具有不高于(1-2v1)/ΔT的熱脹系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，其中所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是95μm；所述第二套層的外半徑在誤差范圍內(nèi)是120μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；且所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度偏差是ΔT，其中選擇所述軟固化樹脂，以使其具有滿足(1-2v1)/120＞α1＞(1-2v1)/150的熱脹系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，其中所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是95μm；所述第二套層的外半徑在誤差范圍內(nèi)是120μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；所述硬固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v2；且所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度偏差是ΔT，其中選擇所述軟固化樹脂以使其具有不高于α0＝(1-2v1)/ΔT的熱脹系數(shù)，且選擇硬固化樹脂以使其具有滿足{0.8664/(1+v2)}(α1-α0)＜α2＜{1.03968/(1+v2)}(α1-α0)的熱脹系數(shù)。
附圖簡介參考下面對(duì)結(jié)合附圖的優(yōu)選實(shí)施例的介紹，可以更清楚地理解本發(fā)明的上述及另外的特征和目的以及得到它們的方式，附圖中
圖1是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素、第一套層的機(jī)械因素以及第二套層的機(jī)械因素的說明圖；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的玻璃纖維結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖3是顯示軟UV固化樹脂和硬UV固化樹脂的熱脹系數(shù)的關(guān)系的圖；圖4是顯示在解釋本發(fā)明的實(shí)施例中使用的材料強(qiáng)度測試儀器的示意透視圖；圖5A至圖5C是示意圖，其通過使用在解釋本發(fā)明的實(shí)施例中使用的材料強(qiáng)度測試儀器，解釋對(duì)測試用薄片的強(qiáng)度測試；圖6是顯示上面的圖5A至圖5C中所示的測試用薄片的示意圖；圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶狀光纜(8-光纖帶)的截面圖；圖8顯示了在不同類型的軟UV固化樹脂和不同環(huán)境溫度下，由材料強(qiáng)度測試儀器進(jìn)行材料強(qiáng)度測試的結(jié)果；圖9顯示了為確定在不同固化溫度下準(zhǔn)備了6種類型的光纖(1A～1F)之后是否形成空隙或裂縫(損壞)而觀察的結(jié)果。
圖10顯示了為確定在不同固化溫度下準(zhǔn)備了5種類型的光纖(A～E)之后是否形成空隙或裂縫(損壞)而觀察的結(jié)果。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。
圖1是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素、第一套層的機(jī)械因素以及第二套層的機(jī)械因素的說明圖。圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的玻璃纖維結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖4是顯示在解釋本發(fā)明的實(shí)施例中使用的材料強(qiáng)度測試儀器的示意透視圖。圖5A至圖5C是示意圖，其通過使用在解釋本發(fā)明的實(shí)施例中使用的材料強(qiáng)度測試儀器，解釋對(duì)測試用薄片的強(qiáng)度測試。圖6是顯示上面的圖5A至圖5C中所示的測試用薄片的示意圖。
在本說明中，“向上的方向”指在圖4和圖5A至圖5C中圖紙的較高的方向，而在圖6中“向上的方向”垂直于印刷表面?！跋蛳碌姆较颉敝冈趫D4和圖5A至圖5C中圖紙的較低的方向，而在圖6中“向下的方向”垂直于后表面。
如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光纖1包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)3；第一套層5，直接覆蓋玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的外表面；和第二套層7，通過第一套層5覆蓋玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的外表面。在這種情況下，第一套層5由軟UV固化樹脂制成，而第二套層7由硬UV固化樹脂制成。
同時(shí)，通過將UV固化樹脂和適當(dāng)?shù)奶砑觿?，如photo initiators，混合而準(zhǔn)備所述軟固化樹脂和所述硬固化樹脂，以得到如下所述的物理特性。此類UV固化樹脂包括UV固化預(yù)聚物以及UV固化單體，諸如UV固化環(huán)氧丙烯酸酯樹脂、UV固化聚氨酯丙烯酸酯樹脂，以及其它可用于制備所需UV固化樹脂組合物的聚氨酯基樹脂。
而且，光纖1的特征為機(jī)械因素可以由如圖4所示的材料強(qiáng)度測試儀器9測量。下面將解釋通過材料強(qiáng)度測試儀器9進(jìn)行的材料強(qiáng)度測試以及材料強(qiáng)度測試儀器9的各元件。
如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的材料強(qiáng)度測試儀器9具有矩形第一支架11和矩形第二支架13，它們在垂直方向上互相相對(duì)放置。第二支架13具有多個(gè)固定突起15，每一突起具有向上延伸的定位銷17；而第一支架11具有多個(gè)移動(dòng)突起19，每一移動(dòng)突起由一個(gè)相應(yīng)的定位銷17支持，以在垂直方向移動(dòng)。通過這種結(jié)構(gòu)，由第二支架13支持的第一支架11可以在垂直方向移動(dòng)。
第一支架的中央具有圓筒形第一固定構(gòu)件21，它具有第一牽引表面21f(參考圖5A至圖5C)，極薄的圓盤狀測試用薄片S的表面在粘附力的作用下緊密地固定在第一牽引表面21f上。而且，第二支架的中央具有圓筒形第二固定構(gòu)件23，它具有第二牽引表面23f(參考圖5A至圖5C)，測試用薄片S的后表面在粘附力的作用下緊密地固定在第二牽引表面23f。進(jìn)一步，第一固定構(gòu)件21和第二固定構(gòu)件23的每一個(gè)都由透明玻璃制成。
在這種情況，測試用薄片S與光纖1的第一套層5由相同的軟UV固化樹脂制成。而且，測試用薄片S的厚度與第一套層5的厚度相同。
第一支架11具有調(diào)節(jié)突起25，而第二支架13具有與調(diào)節(jié)突起25相對(duì)的反向突起27。千分尺頭端33用于在向上的方向(即，在測試用薄片S遠(yuǎn)離第二固定部件23的厚度方向上)微移第一固定構(gòu)件21。千分尺頭端33具有軸31，其相應(yīng)于夾柄29的旋轉(zhuǎn)操作而微微延長或收縮。軸31的末端(低端)可以與反向突起毗鄰。
因此，通過使軸31的末端毗鄰反向突起27，并旋轉(zhuǎn)夾柄29以略微延長軸31，有可能在向下的方向微移與第一支架11構(gòu)成整體的第一固定構(gòu)件21。這時(shí)，多個(gè)可移動(dòng)突起19被多個(gè)定位銷17所支持并向上移位，因此第一牽引表面21f和第二牽引表面23f保持互相平行。
可以利用第一支架11上方、圖中未顯示的支持臂支持的顯微鏡35，透過第一固定構(gòu)件21觀察測試用薄片S。同時(shí)，可以利用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械裝置調(diào)整顯微鏡35的位置和姿態(tài)。
接下來，將解釋利用材料強(qiáng)度測試儀器9的材料強(qiáng)度測試。
如圖5A至圖5C所示，測試用薄片S被固定，其上表面在粘合力的作用下緊密附著于第一固定構(gòu)件的第一牽引表面21f，且后表面在粘合力的作用下緊密附著于第二固定構(gòu)件23的第二牽引表面23f(參考圖5A)。利用這種結(jié)構(gòu)，有可能支持測試用薄片S的應(yīng)力有效區(qū)域，即薄片除外圍部分以外的全部測試用薄片S，阻止應(yīng)力有效區(qū)域在徑向及外圍方向被移位。
由于當(dāng)?shù)谝还潭?gòu)件21在向上的方向上被微移時(shí)，形成了從測試用薄片S的外表面向內(nèi)彎曲的凹進(jìn)Sd，所以將根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的應(yīng)力有效區(qū)域定義為除鄰近周接部分以外的整個(gè)測試用薄片S以及未形成該凹進(jìn)Sd的區(qū)域(參考圖6)。
于是，當(dāng)利用顯微鏡35透過第一固定構(gòu)件21以擴(kuò)大的視圖來監(jiān)控測試用薄片S時(shí)，通過使軸31的末端緊密毗鄰反向突起27并旋轉(zhuǎn)夾柄29以使軸31微微延伸，在向上的方向上微移第一固定構(gòu)件21(參考圖5B)，而第一牽引平面21f和第二牽引平面23f互相保持平行。在這種情況下，測試用薄片S趨向于水平收縮。由于測試用薄片S在應(yīng)力有效區(qū)域中的水平收縮限制在第一牽引平面21f和第二牽引平面23f之間，所以有可能向測試用薄片S的應(yīng)力有效區(qū)域在徑向上施加張應(yīng)力、在外圍方向上施加張應(yīng)力，并在厚度方向(圖5A至5C中的垂直方向)上施加張應(yīng)力。換言之，有可能向測試用薄片S的應(yīng)力有效區(qū)域上施加三維壓應(yīng)力。而且，當(dāng)測試用薄片S極薄時(shí)，向測試用薄片S的應(yīng)力有效區(qū)域施加的張應(yīng)力在三維方向上變得基本一致。
在這種規(guī)格中，三維張應(yīng)力包括在所述徑向上的張應(yīng)力σ0R、在所述外圍方向上的張應(yīng)力σ0θ和在所述厚度方向上的張應(yīng)力σ0Z。
如圖5C所示，當(dāng)?shù)谝还潭?gòu)件21的微移增加，以增加施加于測試用薄片S的應(yīng)力有效區(qū)域的三維張應(yīng)力時(shí)，形成空隙V或裂縫(圖中未顯示)。于是，可以根據(jù)當(dāng)測試用薄片S中形成空隙V或裂縫時(shí)第一固定構(gòu)件21的微移，測量所述軟UV固化樹脂在三維張應(yīng)力下的破壞應(yīng)力。
在這種情況下，可以通過例如基于有限元方法的分析來計(jì)算有關(guān)第一固定構(gòu)件21的微移的三維張應(yīng)力，且在測試用薄片S的應(yīng)力有效區(qū)域內(nèi)，三維張應(yīng)力和第一固定構(gòu)件21的移動(dòng)之間存在線性相關(guān)。而且，將所述軟UV固化樹脂在三維張應(yīng)力下的破壞應(yīng)力定義為當(dāng)在測試用薄片S中形成空隙V或裂縫時(shí)施加于測試用薄片S的三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σ0r+σ0θ+σ0z)/3。
圖8顯示了利用不同類型的軟UV固化樹脂和不同環(huán)境溫度下由材料強(qiáng)度測試儀器9進(jìn)行材料強(qiáng)度測試的結(jié)果。第一固定構(gòu)件21的半徑和第二固定構(gòu)件23的直徑分別是50mm。測試用薄片S的半徑為50mm、厚度為100μm。
在試驗(yàn)中，通過使軸31的末端毗鄰反向突起27并旋轉(zhuǎn)夾柄29，使得施加于測試用薄片S應(yīng)力有效區(qū)域的張應(yīng)力(σ0r、σ0θ和σ0z)在三維方向上基本一致地逐漸增加，直至在測試用薄片S中形成空隙V或裂縫0如圖8所示，在每一例試驗(yàn)中，當(dāng)測試用薄片S中形成空隙V或裂縫時(shí)，施加于測試用薄片S的三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σ0r+σ0θ+σ0z)/3，即破壞應(yīng)力，大于所述軟UV固化樹脂的楊氏模量。
接下來，將根據(jù)利用材料強(qiáng)度測試儀器9的材料強(qiáng)度測試的結(jié)果，解釋用于選擇光纖1的機(jī)械因素及熱脹系數(shù)的選擇方法。
如圖1所示，當(dāng)UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度大幅度降至硬化結(jié)束時(shí)的溫度時(shí)，平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3施加于第一套層5。
選擇玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的機(jī)械因素、第一套層5的機(jī)械因素以及第二套層7的機(jī)械因素，使它們滿足這樣的要求施加于第一套層5的三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3總是不大于第一套層5的楊氏模量E1。
在這種情況下，σr代表第一套層5在徑向上的張應(yīng)力；σθ代表第一套層5在外圍方向上的張應(yīng)力；σz代表第一套層5在軸向上的張應(yīng)力。更具體地，玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的機(jī)械因素是玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑R0；第一套層5的機(jī)械因素是第一套層5的外半徑R1、所述軟UV固化樹脂的楊氏模量E1、熱脹系數(shù)α1和泊松比v1；第二套層7的機(jī)械因素是第二套層7的外半徑R2、所述硬UV固化樹脂的楊氏模量E2、熱脹系數(shù)α2和泊松比v2。不僅在硬化結(jié)束時(shí)，而且在硬化結(jié)束之后在環(huán)境溫度可能變化時(shí)，都必須滿足上述需求。
考慮所述軟UV固化樹脂的特性以及所述硬UV固化樹脂的特性，可以如下計(jì)算σr、σθ和σz。
σr=σθ={1-E1E2×R02R12-R02×(1-2v2)R12+R22R22-R12}α1-(R12R12-R02)α2(1-2v1)-E1E2×(1-2v1)R02+R12R12-R02×(1-2v2)R12+R22R22-R12×E1ΔT]]>……公式(1)σz={1-E1E2×R02+R12R12-R02×(1-2v2)R12+R22R22-R12}α1-(2v1R12R12-R02)α2(1-2v1)-E1E2×(1-2v1)R02+R12R12-R02×(1-2v2)R12+R22R22-R12×E1ΔT]]>……公式(2)在上述公式中，ΔT是所述軟固化樹脂的樹脂溫度(下降時(shí))的偏差?？梢匀缦掠?jì)算三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3。
σr+σθ+σz3={1-E1E2×3R02+R123(R12-R02)×(1-2v2)R12+R22R22-R12}α1-(2(1+v2)3×R12R12-R02)α2(1-2v1)-E1E2×(1-2v1)R02+R12R12-R02×(1-2v2)R12+R22R22-R12×E1ΔT]]>……公式(3)即，{1-E1E2×3R02+R123(R12-R02)×(1-2v2)R12+R22R22-R12}α1-(2(1+v2)3×R12R12-R02)α2(1-2v1)-E1E2×(1-2v1)R02+R12R12-R02×(1-2v2)R12+R22R22-R12×E1ΔT<E1]]>……公式(4)
玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的機(jī)械因素、第一套層5的機(jī)械因素及第二套層7的機(jī)械因素必須選擇為滿足公式(4)。
接下來，將解釋本發(fā)明的突出特征。
因?yàn)椴ＡЮw維結(jié)構(gòu)3的機(jī)械因素、第一套層5的機(jī)械因素和第二套層7的機(jī)械因素被選擇為滿足如下要求施加于第一套層5的三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3總是不大于第一套層5的楊氏模量E1，所以當(dāng)硬化結(jié)束時(shí)第一套層5內(nèi)不再發(fā)生由于三維張應(yīng)力(σr，σθ，σz)引起的空隙V或裂縫。
這根據(jù)如下試驗(yàn)結(jié)果(參考圖8)當(dāng)施加于測試用薄片S的應(yīng)力有效區(qū)域的張應(yīng)力(σ0r、σ0θ和σ0z)在三維方向上基本一致地逐漸增加，直至在測試用薄片S中形成空隙V或裂縫時(shí)，施加于測試用薄片S的三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σ0r+σ0θ+σ0z)/3，即破壞應(yīng)力，大于所述軟UV固化樹脂的楊氏模量。
如上面所解釋的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于當(dāng)硬化結(jié)束時(shí)，第一套層5內(nèi)不再發(fā)生由于三維張應(yīng)力(σr，σθ，σz)引起的空隙V或裂縫，所以通過穩(wěn)定第一套層5對(duì)玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的支持條件，以將由于玻璃纖維結(jié)構(gòu)的微小彎曲而引起的光纖1的傳輸損耗最小化，有可能提高光纖1的質(zhì)量。
不必說，在由上述光纖1組成的光纜(未顯示)中具有同樣的優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，這種光纜包括光纖帶和光纖軟線，以及對(duì)狹義定義的光纜。
同時(shí)，在上述實(shí)施例中，套層5和7由硬UV固化樹脂形成。然而套層5和7可以由其它類型的固化樹脂形成。
在下面的解釋中，將解釋更為特定的試驗(yàn)例子。
試驗(yàn)操作條件如下玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑R0是62.5μm；第一套層5的外半徑R1是125μm；第二套層7的外半徑R2是200μm；第一套層5的楊氏模量E1在環(huán)境溫度-20。C時(shí)是2.5Mpa，在環(huán)境溫度0℃時(shí)是1.1Mpa，且環(huán)境溫度20℃時(shí)是1.0Mpa；第二套層7的楊氏模量E1在環(huán)境溫度-20℃時(shí)是1300Mpa，在環(huán)境溫度0℃時(shí)是1000Mpa，且環(huán)境溫度20℃時(shí)是700Mpa；且6種光纖(1A～1F)在100℃～200℃之間的不同樹脂溫度(固化溫度)下準(zhǔn)備。在這種條件下，觀察6種光纖(1A～1F)，以確定是否形成了空隙或裂縫(損壞)。圖9顯示了觀察結(jié)果。
如圖9所示，可以確定，如果施加于第一套層5的三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3大于第一套層5的楊氏模量E1，則在第一套層5內(nèi)發(fā)生空隙V或裂縫；并且如果施加于第一套層5的三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3不大于第一套層5的楊氏模量E1，則在第一套層5內(nèi)不再發(fā)生空隙V或裂縫。
接下來，將解釋本發(fā)明的另一實(shí)施例。施加于第一套層的三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3應(yīng)滿足公式(3)和公式(4)，其中ΔT是所述軟固化樹脂的樹脂溫度(下降時(shí))的偏差。玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的機(jī)械因素、第一套層5的機(jī)械因素以及第二套層7的機(jī)械因素必須選擇為滿足公式(4)。
這里進(jìn)一步假設(shè)所述軟UV固化樹脂的楊氏模量E1遠(yuǎn)小于所述硬UV固化樹脂的楊氏模量E2。由該假設(shè)，得到下面的公式。
E1E2×3R02+R123(R12-R02)×(1-2v2)R12+R22R22-R12<<1]]>……公式(5)
E1E2×(1-2v1)R02+R12R12-R02×(1-2v2)R12+R22R22-R12<<(1-2v1)]]>……公式(6)由公式(5)和公式(6)，可將公式(4)簡化為σr+σθ+σz3=α1-23(1+v2)×R12R12-R02α21-2v1×E1ΔT]]>……公式(7)根據(jù)公式(σr+σθ+σz)/3＜E1，可以將公式(7)重新整理為α2>32(1+v2){1-(R0R1)2}{α1-1-2v1ΔT}]]>……公式(8)在這種情況中，預(yù)定玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑R0、第一套層5的外半徑R1、軟UV固化樹脂的泊松比v1、第二套層7的外半徑R2、硬UV固化樹脂的泊松比v2、以及所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始固化時(shí)的溫度降至硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差ΔT。
于是，選擇所述軟UV固化樹脂和所述硬UV固化樹脂，以使所述軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1和所述硬UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2滿足公式(8)的關(guān)系表達(dá)式。
接下來，將解釋本發(fā)明的突出特征。
由于所述軟UV固化樹脂和所述硬UV固化樹脂被選擇為使所述軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1和所述硬UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2滿足公式(8)的關(guān)系表達(dá)式，所以施加于第一套層5的三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3總是不大于第一套層5的楊氏模量E1，即使在UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度大幅度降至硬化結(jié)束時(shí)的溫度時(shí)也如此，因此當(dāng)硬化結(jié)束時(shí)，在第一套層5中不再發(fā)生由所述三維張應(yīng)力引起的空隙V或裂縫。
這是由于以下兩點(diǎn)。
即，第一點(diǎn)是材料強(qiáng)度測試的結(jié)果(參考圖8)當(dāng)施加于測試用薄片S的應(yīng)力有效區(qū)域的張應(yīng)力(σ0r、σ0θ和σ0z)在三維方向上基本一致地逐漸增加，直至在測試用薄片S中形成空隙V或裂縫時(shí)，施加于測試用薄片S的三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σ0r+σ0θ+σ0z)/3，即破壞應(yīng)力，大于所述軟UV固化樹脂的楊氏模量。
第二點(diǎn)是關(guān)系表達(dá)式(公式(4))是參考材料強(qiáng)度測試的結(jié)果，根據(jù)材料結(jié)構(gòu)，由三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3不大于第一套層5的楊氏模量E1的需求而導(dǎo)出的；且關(guān)系表達(dá)式(公式(4))根據(jù)所述軟UV固化樹脂的楊氏模量E1遠(yuǎn)小于所述硬UV固化樹脂的楊氏模量E2的假設(shè)，被簡化為關(guān)系表達(dá)式(公式(8))。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，由于當(dāng)硬化結(jié)束時(shí)第一套層5內(nèi)不再發(fā)生由于三維張應(yīng)力(σr，σθ，σz)引起的空隙V或裂縫，所以通過穩(wěn)定第一套層5對(duì)玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的支持條件，有可能提高光纖1的質(zhì)量，以將由于玻璃纖維結(jié)構(gòu)的微小彎曲而引起的光纖1的傳輸損耗最小化。
而且，由于所述材料結(jié)構(gòu)的關(guān)系表達(dá)式(公式(4))被簡化為所述熱脹系數(shù)的關(guān)系表達(dá)式(公式(8))，因此容易對(duì)所述軟UV固化樹脂和所述硬UV固化樹脂作出合適的選擇，以不在第一套層5內(nèi)引起空隙和裂縫。
進(jìn)一步，在由多個(gè)以與上述光纖1相同的方式制成的光纖組成的光纜(未顯示)中具有同樣的優(yōu)點(diǎn)。在這種情況下，這種光纜可以是單光纖、光纖帶、光纖軟線，以及與光纜的狹義定義相一致的光纖結(jié)構(gòu)，其中許多光纖或纖芯線捆扎成束。
同時(shí)，在上述實(shí)施例中，套層5和7由硬UV固化樹脂形成。然而，套層5和7可以由其它類型的固化樹脂形成。
在下面的解釋中，將解釋更為特定的試驗(yàn)例子。
圖3是顯示所述軟UV固化樹脂和所述硬UV固化樹脂的熱脹系數(shù)的關(guān)系的圖。
圖3是根據(jù)公式(8)所繪制的，條件是玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑R0是62.5μm；第一套層5的外半徑R1是125μm；第二套層7的外半徑是200μm；所述軟固化樹脂的泊松比v1和所述硬固化樹脂的泊松比v2分別是0.46；且所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差是ΔT。
即，圖3中的斜線將由所述軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1和所述硬UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2定義的空間劃分為左上區(qū)和右下區(qū)。在左上區(qū)中，三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3不大于第一套層5的楊氏模量E1，從而在第一套層5中不再發(fā)生空隙V或裂縫。另一方面，在右下區(qū)中，三維張應(yīng)力的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3大于第一套層5的楊氏模量E1，使得在第一套層5中發(fā)生空隙V或裂縫。
試驗(yàn)操作條件如下玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑R0是62.5μm；第一套層5的外半徑R1是125μm；第二套層7的外半徑是200μm；所述軟固化樹脂的泊松比v1和所述硬固化樹脂的泊松比v2分別是0.46；且所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差是ΔT；由熱脹系數(shù)α1和α2的不同組合的所述軟UV固化樹脂和所述硬UV固化樹脂的不同對(duì)準(zhǔn)備的5種類型的光纖(A～E)。在該條件下，觀察5種光纖(A～E)，以確定是否形成了空隙或裂縫(損壞)。圖10顯示了觀察結(jié)果。
從圖10中可以看出，在光纖為A、B和C的情況下，兩種硬UV固化樹脂的熱脹系數(shù)(所述軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1和所述硬UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2)位于由斜線所定義的左上區(qū)中，從而可以確定在第一套層5中不再發(fā)生空隙V或裂縫。另一方面，在光纖為D和E的情況下，兩種UV固化樹脂的熱脹系數(shù)位于由斜線所定義的左上區(qū)中，從而可以確定在第一套層5中觀察到空隙V或裂縫。
接下來，將解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶狀光纜。圖7是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的帶狀光纜(8-光纖帶)的截面圖。
如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明的帶狀光纜41由多個(gè)并列排列的獨(dú)立光纖纖芯43做成，每一獨(dú)立的光纖纖芯周圍裹覆樹脂帶狀材料(UV固化樹脂)制成的第二套層，并以帶狀聯(lián)合起來。獨(dú)立光纖纖芯43的數(shù)目選擇為任意大于1的數(shù)。
獨(dú)立光纖纖芯43的類型也可任意選擇，只要它的物理特性滿足上面描述的需求即可。例如，每一獨(dú)立光纖纖芯43可以由外徑125μm的裸光纖47組成，UV固化樹脂涂層49作為第一套層裹覆裸光纖47，第一套層的外徑例如是250～400μm。
在這種情況中，將包含硬UV固化樹脂的第二套層45的外半徑R2定義為裸光纖47的中心點(diǎn)與位于第二套層45的外表面上的點(diǎn)中距裸光纖47最近的點(diǎn)之間的距離。在這種情況中，上述討論充分應(yīng)用于帶狀光纖41。因此，上述選擇所述軟UV固化樹脂和所述硬UV固化樹脂的技術(shù)對(duì)于帶狀光纖同樣有效。
在下面的敘述中將解釋若干示例實(shí)施例。在這種情況下，假設(shè)玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑R0是62.5μm；第一套層5的外半徑R1是125μm；第二套層7的外半徑是200μm；所述硬固化樹脂的泊松比v2為0.45～0.49。并假設(shè)玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0、第一套層5的外半徑R1以及第二套層7的外半徑R2各自在±0.3μm誤差范圍內(nèi)精確。
在這種情況下，圖3所示的斜線的x軸截距(α0)由泊松比v1以及所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差ΔT來確定，即α0＝(1-2v1)/ΔT。因此，可以代替以泊松比v1以及樹脂溫度偏差ΔT，來處理x軸截距(α0)。在泊松比v1為0.42～0.47，所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差ΔT不高于180℃的情況下，x軸截距(α0)約為8.9～3.3。另一方面，如圖3所示的斜線的斜率為R′/(1+v2)，其中R′＝(3/2){1+(R0/R1)2}。即，斜線的斜率為(8/15)/(1+v2)。
在這種情況下，熱脹系數(shù)的選擇如下。首先，選擇軟UV固化樹脂，使得它的熱脹系數(shù)α1不高于α0。即，選擇熱脹系數(shù)α1不高于(1-2v1)/ΔT。因此，選擇軟UV固化樹脂，使得它的熱脹系數(shù)α1不高于對(duì)應(yīng)泊松比v1為0.42～0.47的大約介于8.9～3.3中的一個(gè)值。然而，在無法選擇熱脹系數(shù)α1不高于α0的軟UV固化樹脂的情況下，應(yīng)選擇硬UV固化樹脂，使其熱脹系數(shù)α2不低于R′(α1-α0)/(1+v2)，即15(α1-α0)/8(1+v2)。
根據(jù)本發(fā)明，有可能擴(kuò)大熱脹系數(shù)的選擇范圍。這在設(shè)計(jì)過程中是一個(gè)實(shí)質(zhì)性優(yōu)點(diǎn)。即，通過選擇熱脹系數(shù)α1不高于(1-2v1)/ΔT的軟UV固化樹脂，有可能保證光纖的可靠性，而與軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2無關(guān)。而且，由于確定了軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1及硬UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2的安全范圍，所以有可能作出對(duì)軟UV固化樹脂和硬UV固化樹脂的結(jié)合的選擇，而這無法在本發(fā)明提出之前作出。
因此，本發(fā)明的典型特征是從接近α0，例如α0～80％α0，選擇軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1。即，熱脹系數(shù)α1應(yīng)滿足(1-2v1)/180＞α1＞(1-2v1)/225。
在常規(guī)情況下，接近α0的軟UV固化樹脂熱脹系數(shù)α1不可靠。然而根據(jù)本發(fā)明，如上所述，保證了可靠性。然而，在無法選擇熱脹系數(shù)α1不高于α0的軟UV固化樹脂的情況下，應(yīng)選擇硬UV固化樹脂，使其熱脹系數(shù)α2不低于R′(α1-α0)/(1+v2)且不高于它的120％，即，滿足R′(α1-α0)/(1+v2)＜α2＜(6/5){R′(α1-α0)/(1+v2)}。
在這種情況中，應(yīng)滿足15(α1-α0)/8(1+v2)＜α2＜9(α1-α0)/4(1+v2)。
常規(guī)情況下也認(rèn)為α2的這個(gè)范圍是不可靠的。然而根據(jù)本發(fā)明，如上所述保證了可靠性。
例如，在上述實(shí)施例的情況下，當(dāng)所述軟UV固化樹脂的泊松比v1在誤差范圍內(nèi)為0.42時(shí)，α0約為8.9×10-4。在這種情況下，通過選擇熱脹系數(shù)α1在8.9×10-4～7.1×10-4范圍內(nèi)的軟UV固化樹脂，有可能作出在本發(fā)明之前尚未實(shí)現(xiàn)的對(duì)軟UV固化樹脂和硬UV固化樹脂的結(jié)合的選擇。
接下來，將介紹本發(fā)明的另一實(shí)施例。在這種情況下，假設(shè)玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑R0是62.5μm；第一套層5的外半徑R1是95μm；第二套層7的外半徑是120μm；所述硬固化樹脂的泊松比v2為0.45～0.49。并假設(shè)玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0、第一套層5的外半徑R1以及第二套層7的外半徑R2各自在±0.3μm誤差范圍內(nèi)精確。
而且，在這種情況下，圖3所示的斜線的x軸截距(α0)由泊松比v1以及所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差ΔT來確定，即α0＝(1-2v1)/ΔT。因此，可以代替以泊松比v1以及樹脂溫度變化ΔT，來處理x軸截距(α0)。在泊松比v1為0.42～0.47，所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差ΔT不大于120℃的情況下，x軸截距(α0)約為3.0～2.2。另一方面，如圖3所示的斜線的斜率為R′/(1+v2)，其中R′＝(3/2){1+(R0/R1)2}。即，斜線的斜率為0.8664/(1+v2)。
在這種情況下，熱脹系數(shù)的選擇如下。首先，選擇軟UV固化樹脂，使得它的熱脹系數(shù)α1不高于α0。即，選擇熱脹系數(shù)α1不高于(1-2v1)/ΔT。因此，選擇軟UV固化樹脂，使得它的熱脹系數(shù)α1不高于對(duì)應(yīng)泊松比v1為3.0～2.2的大約介于8.9～3.3中的一個(gè)值。然而，在無法選擇熱脹系數(shù)α1不高于α0的軟UV固化樹脂的情況下，應(yīng)選擇硬UV固化樹脂，使其熱脹系數(shù)α2不低于R′(α1-α0)/(1+v2)，即{0.8664/(1+v2)}(α1-α0)。
根據(jù)本發(fā)明，有可能擴(kuò)大熱脹系數(shù)的選擇范圍。這在設(shè)計(jì)過程中是一個(gè)實(shí)質(zhì)性優(yōu)點(diǎn)。即，通過選擇熱脹系數(shù)α1不高于(1-2v1)/ΔT的軟UV固化樹脂，有可能保證光纖的可靠性，而與軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2無關(guān)。而且，由于確定了軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1及硬UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2的安全范圍，所以有可能作出對(duì)軟UV固化樹脂和硬UV固化樹脂的結(jié)合的選擇，而這無法在本發(fā)明提出之前作出。
因此，本發(fā)明的典型特征是從接近α0，例如α0～80％α0，選擇軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1。即，熱脹系數(shù)α1應(yīng)滿足(1-2v1)/120＞α1＞(1-2v1)/150。
在常規(guī)情況下，接近α0的軟UV固化樹脂熱脹系數(shù)α1不可靠。然而根據(jù)本發(fā)明，如上所述，保證了可靠性。然而，在無法選擇熱脹系數(shù)α1不高于α0的軟UV固化樹脂的情況下，應(yīng)選擇硬UV固化樹脂，使其熱脹系數(shù)α2不低于R′(α1-α0)/(1+v2)且不高于它的120％，即，滿足R′(α1-α0)/(1+v2)＜α2＜(6/5){R′(α1-α0)/(1+v2)}。
在這種情況中，應(yīng)滿足{0.8664/(1+v2)}(α1-α0)＜α2＜{1.03968/(1+v2)}(α1-α0)。
常軌情況下也認(rèn)為α2的這個(gè)范圍是不可靠的。然而根據(jù)本發(fā)明，如上所述保證了可靠性。
例如，在上述實(shí)施例的情況下，當(dāng)所述軟UV固化樹脂的泊松比v1在誤差范圍內(nèi)為0.42時(shí)，α0約為(4/3)×10-3。在這種情況下，通過選擇熱脹系數(shù)α1在1.33×10-3～1.07×10-3范圍內(nèi)的軟UV固化樹脂，有可能作出在本發(fā)明之前尚未實(shí)現(xiàn)的對(duì)軟UV固化樹脂和硬UV固化樹脂的結(jié)合的選擇。
接下來，將解釋本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例。在這種情況下，假設(shè)玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑R0是62.5μm；第一套層5的外半徑R1是95μm；第二套層7的外半徑是120μm；所述硬固化樹脂的泊松比v2為0.45～0.49。并假設(shè)玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0、第一套層5的外半徑R1以及第二套層7的外半徑R2各自在±0.3μm誤差范圍內(nèi)精確。
而且，在這種情況下，圖3所示的斜線的x軸截距(α0)由泊松比v1以及所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差ΔT來確定，即α0＝(1-2v1)/ΔT。因此，可以代替以泊松比v1以及樹脂溫度變化ΔT，來處理x軸截距(α0)。在泊松比v1為0.42～0.47，所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差ΔT不大于180℃的情況下，x軸截距(α0)約為3.0～2.2。另一方面，如圖3所示的斜線的斜率為R′/(1+v2)，其中R′＝(3/2){1+(R0/R1)2}。即，斜線的斜率為0.8664/(1+v2)。
在這種情況下，熱脹系數(shù)的選擇如下。首先，選擇軟UV固化樹脂，使得它的熱脹系數(shù)α1不高于α0。即，選擇熱脹系數(shù)α1不高于(1-2v1)/ΔT。因此，選擇軟UV固化樹脂，使得它的熱脹系數(shù)α1不高于對(duì)應(yīng)泊松比v1為0.42～0.47的大約介于8.9～3.3中的一個(gè)值。然而，在無法選擇熱脹系數(shù)α1不高于α0的軟UV固化樹脂的情況下，應(yīng)選擇硬UV固化樹脂，使其熱脹系數(shù)α2不低于R′(α1-α0)/(1+v2)，即{0.8664/(1+v2)}(α1-α0)。
根據(jù)本發(fā)明，有可能擴(kuò)大熱脹系數(shù)的選擇范圍。這在設(shè)計(jì)過程中是一個(gè)實(shí)質(zhì)性優(yōu)點(diǎn)。即，通過選擇熱脹系數(shù)α1不高于(1-2v1)/ΔT的軟UV固化樹脂，有可能保證光纖的可靠性，而與軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2無關(guān)。而且，由于確定了軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1及硬UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2的安全范圍，所以有可能作出對(duì)軟UV固化樹脂和硬UV固化樹脂的結(jié)合的選擇，而這無法在本發(fā)明提出之前作出。
因此，本發(fā)明的典型特征是從接近α0，例如α0～80％α0，選擇軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1。即，熱脹系數(shù)α1應(yīng)滿足(1-2v1)/180＞α1＞(1-2v1)/225。
在常規(guī)情況下，接近α0的軟UV固化樹脂熱脹系數(shù)α1不可靠。然而根據(jù)本發(fā)明，如上所述，保證了可靠性。然而，在無法選擇熱脹系數(shù)α1不高于α0的軟UV固化樹脂的情況下，應(yīng)選擇硬UV固化樹脂，使其熱脹系數(shù)α2不低于R′(α1-α0)/(1+v2)且不高于它的120％，即，滿足R′(α1-α0)/(1+v2)＜α2＜(6/5){R′(α1-α0)/(1+v2)}。
在這種情況中，應(yīng)滿足{0.8664/(1+v2)}(α1-α0)＜α2＜{1.03968/(1+v2)}(α1-α0)。
常規(guī)情況下也認(rèn)為α2的這個(gè)范圍是不可靠的。然而根據(jù)本發(fā)明，如上所述保證了可靠性。
例如，在上述示例實(shí)施例的情況下，當(dāng)所述軟UV固化樹脂的泊松比v1在誤差范圍內(nèi)為0.42時(shí)，α0約為8.9×10-4。在這種情況下，通過選擇熱脹系數(shù)α1在8.9×10-4～7.1×10-4范圍內(nèi)的軟UV固化樹脂，有可能作出在本發(fā)明之前尚未實(shí)現(xiàn)的對(duì)軟UV固化樹脂和硬UV固化樹脂的結(jié)合的選擇。
接下來，將解釋本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例。在這種情況下，假設(shè)玻璃纖維結(jié)構(gòu)3的半徑R0是62.5μm；第一套層5的外半徑R1是125μm；第二套層7的外半徑是200μm；所述硬固化樹脂的泊松比v2為0.45～0.49。并假設(shè)玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0、第一套層5的外半徑R1以及第二套層7的外半徑R2各自在±0.3μm誤差范圍內(nèi)精確。
而且，在這種情況下，圖3所示的斜線的x軸截距(α0)由泊松比v1以及所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差ΔT來確定，即α0＝(1-2v1)/ΔT。因此，可以代替以泊松比v1以及樹脂溫度變化ΔT，來處理x軸截距(α0)。在泊松比v1為0.42～0.47，所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度與其硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差ΔT不大于120℃的情況下，x軸截距(α0)約為3.0～2.2。另一方面，如圖3所示的斜線的斜率為R′/(1+v2)，其中R′＝(3/2){1+(R0/R1)2}。即，斜線的斜率為(8/15)/(1+v2)。
在這種情況下，熱脹系數(shù)的選擇如下。首先，選擇軟UV固化樹脂，使得它的熱脹系數(shù)α1不高于α0。即，選擇熱脹系數(shù)α1不高于(1-2v1)/ΔT。因此，選擇軟UV固化樹脂，使得它的熱脹系數(shù)α1不高于對(duì)應(yīng)泊松比v1為3.0～2.2的大約介于8.9～3.3中的一個(gè)值。然而，在無法選擇熱脹系數(shù)α1不高于α0的軟UV固化樹脂的情況下，應(yīng)選擇硬UV固化樹脂，使其熱脹系數(shù)α2不低于R′(α1-α0)/(1+v2)，即15(α1-α0)/8(1+v2)。
根據(jù)本發(fā)明，有可能擴(kuò)大熱脹系數(shù)的選擇范圍。這在設(shè)計(jì)過程中是一個(gè)實(shí)質(zhì)性優(yōu)點(diǎn)。即，通過選擇熱脹系數(shù)α1不高于(1-2v1)/ΔT的軟UV固化樹脂，有可能保證光纖的可靠性，而與軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2無關(guān)。而且，由于確定了軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1及硬UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α2的安全范圍，所以有可能作出對(duì)軟UV固化樹脂和硬UV固化樹脂的結(jié)合的選擇，而這無法在本發(fā)明提出之前作出。
因此，本發(fā)明的典型特征是從接近α0，例如α0～80％α0，選擇軟UV固化樹脂的熱脹系數(shù)α1。即，熱脹系數(shù)α1應(yīng)滿足(1-2v1)/120＞α1＞(1-2v1)/150。
在常規(guī)情況下，接近α0的軟UV固化樹脂熱脹系數(shù)α1不可靠。然而根據(jù)本發(fā)明，如上所述，保證了可靠性。然而，在無法選擇熱脹系數(shù)α1不高于α0的軟UV固化樹脂的情況下，應(yīng)選擇硬UV固化樹脂，使其熱脹系數(shù)α2不低于R′(α1-α0)/(1+v2)且不高于它的120％，即，滿足R′(α1-α0)/(1+v2)＜α2＜(6/5){R′(α1-α0)/(1+v2)}。
在這種情況中，應(yīng)滿足15(α1-α0)/8(1+v2)＜α2＜9(α1-α0)/4(1+v2)。
常規(guī)情況下也認(rèn)為α2的這個(gè)范圍是不可靠的。然而根據(jù)本發(fā)明，如上所述保證了可靠性。
例如，在上述實(shí)施例的情況下，當(dāng)所述軟UV固化樹脂的泊松比v1在誤差范圍內(nèi)為0.42時(shí)，α0約為(4/3)×10-3。在這種情況下，通過選擇熱脹系數(shù)α1在1.33×10-3～1.07×10-3范圍內(nèi)的軟UV固化樹脂，有可能作出在本發(fā)明之前尚未實(shí)現(xiàn)的對(duì)軟UV固化樹脂和硬UV固化樹脂的結(jié)合的選擇。
前面對(duì)實(shí)施例的介紹是用于示例及說明的。不應(yīng)理解為它們是詳盡的或者將本發(fā)明限定于所描述的精確形式，而且顯然根據(jù)上述教導(dǎo)可作出許多改動(dòng)和變化。選擇該實(shí)施例是為了更清楚地解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用，以使本領(lǐng)域其它人員根據(jù)預(yù)期的特定用途，最有效地使用在不同實(shí)施例中且具有多種改動(dòng)的本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種光纖，包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中選擇所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素、所述第一套層的機(jī)械因素以及所述第二套層的機(jī)械因素，使得所述第一套層的楊氏模量大于在UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度大幅度降至硬化結(jié)束時(shí)的溫度時(shí)施加于所述第一套層的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3。
2.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素包括所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑；所述第一套層的機(jī)械因素包括所述第一套層的外半徑、所述軟UV固化樹脂的楊氏模量、熱脹系數(shù)和泊松比；以及所述第二套層的機(jī)械因素包括所述第二套層的外半徑、所述硬UV固化樹脂的楊氏模量、熱脹系數(shù)和泊松比。
3.如權(quán)利要求1所述的光纖，其中所述軟固化樹脂是軟UV固化樹脂，而所述硬固化樹脂是硬UV固化樹脂。
4.一種光纜，其中多個(gè)光纖捆扎成束，每一所述光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中選擇所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素、所述第一套層的機(jī)械因素以及所述第二套層的機(jī)械因素，使得所述第一套層的楊氏模量大于在固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度大幅度降至硬化結(jié)束時(shí)的溫度時(shí)施加于所述第一套層的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3。
5.一種制造光纖的方法，該光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中選擇所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素、所述第一套層的機(jī)械因素以及所述第二套層的機(jī)械因素，使得所述第一套層的楊氏模量大于在固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度大幅度降至硬化結(jié)束時(shí)的溫度時(shí)施加于所述第一套層的平均張應(yīng)力(σr+σθ+σz)/3。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素包括所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑；所述第一套層的機(jī)械因素包括所述第一套層的外半徑、所述軟固化樹脂的楊氏模量、熱脹系數(shù)和泊松比；以及所述第二套層的機(jī)械因素包括所述第二套層的外半徑、所述硬固化樹脂的楊氏模量、熱脹系數(shù)和泊松比。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述軟固化樹脂是軟UV固化樹脂，而所述硬固化樹脂是硬UV固化樹脂。
8.一種光纖，包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，在所述軟固化樹脂的楊氏模量與所述硬固化樹脂的楊氏模量相比充分小的情況下，所述軟固化樹脂的熱脹系數(shù)α1和所述硬固化樹脂的熱脹系數(shù)α2滿足α2>32(1+v2){1-(R0R1)2}{α1-1-2v1ΔT}]]>其中，R0是玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑，R1是第一套層的外半徑，v1是軟固化樹脂的泊松比，v2是硬固化樹脂的泊松比，ΔT是所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度到硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差。
9.如權(quán)利要求8所述的光纖，其中所述軟固化樹脂是軟UV固化樹脂，而所述硬固化樹脂是硬UV固化樹脂。
10.一種光纜，其中多個(gè)光纖捆扎成束，每一所述光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，在所述軟固化樹脂的楊氏模量與所述硬固化樹脂的楊氏模量相比充分小的情況下，所述軟固化樹脂的熱脹系數(shù)α1和所述硬固化樹脂的熱脹系數(shù)α2滿足α2>32(1+v2){1-(R0R1)2}{α1-1-2v1ΔT}]]>其中，R0是玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑，R1是第一套層的外半徑，v1是軟固化樹脂的泊松比，v2是硬固化樹脂的泊松比，ΔT是所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度到硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差。
11.一種制造光纖的方法，該光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，在所述軟固化樹脂的楊氏模量與所述硬固化樹脂的楊氏模量相比充分小的情況下，所述軟固化樹脂的熱脹系數(shù)α1和所述硬固化樹脂的熱脹系數(shù)α2滿足α2>32(1+v2){1-(R0R1)2}{α1-1-2v1ΔT}]]>其中，R0是玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑，R1是第一套層的外半徑，v1是軟固化樹脂的泊松比，v2是硬固化樹脂的泊松比，ΔT是所述固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度到硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述軟固化樹脂是軟UV固化樹脂，而所述硬固化樹脂是硬UV固化樹脂。
13.一種光纖，包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是125μm；所述第二套層的外半徑R2在誤差范圍內(nèi)是200μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；且所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度到硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差是ΔT，并且，選擇所述軟固化樹脂，以使其具有不高于(1-2v1)/ΔT的熱脹系數(shù)。
14.一種光纖，包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是125μm；所述第二套層的外半徑R2在誤差范圍內(nèi)是200μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；且所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度到硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差是ΔT，并且，選擇所述軟固化樹脂，以使其熱脹系數(shù)滿足(1-2v1)/180＞α1＞(1-2v1)/225。
15.一種光纖，包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是125μm；所述第二套層的外半徑R2在誤差范圍內(nèi)是200μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；所述硬固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v2；且所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度到硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差是ΔT，并且，選擇所述軟固化樹脂以使其具有不高于α0＝(1-2v1)/ΔT的熱脹系數(shù)，且選擇硬固化樹脂以使其熱脹系數(shù)滿足15(α1-α0)/8(1+v2)＜α2＜9(α1-α0)/4(1+v2)。
16.一種光纖，包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是95μm；所述第二套層的外半徑R2在誤差范圍內(nèi)是120μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；且所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度到硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差是ΔT，并且，選擇所述軟固化樹脂，以使其具有不高于(1-2v1)/ΔT的熱脹系數(shù)。
17.一種光纖，包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是95μm；所述第二套層的外半徑R2在誤差范圍內(nèi)是120μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；且所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度到硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差是ΔT，并且，選擇所述軟固化樹脂，以使其熱脹系數(shù)滿足(1-2v1)/120＞α1＞(1-2v1)/150。
18.一種光纖，包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面，其中，所述軟固化樹脂的楊氏模量遠(yuǎn)小于所述硬固化樹脂的楊氏模量，所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的半徑R0在誤差范圍內(nèi)是62.5μm；所述第一套層的外半徑R1在誤差范圍內(nèi)是95μm；所述第二套層的外半徑R2在誤差范圍內(nèi)是120μm；所述軟固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v1；所述硬固化樹脂的泊松比在誤差范圍內(nèi)是v2；且所述UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度到硬化結(jié)束時(shí)的溫度的偏差是ΔT，并且，選擇所述軟固化樹脂以使其具有不高于α0＝(1-2v1)/ΔT的熱脹系數(shù)，且選擇所述硬固化樹脂以使其熱脹系數(shù)滿足{0.8664/(1+v2)}(α1-α0)＜α2＜{1.03968/(1+v2)}(α1-α0)。
全文摘要
描述了一種改進(jìn)的光纖。該光纖包括玻璃纖維結(jié)構(gòu)；第一套層，由軟固化樹脂制成，并直接覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面；和第二套層，由硬固化樹脂制成，并通過所述第一套層覆蓋所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的外表面。選擇所述玻璃纖維結(jié)構(gòu)的機(jī)械因素、所述第一套層的機(jī)械因素以及所述第二套層的機(jī)械因素，使得所述第一套層的楊氏模量大于在UV固化樹脂的樹脂溫度從硬UV固化樹脂開始硬化時(shí)的溫度大幅度降至硬化結(jié)束時(shí)的溫度時(shí)施加于所述第一套層的平均張應(yīng)力(σ
文檔編號(hào)G02B6/02GK1487319SQ03137200
公開日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者渡邊裕人, 大橋圭二, 二 申請(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉