用于形成光纤和预制件的方法技术

一种形成光纤的方法包括下述步骤：形成二氧化硅基烟炱毛坯，所述二氧化硅基烟炱毛坯具有至少部分地嵌入于烟炱毛坯中的至少一个二氧化硅基烟炱芯体坯棒。对具有设置在其中的烟炱芯体坯棒的烟炱毛坯进行固结来形成预制件。然后，对预制件进行拉制来形成光纤。烟炱芯体坯棒优选地具有在烟炱毛坯本体密度的10％之内的平均本体密度,和更优选地在烟炱毛坯本体密度的5％之内的平均本体密度。

Method for forming optical fiber and preform

A method of forming an optical fiber comprises the following steps: forming a silica soot blank, the silica soot blank is at least partially embedded in the soot blank in at least one of the silica soot core preform. With the consolidation in the setting of soot core rod billet the soot preform to form blank. The preform is then drawn to form an optical fiber. The soot core preform preferably has an average body density within the soot blank body density of 10%, and more preferably within the soot blank body density of 5% average bulk density.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请根据35U.S.C.§120要求于2014年04月25日提交的提交的美国专利申请系列号14/261,734的优先权权益，本文以该申请为基础并将其全部内容结合于此。专利
本专利技术总体涉及用于使用烟炱毛坯(soot blank)和芯体坯棒(core cane)来制备光纤的方法,具体来说，涉及用于制备光纤预制件的方法，所述光纤预制件用于拉制成光纤。技术背景数据传送快速接近用于单模光纤传输系统的极限容量。使用多芯体光纤已新兴作为一种解决方案，其实现光纤容量的进一步增加。多芯体光纤允许使用空间分割倍增进行平行的传输。多芯体光纤使传输容量增加N倍，其中“N”是多芯体光纤中的芯体的数目。特别是对于段距离网络而言，通过多芯体光纤的空间分割倍增是良好地用于增加带宽密度的方法。用于制备多芯体光纤的一种现有方法包含在烟炱毛坯中设置玻璃芯体坯棒,然后固结烟炱毛坯和玻璃芯体坯棒来形成玻璃预制件。拉制预制件来制备光纤。然而,当以这种方式制备预制件时，常常在固结预制件之后靠近玻璃芯体坯棒表面出现瑕疵,这限制了使用这种方法制备的多芯体纤维的质量。概述根据一种实施方式,形成光纤的方法包括下述步骤：形成二氧化硅基烟炱毛坯，所述二氧化硅基烟炱毛坯具有至少部分地嵌入于烟炱毛坯中的至少一个二氧化硅基烟炱芯体坯棒。对具有设置在其中的至少一个烟炱芯体坯棒的烟炱毛坯进行固结来形成预制件。然后，对预制件进行拉制来形成光纤。根据另一种实施方式,形成光纤的方法包含形成二氧化硅基烟炱毛坯，所述二氧化硅基烟炱毛坯具有至少部分地嵌入于烟炱毛坯中的至少一个芯体坯棒,其中所述至少一个芯体坯棒包含外部部分，在烟炱毛坯中设置所述外部部分之前，所述外部部分没有完全地固结。至少一个芯体坯棒的平均本体密度是烟炱毛坯本体密度的10％之内。然后，对具有设置在其中的至少一个芯体坯棒的烟炱毛坯进行固结来形成预制件。对预制件进行拉制来形成光纤。又一实施方式包括形成用于光纤的预制件的方法。绕着至少一个二氧化硅基烟炱芯体坯棒压制成型(press formed)二氧化硅基烟炱体,其中在压制成型之前，所述烟炱芯体坯棒没有进行固结以形成烧结的玻璃。对具有设置在其中的烟炱芯体坯棒的烟炱体进行固结来形成预制件。在以下的详细描述中提出了本专利技术的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。本文所述的方法减少了多芯体光纤中因在固结过程中遇到的应力而导致的瑕疵的出现，且是用于生产的经济的和可规模化的方法。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了对本专利技术的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与文字描述一起用来解释各个实施方式的原理和操作。附图简要说明图1A是加工流程图，其显示根据本专利技术的用于形成光纤的方法的一种实施方式；图1B是加工流程图，其显示根据本专利技术的用于形成光纤的方法的另一种实施方式；图2是用于根据本专利技术的形成光纤的方法的一种实施方式中的烟炱毛坯的俯视透视图；图2A显示一种实施方式，其中通过绕着模具杆38压制烟炱材料来形成烟炱毛坯10,然后除去模具杆38来形成具有多个孔36的毛坯10。图3是根据本专利技术的芯体坯棒的一种实施方式的俯视平面视图；图4是根据本专利技术的具有设置在其中的烟炱芯体坯棒的烟炱毛坯的俯视透视图；图5是预制件的俯视透视图，所述预制件通过对图4所示的烟炱毛坯和烟炱芯体坯棒进行固结来形成；图6是从图5所示预制件拉制的光纤的俯视透视图；图7是根据本专利技术的烟炱毛坯的另一种实施方式的俯视平面视图，所述烟炱毛坯具有设置在其中的芯体坯棒和标记物；图8A是根据本专利技术的烟炱毛坯的俯视平面视图，所述烟炱毛坯具有以正方形构造设置的4个孔；图8B是根据本专利技术的烟炱毛坯的俯视平面视图，所述烟炱毛坯具有以2x4构造设置的8个孔；图8C是根据本专利技术的烟炱毛坯的俯视平面视图，所述烟炱毛坯具有以六方晶格构造设置的7个孔；图8D是根据本专利技术的烟炱毛坯的俯视平面视图，所述烟炱毛坯具有以环状构造设置的12个孔；以及图8E是根据本专利技术的带状烟炱毛坯的俯视平面视图，所述带状烟炱毛坯具有以线性构造设置的6个孔。详细描述下面详细参考本专利技术的优选实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或类似的部分。图1A显示用于形成光纤16的方法的第一实施方式。在图1A所示的实施方式中,所述方法包括下述步骤：(1)形成二氧化硅基烟炱毛坯10和(2)形成烟炱芯体坯棒12。(3)将烟炱芯体坯棒12设置在烟炱毛坯10中,和(4)对烟炱毛坯10和烟炱芯体坯棒12进行固结来形成预制件14。(5)然后，对预制件14进行拉制来形成光纤16。图1B显示用于形成光纤16的方法的另一种实施方式。在图1B中显示的实施方式中,所述方法包括下述步骤：(6)形成烟炱芯体坯棒12,和随后(7)绕着烟炱芯体坯棒12压制成型烟炱来形成烟炱毛坯10。(8)然后，对烟炱毛坯10和烟炱芯体坯棒12进行固结来形成预制件14。(9)然后，对预制件14进行拉制来形成光纤16。在图1A和1B描述的方法中,形成的二氧化硅基烟炱毛坯10都具有至少部分地嵌入于烟炱毛坯10中的至少一个二氧化硅基烟炱芯体坯棒12。然后，对具有设置在其中的烟炱芯体坯棒12的烟炱毛坯10进行固结来形成预制件14。然后，对预制件14进行拉制来形成光纤16。根据一种实施方式，本文所述的方法可与一个芯体坯棒12一起使用来制备单芯体光纤16，或者根据另一种实施方式，本文所述的方法可与多个芯体坯棒12一起使用来制备多芯体光纤16。烟炱毛坯10(图2和2A中显示了它的实施方式)由未固结的或部分地固结的二氧化硅基材料形成，其适于包覆光纤16。在一种实施方式中，烟炱毛坯10是SiO2材料。在替代实施方式中,SiO2材料可用例如下述的元素进行掺杂：F,B,Ge,Er,Ti,Al,Li,K,Rb,Cs,Cl,Br,Na,Nd,Bi,Sb,Yb,或其组合，或者已知用于包覆光纤16的其它元素。如本文所述的烟炱毛坯10可通过烟炱压制法、外侧气相沉积(\OVD\)法或者用于制备烟炱毛坯10的任何其它已知方法来形成。用于本文中的烟炱毛坯10优选地具有含150mm到300mm直径的顶部表面18,且优选地具有大于1m的长度,更优选地具有1m-2m的长度。在替代实施方式中,烟炱毛坯10可具有基本上矩形的或其它多边形形状的顶部表面18。通常，在烟炱压制法中，将颗粒烟炱材料沉积进入模具腔体，贴着模具中的颗粒烟炱材料施加压力来形成烟炱毛坯10。烟炱压制法可包含通过绕着芯体坯棒12或绕着可拆卸模具杆38压制烟炱材料，来形成固体烟炱毛坯10或形成在预定位置处具有孔的烟炱毛坯10。烟炱压制法通常在25psig到250psig的压力下来实施，且颗粒烟炱材料可径向地压缩、轴向地压缩、横向地压缩或者用任意其它方法进行压缩，以形成烟炱毛坯10。优选地,施加径向压力，且最大压力是150psig,并使用1psig/分钟到10psig/分钟的增压速率，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成光纤的方法,所述方法包括下述步骤：形成二氧化硅基烟炱毛坯，所述二氧化硅基烟炱毛坯具有至少部分地嵌入于烟炱毛坯中的至少一个二氧化硅基烟炱芯体坯棒；对具有设置在其中的至少一个烟炱芯体坯棒的烟炱毛坯进行固结来形成预制件；以及对所述预制件进行拉制来形成光纤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 US 14/261,7341.一种形成光纤的方法,所述方法包括下述步骤：形成二氧化硅基烟炱毛坯，所述二氧化硅基烟炱毛坯具有至少部分地嵌入于烟炱毛坯中的至少一个二氧化硅基烟炱芯体坯棒；对具有设置在其中的至少一个烟炱芯体坯棒的烟炱毛坯进行固结来形成预制件；以及对所述预制件进行拉制来形成光纤。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，多个二氧化硅基烟炱芯体坯棒至少部分地嵌入于烟炱毛坯中来形成多芯体光纤。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，形成具有至少部分地嵌入于烟炱毛坯中的多个烟炱芯体坯棒的烟炱毛坯的步骤包括下述步骤：沿着预定取向设置多个烟炱芯体坯棒；以及绕着多个烟炱芯体坯棒压制成型二氧化硅基烟炱材料来形成烟炱毛坯。4.如权利要求2-3中任一项所述的方法，其特征在于，形成具有至少部分地嵌入于烟炱毛坯中的多个烟炱芯体坯棒的烟炱毛坯的步骤包括下述步骤：沿着预定取向设置多个模具杆；绕着多个模具杆压制成型二氧化硅基烟炱材料来形成烟炱毛坯；从烟炱毛坯取出所述多个模具杆,在烟炱毛坯中留下多个孔；以及将所述多个烟炱芯体坯棒插入烟炱毛坯中的多个孔中。5.如权利要求2-4中任一项所述的方法，其特征在于，形成具有至少部分地嵌入于烟炱毛坯中的多个烟炱芯体坯棒的烟炱毛坯的步骤包括下述步骤：形成二氧化硅基材料的烟炱毛坯，其具有顶部表面和0.5g/cm3-1.6g/cm3的本体密度；在烟炱毛坯的顶部表面中钻孔多个孔；以及在多个孔的每一个中设置烟炱芯体坯棒元件。6.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在对烟炱毛坯和烟炱芯体坯棒进行固结来形成预制件之前，至少一个烟炱芯体坯棒的密度是烟炱毛坯密度的10％之内。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在对烟炱毛坯和烟炱芯体坯棒进行固结来形成预制件之前，至少一个烟炱芯体坯棒的密度是烟炱毛坯密度的5％之内。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，对至少一个烟炱芯体坯棒或烟炱毛坯中的至少一种进行预固结，以达到所需的密度，然后组装所述烟炱毛坯和所述至少一个烟炱芯体坯棒。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个烟炱芯体坯棒通过压制成型工艺来形成。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个烟炱芯体坯棒通过外侧气相...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·G·法根，J·王，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US