用于制造低衰减光导纤维的方法技术

一种用于制造低衰减光导纤维的方法，该方法包括：　　　　●通过在基底上进行化学沉积制造微粉纤芯坯棒；　　　　●从微粉纤芯坯棒上清除基底，从而沿微粉坯棒形成中心孔；　　　　●对微粉纤芯坯棒进行干燥和固化，以形成玻璃纤芯坯棒；以及　　　　●拉伸玻璃纤芯坯棒；　　　　其中，干燥和固化步骤包括缩小中心孔的直径，而拉伸步骤包括封闭中心孔。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Method for producing low attenuation optical fibers

A method for manufacturing a low attenuation optical fiber, the method includes: - through chemical deposition manufacturing powder core preform on the substrate; the substrate removal from powder core preform, and preform formed along the powder center hole; focus on core powder preform for drying and curing to the formation of glass fiber core preform; and the tensile properties of glass fiber core preform; wherein, drying and curing steps include reducing the diameter of the center hole, and the tensile steps including closed center hole.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。远程通信光导纤维的一个最重要特征就是当前远程传输所用特殊波长范围内的信号衰减。事实上，信号衰减越低，信号就可在被放大之前传送到越远的距离。众所周知，杂质的存在给光纤衰减带来消极影响，这种杂质是在光纤制造过程中混在光纤内。特别麻烦的是由于羟基(OH)或水份的污染而造成的衰减。由于在玻璃中存在OH或水份而导致的衰减增量高达大约0.5到1.0dB/km，在从1330nm到1470nm的波长范围(通常称为“1380nm窗口”)内具有最高值，使得该范围不适合于远程传输。最适合远程传输的波长范围依然约为1550nm，在此范围保证非常低的损耗。使远程通信系统能在宽波长范围内工作的波长划分多路传输(WDM)技术的出现很有可能采用1380nm窗口。从光导纤维中清除或至少减少水份最大值对于获得在宽波长带(例如大约1300nm到大约1700nm)中工作的低损耗光通信系统是非常重要的。WO 00/64825致力于解决上述问题，提出一种制造在光学波导纤维生产中所使用的玻璃圆柱体的方法，其中至少降低了水的混入量。WO 00/64825公开了以下用于制造光导纤维的方法。通过在传统的管外汽相沉淀(OVD)过程中将反应产物沉积在圆柱基底上制造出多孔体。通过清除基底形成轴向贯穿多孔体的中心线孔(或“中心孔”)。在含氯的大气中固化如此获得的空心体，以用化学方法干燥该坯体，从而形成固化的玻璃坯棒，其具有轴向贯穿的中心线孔。而后，通常将芯玻璃坯棒放置在再拉丝炉中，并加热到足够的温度，以便于将纤芯(core)坯棒再拉丝或拉伸成更小直径的玻璃圆柱体或纤芯棒。在再拉丝操作期间，纤芯坯体的中心线孔例如通过沿中心线孔施加真空而封闭。中心线孔内的压降确保中心线孔完全封闭，从而使纤芯棒具有轴向贯穿的固体中心线区域。在再拉丝步骤之后，得到的纤芯棒通常用一层包层微粉进行包覆，例如经过OVD处理使沉积。用化学方法对得到的微粉包覆纤芯棒进行干燥和固化，以形成光导纤维坯棒，此后可将该坯棒拉制成光波导纤维。不管是化学干燥还是固化(consolidation)步骤，这种光导纤维都已构成在大约1380nm处测出具有较高水平的衰减。在光纤制造过程中，水份最大值是水份被吸入玻璃中的最大结果，这些水份被吸入纤芯棒中心线区域大部分发生在中心线孔封闭之前或在中心线孔封闭期间。事实上，虽然用化学方法干燥坯体并在固化期间将其烧结，但是已经发现，中心线孔周围和限定中心线孔的玻璃区域在干燥之后仍会被再湿润，这主要是由于其暴露于环境大气中造成的，而在环境大气中不可避免的含有水份。这种再湿润可能发生在例如当将坯棒从固化炉中取出并移入到再拉丝炉中进行进一步加工步骤的时候。此外，暴露的时间越长，玻璃所吸收的水份量越多。为了减少在纤芯棒中心线区域被吸入的水份数量，WO 00/64825提出通过在固化期间封闭中心线孔来防止干燥和固化的坯棒的中心线孔暴露在水份中，或者在已发生再湿润之后用化学方法清除水份，优选的是在再拉丝时，通过用化学干燥剂、化学刻蚀剂或氘来处理中心线孔以清除水份，为了防止中心线孔范围内的玻璃发生再湿润，提出在固化期间封闭中心线孔或密封中心线孔。以下描述的方法涉及到中心线孔封闭的解决方案。在微粉坯棒固化之前，将玻璃塞装配到中心线孔中与设有手柄的微粉坯棒端相对的一端上。在氯干燥之后，多孔体(通过手柄垂直地握住)向下进入到固化炉的热区，优选的是在惰性气体气氛中，例如在氦气中。在热区所产生的高温优选地大约是1500℃，当多孔体进入到热区时即对其烧结。朝向内部的烧结力缩减了多孔体的直径，由此用塞封闭多孔体，从而有效地密封住中心线孔的一端。多孔体进一步向下移动，对多孔体的残余部分进行烧结，由此形成具有中心线孔烧结的玻璃坯棒，该中心线孔的塞端已密封。固化步骤之后，优选的是通过内部手柄将烧结的玻璃坯棒从热区中取出，并使中心线孔暴露在至少是10乇(Torr)的真空中，更优选的是100毫乇(mTorr)，该手柄与中心线孔相连。烧结的玻璃坯棒再次进入固化炉的热区，而中心线孔处于真空中。当烧结的玻璃坯棒进入热区时，其充分地软化，使作用在接合中心线孔玻璃上的真空力向内拉制玻璃，由此当烧结的玻璃坯棒继续穿过热区时将中心线孔封闭。得到的固态烧结的玻璃坯棒然后从固化炉中移出，并贮存起来，以便以后进一步处理，或移到再拉丝炉中，在此可将该玻璃坯棒拉制成缩小直径的棒。在任何情况下，由于中心线孔被封闭(即烧结的玻璃坯棒具有固态的中心线区域)，中心线区域将不再暴露于环境大气中，并由此将不会在刚一从固化炉中移出便被再湿润。申请人已注意到，在固化处理结束时生产出完全封闭的中心孔所需的处理条件很可能在坯棒中产生像气泡或孔隙那样的内部缺陷。而后申请人还发现，通过在固化炉中只对中心孔部分封闭并随后在其次的拉伸步骤中完全封闭中心孔，大大减少在固化之后中心孔再湿润的问题，而且极不可能形成气泡和孔隙。通过在炉中干燥和固化步骤之后还对纤芯坯棒进行进一步热处理，可实现中心线孔的部分封闭，而无需在固化与进一步热处理之间将坯棒从炉中取出。事实上，在拉伸期间，即在由于整个直径收缩而产生的向内应力的帮助下，中心孔的收棒(collapse)对避免在光纤中形成气泡或孔隙相当有效。与此同时，即使在坯棒从固化炉中取出之前没有完全封闭或密封中心孔，孔直径的缩小仍会使从炉中取出之后的OH污梁变得非常低，并因此可得到具有低于0.35dB/km的最终峰值衰减的光纤。即使相对于在拉伸期间全部完成封闭中心孔的传统加工，申请人仍注意到，内部缺陷得到明显地减少。由于本专利技术方法中的事实可以推测出，拉伸是在具有缩小直径的中心孔的坯棒上进行的，因此玻璃体承受的应力更低。应当注意到，在光导纤维中减少内部缺陷的发生对工业生产来说是个相关的课题，因为这能减少废料和操作，并获得较大的光纤长度。根据本专利技术，在炉中热区内的纤芯坯棒刚一固化，便将该坯棒从热区中取出，但不从炉中取出，以避免暴露于含水的大气中。而后通过在固化的坯棒顶部的手柄将中心孔暴露在真空中。在热区温度升高到玻璃熔融温度之后，再次将玻璃坯棒以预定速度向下送进热区。在这种条件下，玻璃得到足够的软化从而显著缩小中心孔的内半径，而无需对其封闭，并由于重力作用并靠向内压力和玻璃的表面张力而使整个坯棒没有任何显著的拉伸。申请人已证明，在1380nm处具有低于0.35dB/km衰减量的光导纤维利用公开的方法目前就可以获得。此外，在最终的光纤纤芯中也显著减少了内部缺陷(例如，气泡、孔隙)。因此，本专利技术涉及一种用于制造低损耗(或低衰减)光导纤维的方法，该方法包括●通过在基底上化学沉积制造微粉纤芯坯棒(soot corepreform)；●从微粉纤芯坯棒上清除基底，从而沿微粉坯棒形成中心孔；●对微粉纤芯坯棒进行干燥和固化，以形成玻璃纤芯坯棒；以及●拉伸玻璃纤芯坯棒。其中，干燥和固化的步骤包括缩小中心孔的直径，而拉伸步骤包括封闭中心孔。优选地，缩小中心孔直径的步骤包括降低中心孔内的压力和使玻璃纤芯坯棒经受足以使玻璃软化的温度。在干燥和固化步骤结束时中心孔的直径优选在约0.05mm到0.4mm之间，更优选地在约0.05mm到0.2mm之间。有利的是，在干燥和固化步骤结束时中心孔的直径与中心孔最初直径的比率至多是1∶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：A·阿迪格拉特，S·格烈科，V·卡龙纳，G·费里，F·科基尼，
申请(专利权)人：普雷斯曼电缆及系统能源有限公司，
类型：发明
国别省市：