光纤预制棒生产工艺及其光纤预制棒制造技术

本发明专利技术提供的一种光纤预制棒生产工艺，包括以下步骤：1)预制棒沉积工序：采用OVD工艺对芯棒进行沉积烧结，生成的二氧化硅微粒附着在种棒上形成松散体基体；2)预制棒脱水工序：转动烧结炉内的松散体基体，往烧结炉内通入惰性气体和氯气，然后升温至1270‑1350℃，保温3‑5h；3)预制棒玻璃化工序：减少氯气，自转松散体基体，然后升温至1480‑1600℃，保温5‑7h，完成玻璃化处理。本发明专利技术使得能够在保证衰减合格条件下，将芯棒T/A值控制下限降低；提升芯棒与预制棒的最高转换率。降低了单位预制棒芯棒单耗，降低预制棒制备成本。

Fiber preform production process and fiber preform

【技术实现步骤摘要】
光纤预制棒生产工艺及其光纤预制棒
本专利技术涉及光纤生产工艺领域，具体涉及一种光纤预制棒生产工艺及其光纤预制棒。
技术介绍
目前，光棒单位芯棒越少，制备的光纤预制棒成本越低，即芯包比(T/A)越小，制备出来的预制棒成本越低。现有的预制棒的生产工艺为:芯棒—氢氧焰横向精密延伸至目标径—氢氧焰处理芯棒表面—预制棒沉积—预制棒玻璃化—拉丝。而使用现有的工艺制作芯包比为3.4的预制棒在1383窗口下的衰减值无法达标。例如，专利申请号为CN201410164553的中国专利技术专利公开了一种光纤预制件的制造方法、光纤预制件和光纤，在形成芯棒的步骤中，其中所述芯棒由芯部和包围芯部的第一包层部构成，并且第一包层部的外径D相对于芯部的外径d的比值D/d满足4.8≦D/d≦6.0的关系；使成为第二包层部的玻璃微粒沉积在芯棒的外周上，从而形成玻璃微粒沉积体的步骤；以及，脱水烧结玻璃微粒沉积体从而形成光纤预制件的步骤，其中，第二包层部中从第一包层部与第二包层部的界面直到第一包层部的外径的120％的范围(指定范围)中，平均OH浓度为100ppm<平均OH浓度≦500ppm。其直接通过脱水烧结玻璃微粒沉积体从而形成光纤预制件；制得第一包层部的外径D相对于芯部的外径d的比值D/d只能满足4.8≦D/d≦6.0的关系，而采用该专利的工艺制得芯包比为3.4的预制棒在1383窗口下的衰减值较高、无法达标。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种光纤预制棒生产工艺，解决了现有的工艺制得的芯包比为3.4的预制棒在1383窗口下的衰减值较高，而无法达标缺陷。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供的一种光纤预制棒生产工艺，包括以下步骤：1)预制棒沉积工序：采用OVD工艺对芯棒进行沉积烧结，生成的二氧化硅微粒附着在种棒上形成松散体基体；2)预制棒脱水工序：转动烧结炉内的松散体基体，往烧结炉内通入惰性气体和氯气，然后升温至1270-1350℃，保温3-5h；3)预制棒玻璃化工序：减少氯气，自转松散体基体，然后升温至1480-1600℃，保温5-7h，完成玻璃化处理。本专利技术预制棒的玻璃化过程细分为脱水和玻璃化两个过程，将原有预制棒一步玻璃化工艺(直接升温至玻璃化温度将松散体光纤预制棒玻璃化)改为脱水和玻璃化两个过程，脱水的目的是为了进一步脱去包层中的OH—，减少氢气氧气水解反应中附加的OH—在玻璃化过程向内包层渗透，从而降低其拉制成光纤之后的传输损耗；解决了现有的工艺制得的芯包比为3.4的预制棒在1383窗口下的衰减值较高，而无法达标缺陷。脱水之后进行玻璃化烧结成透明预制棒；本专利技术使得能够在保证衰减合格条件下，将芯棒T/A值控制下限降低；提升芯棒与预制棒的最高转换率；降低了单位预制棒芯棒单耗，降低预制棒制备成本。优选的，所述预制棒脱水工序中，脱水期间芯棒下降速度为9-11mm/min。本专利技术通过控制下降速率，配合脱水操作，其进一步提高了脱水效果。优选的，所述预制棒脱水工序中，其中Cl2的流量为700-900sccm，惰性气体流量为4-6slm。本专利技术通过控制氯气和氦气的流量，提高了脱水效果。优选的，所述预制棒玻璃化工序中，玻璃化期间芯棒下降速度为7-9mm/min。本专利技术通过控制下降速率，配合玻璃化操作，减少氢气氧气水解反应中附加的OH—在玻璃化过程向内包层渗透。优选的，所述预制棒玻璃化工序中，其中Cl2的流量为400-600sccm，惰性气体流量为4-6slm。专利技术通过控制氯气和氦气的流量，提高了玻璃化效果。优选的，所述预制棒沉积工序之前还进行芯棒清洗工序，所述芯棒清洗工序为：使用浓度为20-40％HF溶液清洗芯棒；使用HF溶液清洗芯棒，蚀刻芯棒0.19-0.22mm。优选的，所述预制棒沉积工序之前还进行电热炉精密延伸工序，所述电热炉精密延伸工序为：使用电热炉加热芯棒，期间拉动芯棒，使得芯棒延伸，其延伸速率控制在8-12mm/min。本专利技术中的电热炉采用石墨炉。现有生产流程中采用横向氢氧焰对芯棒进行精密延伸及表面处理，其中氢气、氧气作为延伸及表面处理的热源，氢气、氧气燃烧与芯棒原材料反应易生成si-OH及OH-，导致衰减偏大；通过将延伸热源由氢氧焰更换为石墨炉，在达到同样延伸效果的前提下有效避免了OH离子对芯棒的渗透及反应产生si-OH的存在。优选的，电热炉精密延伸工序包括粗延步骤和细延步骤；首先将玻璃化后的芯棒通过PID延伸至延伸目标外径+4mm，再精延至芯棒要求外径大小。本专利技术的VAD芯棒玻璃化后外径波动较大，如果一步延伸至芯棒要求外径，会出现芯棒的标准偏差和棒内波动超出要求范围。本专利技术采用两步延伸法，提高延伸精度，使得进行延伸作业芯棒的标准偏差和棒内波动控制在要求范围。这里4mm是设备精度保守值。优选的，所述电热炉精密延伸工序中，芯棒上端采用上夹具固定住，芯棒下端采用下夹具固定住，上夹具的送棒速度恒定，下夹具的送棒速度为：Vs＝d2*Vb/R2+Vb，其中R为延伸前测量延伸芯棒的一段的平均外径，Vb为上夹具的送棒速度，Vs为下夹具的送棒速度，d为延伸目标外径。在延伸过程中延伸速度越快延伸损耗越大；因纵延测径仪窗口和炉体结构问题延伸速度过慢会出现测径仪无法扫描在延伸变形区上，违背了PID延伸原理无法进行PID延伸作业。通过实验确定下夹具的送棒速度为Vs＝d2*Vb/R2+Vb；控制延伸速度为10mm/min，提高了延伸精度。优选的，所述电热炉精密延伸工序中，延伸加热过程中，起始温度为1860℃；然后升温至1880℃，开始延伸，延伸期间控制延伸温度为1880-1900℃。在延伸过程中高温区越大对延伸后制品精度影响越大；高温区过小张力越大、延伸速度越慢。本专利技术通过控制延伸加热的起始1860°，后升温至1880℃，在1880-1900℃下延伸，其温度控制合理，保证了延伸精度要求。本专利技术还公开了一种光纤预制棒，其芯包比为3.4-4.2；外径为160-162mm。(三)有益效果本专利技术提供的一种光纤预制棒生产工艺，其具有以下优点：1、本专利技术通过改进生产方法；使得能够在保证衰减合格条件下，将芯棒T/A值控制下限降低，提升芯棒与预制棒的最高转换率；降低了单位预制棒芯棒单耗，降低预制棒制备成本。附图说明图1是本专利技术的光纤预制棒生产工艺的实施例2的流程图；图2是本专利技术的光纤预制棒生产工艺的实施例2的电热炉装配结构图；图3是本专利技术的光纤预制棒生产工艺的实施例3的电热炉控制流程图；图4是本专利技术的光纤预制棒生产工艺的实施例1的优化流程在1383下衰减值对比图；图5是本专利技术的光纤预制棒生产工艺的实施例1的光棒单位芯棒消耗图。1、上夹具；2、下夹具。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例1如图4和图5所示，本专利技术公开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤预制棒生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：/n1)预制棒沉积工序：采用OVD工艺对芯棒进行沉积烧结，生成的二氧化硅微粒附着在芯棒上形成松散体基体；/n2)预制棒脱水工序：转动烧结炉内的松散体基体，往烧结炉内通入惰性气体和氯气，然后升温至1270-1350℃，保温3-5h；/n3)预制棒玻璃化工序：减少氯气，自转松散体基体，然后升温至1480-1600℃，保温5-7h，完成玻璃化处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种光纤预制棒生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)预制棒沉积工序：采用OVD工艺对芯棒进行沉积烧结，生成的二氧化硅微粒附着在芯棒上形成松散体基体；
2)预制棒脱水工序：转动烧结炉内的松散体基体，往烧结炉内通入惰性气体和氯气，然后升温至1270-1350℃，保温3-5h；
3)预制棒玻璃化工序：减少氯气，自转松散体基体，然后升温至1480-1600℃，保温5-7h，完成玻璃化处理。


2.如权利要求1所述的光纤预制棒生产工艺，其特征在于，所述预制棒脱水工序中，脱水期间松散体基体下降速度为9-11mm/min。


3.如权利要求1所述的光纤预制棒生产工艺，其特征在于，所述预制棒脱水工序中，其中Cl2的流量为700-900sccm，惰性气体流量为4-6slm。


4.如权利要求1所述的光纤预制棒生产工艺，其特征在于，所述预制棒玻璃化工序中，玻璃化期间松散体基体下降速度为7-9mm/min。


5.如权利要求1所述的光纤预制棒生产工艺，其特征在于，所述预制棒玻璃化工序中，其中Cl2的流量为400-600sccm，惰性气体流量为4-6slm。


6.如权利要求1或2或3或4或5所述的光纤预制棒生产工艺，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰兴铃，陈剑，陈海斌，黄少鹤，龚祥，李秀鹏，
申请(专利权)人：成都富通光通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51