一种降低光纤损耗的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种降低光纤损耗的制造方法，该光纤制造采用光棒拉丝工艺；本发明专利技术制造方法通过增加光棒拉丝过程中的纵向热区的长度，并在加长区域同时通入惰性气体形成稳定的气流。本发明专利技术通过增加光棒的纵向受热高度（即加热炉的纵向热区长度），使得光棒直径缩小的过程变得平缓；平缓的外径过渡使得在光棒直径不断缩小成裸纤直径的过程中，分子排列更加有序，可以有效降低光纤拉丝对施加在光纤上的拉丝张力，进一步提高了光纤拉丝过程中分子排列有序性，进而降低光纤损耗。进而降低光纤损耗。进而降低光纤损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种降低光纤损耗的制造方法


[0001]本专利技术涉及光纤产品的制造方法，具体涉及一种降低光纤损耗的制造方法。

技术介绍

[0002]光纤的损耗是光纤传输的主要性能,损耗大传输距离短,为了长距离传输以及成本考虑，光纤的损耗要求越来越高,光纤的损耗分为本征损耗和制造损耗。
[0003]本征损耗是指光纤材料固有的一种损耗，是无法避免的，它决定了光纤瑞利散射的损耗极限。石英光纤的本征损耗包括光纤的本征吸收和瑞利散射造成的损耗。
[0004]光纤制造损耗是在制造光纤的工艺过程中产生的，主要由光纤中不纯成分的吸收(杂质吸收)和光纤的结构缺陷引起。杂质吸收中影响较大的是各种过渡金属离子和OH
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离子导致的光的损耗。其中OH
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离子的影响比较大，它的吸收峰分别位于950nm，1240mm和1390nm，对光纤通信系统影响较大。随着光纤制造工艺的日趋完善，过渡金属的影响已不显著，最好的工艺已可以使OH
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离子在1390nm处的损耗降低到0.04dB/km，甚至小到可忽略不计的程度。光纤结构的不完善也会带来散射损耗，主要是光纤内部的晶体结构会影响到光纤的损耗。
[0005]如图2所示，光纤制备过程中，随着光棒外径越来越大，拉丝速度越来越高，要求光棒在更短的时间内从光棒外径缩小到光纤外径，受限于加热炉结构和工艺条件，加之光纤的外径标准并没有变化，光棒的纵向热区的长度相较以往没有增加，反倒相对有所缩短，这就要求在拉丝过程中提高加热炉温度，施加更大的拉丝张力以实现拉丝的顺利进行，这使得拉丝过程中从光棒外径变成光纤外径的这一过程是急剧变化的，更大的拉丝张力使得成型光纤内有较大应力，由于疲劳效应，光纤更容易断裂，同时大的拉丝张力会造成光纤结构中分子键断裂，光纤的恶分子排列相对无序，造成光纤损耗偏大。
[0006]在拉丝工艺中，低损耗光纤的研发经过将近20年的研发，降低光纤损耗仍是现在许多光纤厂家都在致力研究的方向。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能够有效降低因制备过程中造成的光纤结构缺陷所导致的光纤损耗。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种降低光纤损耗的制造方法，该光纤制造采用光棒拉丝工艺；本专利技术制造方法通过增加光棒拉丝过程中的纵向热区的长度，并在加长区域同时通入惰性气体形成稳定的气流。
[0009]通过增加光棒拉丝过程中的纵向热区长度，光棒直径缩小的过程变得平缓许多，这样在光棒直径不断缩小成裸纤直径的过程中分子排列更加有序，同时其变径过程以及直径达到预期(例如单模光纤的125μm)后的一段距离仍然处于高温状态，通过上述方法降低裸光纤内的应力，进而降低光纤的损耗。
[0010]同时，在加长区域内通入惰性气体，在加长区域内同样形成稳定的气流，由此使得
光纤的成型点(光纤直径变成标称直径的位置)下移，从光棒外径到光纤外径的过程变得平缓，平缓的外径过渡可以降低光纤拉丝对施加在光纤上的拉丝张力，进一步提高了光纤拉丝过程中分子排列有序性，进而降低光纤损耗。
[0011]更为具体的，光棒在加热炉中加热，光棒达到熔融温度后在重力作用下垂下，光纤经过冷却、涂覆、固化后收线到盘具上。
[0012]在部分实施例中，优选的，纵向热区的长度增加至3460～4960mm，最佳为4460mm。
[0013]本专利技术在对不同的纵向热区长度进行试验时发现，当纵向热区总长度在3460mm以上时才会对光纤的损耗产生良性改善，理论上纵向热区的长度越长，光纤的损耗越好，实际测试中发现，纵向热区的长度增加到一定长度(4960mm)后，对于光纤的损耗的影响几乎可以忽略不计。从成本角度考虑，最佳纵向热区长度选择4460mm。
[0014]在部分实施例中，较为优选的，纵向热区的全程共设有5个惰性气体通入口，分别位于距纵向热区起始点50～70mm、660～680mm、875～895mm、932～952mm、4450～4470mm处；惰性气体的通入流速分别为3L/min～5L/min、3L/min～4L/min、3L/min～5L/min、5L/min～11L/min、6L/min～9L/min。
[0015]本专利技术还提供了一种用于降低制备过程中光纤损耗的加热炉，该加热炉内部设有纵向加热区；其中，纵向加热区的长度为3460～4960mm，加热炉外侧在纵向加热区处设有5个惰性气体通入口，分别位于距纵向热区起始点50～70mm、660～680mm、875～895mm、932～952mm、4450～4470mm处。
[0016]通过对现有加热炉的纵向热区延长，能有效增加光棒拉丝过程中的纵向热区长度，有效降低光线损耗。同时，一体的炉体对光棒加热的同时也对光纤进行了淬火，降低光纤内应力，降低光纤损耗。
[0017]在部分实施例中，较为优选的，纵向加热区的长度为4460mm。
[0018]在部分实施例中，较为优选的，纵向加热区包括原热区和纵向增长热区；纵向增长热区内径为40mm～60mm，优选50mm。
[0019]在部分实施例中，较为优选的，纵向加热区的下部两侧设有至少一组定位轮，通过定位轮夹持所述纵向加热区的侧壁。
[0020]当热区纵向形变时，通过定位轮向下微量延伸，可以确保产生的形变不会导致纵向热区变形，进而避免了热区擦碰到光纤造成光纤强度差的报废。
[0021]本专利技术相比现有技术具有以下优点：
[0022]1、本专利技术通过增加光棒的纵向受热高度(即加热炉的纵向热区长度)，使得光棒直径缩小的过程变得平缓；并在增加区域通入惰性气体，形成内部整体的稳定气流，使得光纤的成型点(光纤直径变成标称直径的位置)下移，从光棒外径到光纤外径的过程变得平缓。
[0023]平缓的外径过渡使得在光棒直径不断缩小成裸纤直径的过程中，分子排列更加有序，可以有效降低光纤拉丝对施加在光纤上的拉丝张力，进一步提高了光纤拉丝过程中分子排列有序性，进而降低光纤损耗。
[0024]2、通过一体式的炉体热区加长设计，对光棒加热的同时也对光纤进行了淬火，进一步降低了光纤内应力，降低光纤损耗。
[0025]3、本专利技术制造工艺简单，仅需进行惰性气体流量的控制就可以有效实现降低光纤损耗的控制，对制备要求及设备要求均无较高要求，生产成本低。同时制备得到的光纤在在
1310nm和1550nm波长上的损耗分别可降低0.002db/km和0.0015db/km及以上，完全能够满足生产要求。
附图说明
[0026]图1为现有加热炉进行光棒拉丝的结构示意图；
[0027]图2为现有加热炉在进行大外径的光棒拉丝的结构示意图；
[0028]图3为本专利技术加热炉在进行光棒拉丝的结构示意图；
[0029]图4为不同纵向增长热区长度1310nm波长损耗降低的变化趋势图；
[0030]图5为不同纵向增长热区长度1550nm波长损耗降低的变化趋势图。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低光纤损耗的制造方法，所述光纤制造采用光棒拉丝工艺；其特征在于，所述制造方法通过增加光棒拉丝过程中的纵向热区的长度，并在加长的纵向热区部分同时通入惰性气体形成稳定的气流。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述纵向热区的长度增加至3460～4960mm。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述加长区域的惰性气体通入口位于距纵向热区起始点4450～4470mm处。4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述纵向热区的全程共设有5个惰性气体通入口，分别位于距纵向热区起始点50～70mm、660～680mm、875～895mm、932～952mm、4450～4470mm处；各惰性气体通入口惰性气体的通入流速分别为3L/min～5 L /min、3 L /min～4 L /min、3 L /min～5 L /min、5 L /min～11 L /min、6 L /min～9 L /...

【专利技术属性】
技术研发人员：周利佳，邹根，谢晓红，席春磊，
申请(专利权)人：南京华信藤仓光通信有限公司，
类型：发明
国别省市：