本发明专利技术涉及一种光纤的热处理方法及装置。该方法是在光纤从拉丝炉中被牵引出处于高温尚未冷却的状态下，设置穿引光纤的保温炉对光纤进行保温热处理，光纤进入所述保温炉时的温度控制在１４００℃～１８００℃，光纤离开所述保温炉时的温度控制在１１４５℃～１１７０℃，光纤穿引运行经过保温炉的时间为０．０８ｓ至０．２４ｓ。保温炉炉腔温度控制在６００℃～１３００℃。本发明专利技术对光纤的纤芯部分起保温处理的作用，增加了光纤停留在退火温度范围的时间，光纤内部应力得以缓解，降低了瑞利反向散射损失。本发明专利技术保温炉结构简单，性能可靠，炉体内腔直接与环境空气相连通，避免了拉丝通道中保护气体对光纤的扰动，提高了高速拉丝的稳定性，而且简化了设备，节约了成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种光纤的热处理方法及装置，具体涉及对石英玻璃光纤进行热处 理的方法及热处理装置，用以进一步改善光纤的性能。
技术介绍
衰减和对热应力的敏感性是光纤的关键特性，尤其是对于高速率长距离通信光 纤而言。光纤的工作窗口波长在600nm 1600nm的衰减主要来自于瑞利散射。当光线 入射到不均勻的介质中，介质就因折射率不均勻而产生散射光。介质中分子质点无规则 的热运动，破坏了分子间固定的位置关系，从而也产生一种分子散射，即瑞利散射。瑞 利散射强度受掺杂剂和浓度的影响很大。密度和浓度的微小波动都会导致光纤瑞利散射 损耗的增大，掺杂量越大，浓度和密度的波动也越大。在制造光纤时，需要将光纤的工作窗口的衰减系数降至最低。而光纤在制造过 程中产生的内部应力会使光纤的衰减增加。由于内部应力导致光纤内部的缺陷增加，并 使得光纤随着环境温度的波动而恶化这种缺陷，这些缺陷都会增加瑞利散射损失，从而 引起光纤衰减增加。为此，在把光纤预制棒加热熔融拉制成纤时，采用适当的热处理 可以防止熔融拉伸成的石英玻璃纤维急剧冷却，改善光纤内部应力，减少原子排列的缺 陷，从而抑制光纤内部瑞利散射损失。在已公开的专利文献中，已存在一些对光纤进行保温处理的制造方法示例。中 国专利CN1318337描述了一种光纤的制造方法，该方法在冷却速度2000°C/秒以下，热 处理炉温度在800°C以上、1600°C以下使光纤保温退火，但未具体叙述保温时间和保温炉 温度设置。中国专利CN100336753描述了一种光纤的制造方法，该方法包括以830°C / 秒至4000°C /秒的冷却速率对光纤进行冷却，热处理温度范围是1100°C 1500°C，处 理时间在0.025秒至0.5秒，该方法需要应用复杂的充有惰性气体的马弗炉系统，成本高 昂。中国专利CN100453483描述了一种光纤的制造方法，该方法包括以2000°C /秒至 3500°C /秒的冷却速率对光纤进行冷却，并将热处理多个区域分别设定为不同的温度， 且第一区温度范围是1100°C 1300°C，下游第二区具有1400°C 1600°C范围内的温度， 该方法未明确各温区的长度及光纤在各温区的处理时间。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足而提供一种可以 降低光纤瑞利散射损耗、且具有衰减稳定性好即抗氢损能力强、制造效率高的光纤热处 理方法以及热处理装置。本专利技术为解决上述提出的问题所采用的热处理方法的技术方案为当光纤由 光纤预制棒加热熔融拉制成纤时，在光纤从拉丝炉中被牵引出处于高温尚未冷却的状态 下，设置穿引光纤的保温炉对光纤进行保温热处理，光纤进入所述保温炉时的温度控制 在1400°C 1800°C，光纤离开所述保温炉时的温度控制在1145°C 1170°C，光纤穿引运行经过保温炉的时间为0.08s至0.24s。按上述方案，所述的保温炉炉腔温度控制在60(TC 130(TC，且炉腔温度沿光 纤运行方向递增。按上述方案，所述的炉腔温度沿光纤运行方向可分为两个或两个以上独立温控 区域，各温控区域的炉腔温度沿光纤运行方向递增，逐渐升高。即光纤进入保温炉时温 控区域的炉腔温度低于光纤离开保温炉时温控区域的炉腔温度。按上述方案，所述的光纤拉丝运行速度大于或等于eOOm/min，通常为1500m/ min 2500m/min。按上述方案，所述的光纤为匹配包层的单模光纤、多包层抗弯曲单模光纤、色 散补偿光纤、保偏光纤或其他特种光纤。光纤从保温炉中牵引出后按常规工序被强制冷却至接近于常温，然后运行至涂 覆系统进行树脂护层的涂覆。按上述方案，本专利技术所述的保温炉技术方案为包括长筒形炉体，所述的长 筒形炉体包括外壳体和内衬管，在内衬管外周安设发热器件，在发热器件外周设置保温 层，所述的内衬管炉腔温度沿光纤运行方向即从入口至出口分为两个或两个以上独立温 控区域，各温控区域的炉腔温度沿入口至出口方向递增。按上述方案，所述的内衬管为合成陶瓷管、刚玉管或耐高温玻璃管，或者其他 具耐高温和抗氧化特性的高纯耐火材料制成的管件；所述的内衬管的内径为10mm 30mmo按上述方案，所述的发热器件为电发热器件，每个温控区域的电发热器件对应 配置温度传感器，并且发热器件与温度控制器相联。按上述方案，在外壳体与保温层之间设置空气隔热层，在外壳体的内侧设置热 反射层。所述的保温层的单边厚度为20mm 75mm。按上述方案，所述的炉体为整体或者分体结构，内衬管炉腔各温控区域的温度 设置范围为600°C 1300°C。按上述方案，在炉体两端的入口和出口处分别安设对半开合的炉门，炉门的中 心开设圆形通孔，通孔直径为4_ 12mm，优选的范围为4mm 8mm。本专利技术获得的有益效果为1、通过对保温炉分区域进行温度设置，实现梯度 变化的热场。这种渐变的热场对光纤的主要导光部分即纤芯部分起保温处理的作用，增 加了光纤停留在退火温度范围的时间，并根据不同的拉丝速度和进入退火区温度设定相 应的温控区域温度曲线，使光纤内部应力得以缓解，减少了应力导致的原子排列缺陷和 应力引起的微小密度变化，降低了瑞利反向散射损失。宏观上明显降低了光纤的衰减系 数，这种效果在高掺杂的特种光纤中体现得更为明显。2、整个热处理过程是穿插串接在 拉丝过程中进行，采用高速拉丝，并借助拉丝成纤后尚处高温的光纤直接进行退火热处 理，这不仅能在不影响光纤制造其他工序的前提下实现高效率的光纤制造过程，而且充 分利用光纤加工自身的余热进行热处理，达到节能降耗，提高功效的效果。3、本专利技术保 温炉结构简单，性能可靠，保温炉衬管材料为高纯耐火材料，这种材料的耐高温特性和 抗氧化特性使得炉体内腔直接与环境空气相连通，即热传导的介质为高温空气，避免了 拉丝通道中保护气体对光纤的扰动，提高了高速拉丝时的稳定性，而且简化了设备，节约了成本。4、本专利技术通过小内径内衬管以及更小孔径的保温炉炉门通孔设置，减少了内 衬管内的烟囱效应，提高了保温炉轴向温度梯度变化的精确性和均勻性.无需其他附加导 热气体的辅助，使光纤热处理的质量得到保证。附图说明图1是本专利技术一个实施例的保温炉剖视结构图及拉丝牵引进出保温炉的过程示 意图。图2是本专利技术一个实施例的保温炉炉门的俯视图。图3是本专利技术一个实施例的保温炉炉门张开状态的俯视图。具体实施例方式以下通过实施例和附图对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术中对拉丝后光纤进行热处理，保温炉沿光纤运行方向采用分段设置炉腔 温度的工艺，光纤的运行方向竖直向下，因此保温炉炉腔成竖直状安设。热处理工艺的 关键在于设置保温炉的区间温度和控制保温时间。保温炉包括长圆筒形炉体，所述的长圆筒形炉体包括外壳体9和内衬管1，内衬 管为合成陶瓷管，内衬管的内径为20mm，内衬管炉腔温度沿光纤运行方向即从入口至出 口分为四个独立温控区域2、3、4、5，各温控区域的炉腔温度沿入口至出口方向递增， 分别为700°C、850°C、950°C、1050各温控区域的长度均为lm ；在内衬管外周安设 电发热器件11，所述的电发热器件为电热丝或电发热棒，每个温控区域的电发热器件对 应配置温度传感器，并且发热器件与温度控制器相联。在发热器件外周设置保温层6，保 温层的单边厚度为30mm本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光纤热处理方法，其特征在于当光纤由光纤预制棒加热熔融拉制成纤时，在光纤从拉丝炉中被牵引出处于高温尚未冷却的状态下，设置穿引光纤的保温炉对光纤进行保温热处理，光纤进入所述保温炉时的温度控制在１４００℃～１８００℃，光纤离开所述保温炉时的温度控制在１１４５℃～１１７０℃，光纤穿引运行经过保温炉的时间为０．０８ｓ至０．２４ｓ。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴仪温，李江，钱新伟，曹蓓蓓，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆有限公司，
类型：发明
国别省市：83
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