在减压下生产光纤的方法技术

本发明专利技术提供了用于生产光纤的光纤生产系统和方法。在炉子中由预制件拉制光纤，使光纤在减小的压力下通过处理装置，所述压力在0.01-0.8大气压的范围内。在光纤冷却到至少1600-1300℃的温度范围时，处理装置对裸光纤进行冷却。非接触光纤定心装置位于处理装置出口附近，在光纤离开处理装置时对其进行定心。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及形成光纤的方法和设备，更具体地涉及用于形成和冷却光纤的光纤生产方法。
技术介绍
生产光纤的常规制造工艺一般包括在拉制炉中由光纤预制件拉制光纤，冷却拉制 的光纤，以及在光纤充分冷却后涂覆光纤。光纤通常在约2000°C的炉子中拉制，并且在多数情况下，热通常是通过辐射传递到预制件的，但保护气的强制流动和自然对流在炉子中产生的气体流动也会影响玻璃温度。对流传热的相对贡献在光纤形成区的下部比较明显，该区域位于光纤预制件根部及以下，此处的辐射热传递因光纤直径小而变得可忽略不计。强制对流和自由对流在炉子中形成的气体流动通常产生对流润胞(convectioncell)，这些涡胞在某些温度梯度和气体密度条件下会变得不稳定。这种不稳定的运动对成纤区的传热造成足够大的影响，光纤包层直径会发生显著的改变，这通常是不利的。为了抑制此效应，可用氦气作为炉子里的气体。氦气能减小对流涡胞的强度和横穿涡胞的温差。这通常能改善对光纤直径的控制，但缺点是要消耗昂贵的氦气。此外，炉中所用高温可能在纤芯产生缺陷，所述缺陷通常是密度波动，缺陷的数量根据热平衡分布(玻尔茨曼分布)。光纤结构中的缺陷通常代表能量更高的状态，因此缺陷的数量一般在更高的拉制温度下更大。光纤中的这种缺陷会给光纤带来信号损失。为了抑制这种增大的衰减，需要缓慢冷却光纤，特别是在1600 V和1300 V之间的温度下，使得在正在固化的玻璃逐渐增大的黏度将缺陷冻结在其中之前，缺陷有时间消除。在此温度范围内，辐射冷却可忽略不计，所以人们可以通过减小光纤与沉浸光纤的气体之间的温差来有效降低冷却速率。
技术实现思路
根据一个实施方式，本专利技术提供了一种生产光纤的方法。所述方法包括在炉子中由预制件拉制裸光纤的步骤。所述方法还包括处理光纤的步骤，该步骤是将光纤保持在处理装置中以冷却光纤，冷却速率慢于光纤在25°C和I大气压的空气中冷却时将产生的冷却速率。所述方法还包括减小所述炉子和处理装置当中至少一种装置内的压力的步骤，使得所述炉子和处理装置当中至少一种装置内的压力在O. 01-0. 80大气压的范围内。根据另一个实施方式，本专利技术提供了一种生产光纤的方法，所述方法包括在炉子中从被加热的玻璃源拉制光纤的步骤。所述方法还包括减小炉子内的压力的步骤，使得炉子内的压力在O. 01-0. 80大气压的范围内。根据另一个实施方式，本专利技术提供了一种生产光纤的方法。所述方法包括在炉子中从被加热的玻璃源拉制光纤的步骤。所述方法还包括处理光纤的步骤，所述步骤是将光纤保持在处理装置中以冷却光纤，冷却速率慢于光纤在25°C和I大气压的空气中冷却时将产生的冷却速率，其中光纤在高于500°C的温度下离开处理装置。所述方法还包括减小所述处理装置内的压力的步骤，使得所述处理装置内的压力在O. 01-0. 80大气压的范围内。根据又一个实施方式，本专利技术提供了光纤生产系统。所述系统包含适于容纳和加热玻璃源的炉子，光纤自该玻璃源拉制。所述系统还包含处理装置，用于处理从被加热的玻璃源拉制的光纤。处理区冷却所述光纤的速率慢于光纤在25°C和I大气压的空气中冷却时将产生的冷却速率。所述系统还包含真空泵，用来将所述炉子和处理装置当中至少一种装置内的压力减小到O. 01-0. 80大气压范围内的压力。其他特征和优点将在下文详细陈述，其中部分特征和优点对本领域的技术人员来说从该描述中容易理解，或者可通过实施本文所述(包括下文的详述、权利要求书以及附图)的实施方式而认识。应当理解，前面的概述和下面的详述都仅仅是示例，意在提供理解权利要求书的 性质和特点的概要或框架。所包括的附图用于提供进一步的理解，包含在本说明书中并构成其一部分。附图示出了一个或多个实施方式，与文字描述一起用于解释各种实施方式的原理和操作。附图说明图I是说明根据第一个实施方式的光纤生产系统的示意图；图2是说明根据第二个实施方式的光纤生产系统的示意图；图3是根据一个实施方式用于光纤生产系统处理装置中的采用多尺寸开口的密封件的横截面示意图；图4是说明根据第三个实施方式采用多个孔的光纤生产系统的示意图；图5是说明根据第四个实施方式采用冷却风扇的光纤生产系统的示意图；图6是说明根据第五个实施方式采用加热区的光纤生产系统的示意图；图7是说明根据第六个实施方式采用线性非接触定心装置的光纤生产系统的示意图；图8是根据第一个实施方式用来对离开处理装置的光纤进行定心的图7所示线性非接触光纤定心装置的放大示意图；图9是从图8中线IX-IX截取的光纤定心装置的放大横截面视图；图10是图9所示光纤定心装置的放大剖视图，进一步呈现了空气相对于光纤的流动；图11是根据第二个实施方式的线性非接触光纤定心装置的透视图；图12是从图11中线XII-XII截取的线性非接触光纤定心装置的横截面视图；以及图13是从图11中线XIII-XIII截取的光纤定心装置的横截面视图。具体实施例方式下面详细描述本专利技术的优选实施方式，附图呈现了其实例。只要有可能，在整个附图中用相同的附图标记表示相同或类似的部分。所述光纤生产系统和方法通过使用减压炉和处理装置生产光纤。本文结合附图1-12描述了光纤生产系统和方法的实施方式，在所有附图中，相同的附图标记表不相同或相应的要素。本文所用的词语“裸光纤”是指直接从被加热的玻璃源(也称作预制件)拉制的、尚未在其外表面施涂保护涂层(例如尚未在裸光纤上涂覆基于聚合物的材料)的光纤。所述光纤生产系统和方法可以利用本文所揭示的效率高、效果好的光纤冷却和光纤定心技术形成缺陷减少的光纤。参见图1，该图总体上呈现了根据一个实施方式的光纤生产系统10。所述系统10包含可加热到约2000°C的炉子12。将玻璃光纤预制件14置于炉子12中，由加热的预制件14拉制光纤，形成裸光纤20。预制件14可由任何玻璃或材料制成，并且可进行适合制造光纤的掺杂。由预制件14拉制裸光纤20之后，立即在根据一个实施方式被描述为缓慢冷却管的图示处理装置18中冷却。如图所示，根据一个实施方式，缓慢冷却管或处理装置18与炉子12的出口连为一体。但应当理解，根据其他实施方式，处理装置18也可与炉子12隔 开一段距离，或者以其他方式与炉子连接。如本文所用，术语“处理装置”是指拉制炉12下游的装置，裸光纤20在该装置中冷却，其冷却速率比光纤在25°C和I大气压的空气中的冷却速率慢，并且该装置可包含如图所示和如本文所述的管子。处理装置18可与炉子12的输出端连接，使光纤20在例如约2100°C与1600°C之间的温度下进入处理装置18，并缓慢冷却光纤，其冷却速率比光纤在25°C和I大气压的空气中的冷却速率慢。光纤优选在高于500°C的温度下离开处理装置28。光纤优选在缓慢冷却处理装置中处理足够长的时间，从而与未在处理区处理的相同光纤相比使衰减降低。例如，对于纤芯中的氧化锗少于O. 5重量％的光纤(对于纤芯不含氧化锗的光纤也是如此)，优选至少在光纤温度处于1800°C与1200°C之间、更优选在光纤温度处于1700°C与1200°C之间、甚至更优选光纤温度处于1600°C与1300°C之间的时间内，在处理区中处理(缓慢冷却)光纤。对于纤芯中的氧化锗多于O. 5重量％的光纤，优选在光纤温度处于1600°C与900°C之间本文档来自技高网...

【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：J·H·法勒，A·V·菲利波夫，R·C·摩尔，B·W·雷丁，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：
国别省市：