CN102285758A - 一种大尺寸光纤预制棒的生产方法 - Google Patents

一种大尺寸光纤预制棒的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大尺寸光纤预制棒的生产方法，包括采用制造光纤预制棒的工艺制造芯棒，所得芯棒有掺Ge的芯层和纯SiO2的包层组成；将该芯棒放在烧结炉内进行完成脱水、烧结过程，通过延伸车床延伸得到芯棒；将芯棒缓慢插入套管中，其中上述的套管是由石英套管和可回收石英大尾管经研磨、焊接而成；将石英玻璃棒插入上述套管中；将可回收石英小尾管插入上述套管固定好芯棒和石英玻璃棒。本发明通过有效配置资源，能够降低光纤的原材料成本，并且在节约资金的同时，实行节能减排。

Description

一种大尺寸光纤预制棒的生产方法
技术领域
本发明涉及一种大尺寸光纤预制棒的生产方法。
背景技术
目前，世界上制造光纤预制棒的工艺一般都采用“两步法”（Two-step Processes），即包括各种芯棒制造技术（OVD技术：Outside Vapor Deposition，外汽相沉积法；VAD技术：Vapor Phase Axial Deposition，汽相轴向沉积法；MCVD技术：Modified Chemical Vapor Deposition，改进的化学汽相沉积法；PCVD技术：Plasma Chemical Vapor Deposition，等离子体化学汽相沉积法）和外包层制造技术（套管法、等离子喷涂法、火焰水解法、溶胶--凝胶法），生产常规单模光纤，用OVD或VAD制造芯棒加SOOT外包的预制棒工艺成本最低，因此大部分商业生产光纤预制棒均是采用此种方法。生产的光纤预制棒又可分为在线拉丝棒和离线拉丝棒，通常采用在线拉丝工艺（RIC-ODD，Rod In Cylinder-Overclad During Drawing），它是一种将石英芯棒插入石英套管组装好以后，直接在拉丝塔上一步完成熔缩、拉丝的步骤，从而减少了工序，降低光纤成本。 
光纤预制棒在拉丝过程中主要采用石墨加热炉，而石墨炉存在气封问题，为了满足拉丝快结束时石墨加热炉的气密性，提高光纤预制棒的利用率以及挂棒的易操作性，在组装光纤预制棒时，需要在光纤预制棒的尾端焊接一段和光纤预制棒直径相当的玻璃尾管。而采用上述操作方法，常常将光纤预制棒熔化拉丝至剩下3%~7%的长度便停止拉丝，冷却后将之取出而废弃，这样便造成了一部分光纤预制棒的浪费。
光纤是由光纤预制棒在炉中加热熔化同比例拉制而成， 而预制棒通常是由折射率较高的芯层和折射率较低的包层组成。由于99%以上的光都是在芯层中传输，因此芯棒的制造技术决定了光纤预制棒的光学特性。
中国专利01249975.7采用的是一种带延长套管的光纤预制棒，是在光纤预制棒和玻璃尾管之间再焊接一个空心或者实心的延长套管，这样虽然起到了提高光纤预制棒利用率的作用，但在组装时需要焊接一个60mm~700mm石英延长管，这样不仅增加了操作步骤，而且焊接如此长的一个石英延长管需要投入很多石英原料，增加了光纤的制造成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种大尺寸光纤预制棒的生产方法，通过用一段石英玻璃棒替代组装套柱末端的芯棒来制备大尺寸光纤预制棒的方法，节约芯棒，从而提高光纤预制棒的利用率。
为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种大尺寸光纤预制棒的生产方法，包括以下步骤：
a． 用制造光纤预制棒的工艺制造芯棒，所得芯棒有掺Ge的芯层和纯SiO2的包层组成；
b．将该芯棒放在烧结炉内进行完成脱水、烧结过程，通过延伸车床延伸得到芯棒2；
c． 将芯棒2缓慢插入套管中，其中上述的套管是由芯棒套管1和可回收石英大尾管4经研磨、焊接而成；
d．将石英玻璃棒3插入套管中；
e． 将可回收石英小尾管5插入上述套管固定好芯棒和石英玻璃棒；
其中，芯棒2、芯棒套管1、石英玻璃棒3和可回收石英大尾管4规定的尺寸如下：
芯棒套管内径与芯棒外径之差为1mm~30mm；
石英玻璃棒的长度为40mm~150mm；
芯棒套管长度与芯棒长度之差为10mm~100mm；
芯棒套管外部石英玻璃棒的长度为20mm~100mm；
可回收石英大尾管的长度为700mm~1800mm。
进一步地，芯棒2、芯棒套管1、石英玻璃棒3和可回收石英大尾管4的尺寸如下：
芯棒套管内径与芯棒外径之差为：1mm~15mm；
石英玻璃棒的长度为：60mm~100mm；
芯棒套管长度与芯棒长度之差为：10mm~50mm；
芯棒套管外部石英玻璃棒的长度为：30mm~50mm；
可回收石英大尾管的长度为：1000mm~1500mm。
进一步地，所述制造光纤预制棒的工艺包括外汽相沉积法OVD技术，汽相轴向沉积法VAD技术，改进的化学汽相沉积法MCVD技术，等离子体化学汽相沉积法PCVD技术。
其中，上述芯棒套管和玻璃尾管是采用OVD-SOOT法或者溶胶凝胶法制备的。
本发明通过有效配置资源，能够降低光纤的原材料成本，在节约资金的同时，还实行节能减排。
附图说明
图1为本发明大尺寸光纤预制棒的组装示意图。
图2为本发明拉丝结束后剩下的光纤预制棒示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明进行具体说明。
参见图1和2，其中，附图标记含义为：1、芯棒套管，2、芯棒，3、石英玻璃棒，4、可回收石英大尾管，5、可回收石英小尾管。其中，图1是一个完整的组装好的光纤预制棒；其中，图2是图1所示的预制棒经高温拉丝塔拉丝后剩下的一截光纤预制棒。
本发明具体组装方法为：
1、将研磨好的芯棒套管1和外径与之一致的可回收石英大尾管4熔接在一起。
2、将芯棒2缓慢装入上述熔接好的石英玻璃管中，其中要保证：芯棒套管内径与芯棒外径之差为1mm~30mm；芯棒套管长度与芯棒长度之差为10mm~100mm。
3、将石英玻璃棒3装入上述芯棒套管1中，其中要保证石英玻璃棒3的长度为：40mm~150mm；芯棒套管1外部石英玻璃棒3的长度为：20mm~100mm。
4、最后装入一段可回收石英小尾管5固定好芯棒2和石英玻璃棒3。
本发明所选材料优选以下方法制备：
1、芯棒的制备采取现有广泛使用的OVD、VAD、MCVD、PCVD技术。
2、芯棒套管、可回收石英大尾管、可回收石英小尾管采取OVD-SOOT法或者溶胶凝胶法制备的。
3、石英玻璃棒采用的是制备的芯棒中废弃掉的不合格品。
采用VAD技术制造芯棒，所得芯棒有掺Ge的芯层和纯SiO2的包层组成，将该芯棒放在烧结炉内进行完成脱水、烧结过程，通过延伸车床延伸至目标直径为45.00mm，截取长度为1750mm的芯棒2，将芯棒2缓慢插入套管中，其中上述的套管是由内径53mm、外径150mm、长度为1800mm的石英套管1和内径78mm、外径150mm、长度为1100mm的可回收石英大尾管4经研磨、焊接而成。接着取一段直径为45mm、长度为 80mm的石英玻璃棒插入上述套管中，最后将一段长度为1070mm可回收石英小尾管5插入上述套管固定好芯棒和石英玻璃棒。
将上述组装好的大尺寸光纤预制棒，拉丝后经检测合格长度超过2300km，达到预期的计算值，而且各项光学参数均达到标准要求。
以上所述，仅是本发明的一较佳实例，本发明所主张的权利范围并不局限于此。本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种大尺寸光纤预制棒的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
采用制造光纤预制棒的工艺制造芯棒，所得芯棒有掺Ge的芯层和纯SiO2的包层组成；
将该芯棒放在烧结炉内进行完成脱水、烧结过程，通过延伸车床延伸得到芯棒2；
将芯棒2缓慢插入套管中，其中上述的套管是由芯棒套管1和可回收石英大尾管4经研磨、焊接而成；
将石英玻璃棒3插入套管中；
将可回收石英小尾管5插入上述套管固定好芯棒2和石英玻璃棒3；
其中，芯棒2、芯棒套管1、石英玻璃棒3和可回收石英大尾管4规定的尺寸如下：
芯棒套管内径与芯棒外径之差为1mm~30mm；
石英玻璃棒的长度为40mm~150mm；
芯棒套管长度与芯棒长度之差为10mm~100mm；
芯棒套管外部石英玻璃棒的长度为20mm~100mm；
可回收石英大尾管的长度为700mm~1800mm。
2.根据权利要求 1所述的方法，其特征在于：芯棒2、芯棒套管1、石英玻璃棒3和可回收石英大尾管4的尺寸如下：
芯棒套管内径与芯棒外径之差为：1mm~15mm；
石英玻璃棒的长度为：60mm~100mm；
芯棒套管长度与芯棒长度之差为：10mm~50mm；
芯棒套管外部石英玻璃棒的长度为：30mm~50mm；
可回收石英大尾管的长度为：1000mm~1500mm。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述制造光纤预制棒的工艺包括外汽相沉积法OVD技术，汽相轴向沉积法VAD技术，改进的化学汽相沉积法MCVD技术，等离子体化学汽相沉积法PCVD技术。
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