CN102906041A - 利用线性非接触光纤定心生产光纤的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明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，使光纤在受控制的减小的压力或部分真空下通过处理装置，所述压力或部分真空在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线性定心。本装置可包含具有至少两个渐缩侧壁的通道或管子。光纤的定心通过在本装置内对光纤施加高压流体实现。

Description

利用线性非接触光纤定心生产光纤的方法
相关申请交叉参考
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2010年5月27日提交的美国临时申请第61/348,893号的优先权。
技术领域
本发明一般涉及形成光纤的方法和设备，更具体地涉及结合非接触光纤定心的光纤生产方法。
背景技术
生产光纤的常规制造方法通常包括在拉制炉中由光纤预制件拉制光纤，冷却拉制的光纤，待光纤充分冷却后涂覆光纤。光纤通常在约2000℃的炉子中拉制，并且多数情况下一般通过辐射将热传输给预制件。
发明内容
根据一个实施方式，本发明提供了生产光纤的方法。所述方法包括在炉子中由预制件拉制裸光纤的步骤。所述方法还包括利用线性非接触定心装置在炉子下游给裸光纤定心的步骤。所述定心步骤包括在光纤上施加强制流体，使光纤浮起。所述方法还包括涂覆裸光纤的步骤。
根据另一个实施方式，本发明提供了生产光纤的方法，所述方法包括在炉子中由预制件拉制裸光纤的步骤。所述方法还包括利用线性非接触定心装置在炉子下游给裸光纤定心的步骤。所述定心装置包含由至少两个渐缩侧壁限定的通道，用于接收强制流体和光纤。光纤保持在通道中，并且位于通道区域的中心，通道里有强制流体，所述强制流体足以使光纤因通道里的光纤下方存在压差而基本上浮在通道中，其中侧壁彼此之间的夹角在10-60°的范围内。
根据又一个实施方式，本发明提供了生产光纤的方法，所述方法包括在炉子中由预制件拉制裸光纤的步骤。所述方法还包括将裸光纤拉过管子的步骤，所述管子具有侧壁以及第一端和第二端，所述侧壁限定了圆筒形开口。所述方法还包括从管子周边的多个位置注射高压流体的步骤，从而将光纤基本上保持在管子中心，并防止光纤与管子侧壁接触。
根据又一个实施方式，本发明提供了线性非接触定心装置。所述定心装置包含通道，所述通道具有由至少两个渐缩侧壁限定的区域，所述两个侧壁之间具有10-60°的夹角。将流体强制通入所述区域，使光纤保持在通道的所述区域内，并且因通道里的光纤下方存在压差而基本上浮在通道内，其中光纤可自定位于通道中心。
根据又一个实施方式，本发明提供了线性非接触定心装置。所述定心装置包括用于接收光纤的具有侧壁以及第一端和第二端的管子，所述侧壁限定了圆筒形开口。所述定心装置还包括沿径向位于管子周边的多个流体注射端口，用于将高压流体沿径向向内导向光纤，从而使光纤基本上保持位于管子中心，并防止光纤与管子侧壁接触。
在以下的详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与文字描述一起用来解释各个实施方式的原理和操作。
附图说明
图1是说明根据一个实施方式采用线性非接触光纤定心装置的光纤生产系统的示意图；
图2是根据第一个实施方式用来给离开处理装置的光纤定心的线性非接触光纤定心装置的放大示意图；
图3是沿图2中的线III-III截取的光纤定心装置的横截面侧视图；
图4是图3所示的光纤定心装置的放大剖面图，进一步说明了空气相对于光纤的流动；
图5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6是沿图5中的线VI-VI截取的线性非接触光纤定心装置的横截面视图；以及
图7是沿图5中的线VII-VII截取的光纤定心装置的横截面视图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的优选实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要有可能，在所有附图中使用相同的附图标记来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炉子和光纤定心装置生产光纤。本文结合附图1-7描述了光纤生产系统和方法的实施方式，在所有附图中，相同的附图标记表示相同或相应的要素。本文所用的词语“裸光纤”是指从预制件直接拉制、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利用本文所述的有效光纤定心技术形成缺陷减少的光纤。
参见图1，该图总体上显示了根据一个实施方式的光纤生产系统10。该系统10包含可加热到约2000℃的炉子12。将玻璃光纤预制件14置于炉子12中，从其中拉制光纤，形成裸光纤20。所述预制件14可用任何玻璃或材料制成，并且可进行适合于制造光纤的掺杂。由预制件14拉制裸光纤20之后，可立即在如图所示和如本文所述的缓慢冷却处理装置18中冷却裸光纤20，所述缓慢冷却处理装置是根据一个实施方式的处理管。根据一个实施方式，图中所示的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也可与炉子相隔一段距离，或者以其他形式与炉子相连。
如本文所用，“处理装置”是指拉制炉12下游的一个装置，裸光纤20在该装置中冷却，其冷却速率慢于光纤在25℃和1大气压的空气中冷却的速率，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的输出口连接，使输出物在例如约2100℃与1600℃之间的温度下进入处理装置18，并使光纤20冷却，其冷却速率慢于光纤在25℃和1大气压的空气中冷却的速率。光纤优选在高于500℃的温度下离开处理装置18。光纤优选在缓慢冷却处理装置中处理足够长的时间，从而与未在处理装置中处理的相同光纤相比减少衰减。例如，对于纤芯中的氧化锗少于0.5重量%的光纤（纤芯中不含氧化锗的光纤也是如此），优选在光纤温度处于1800℃与1200℃之间，更优选在光纤温度处于1700℃与1200℃之间，甚至更优选在光纤温度处于1600℃与1300℃之间的时间内，在处理装置中处理（缓慢冷却）光纤。对于纤芯中的氧化锗多于0.5重量%的光纤，优选在光纤温度处于1600℃与900℃之间，更优选在光纤温度处于1500℃与1000℃之间，甚至更优选在光纤温度处于1400℃与1000℃之间的时间内，在处理装置内处理（缓慢冷却）光纤。但是，因为处理装置采用低于大气压的压力，所以在处理装置中实现这些温度范围的同时，添加的热量可少于在处理装置的压力等于或高于大气压的情况下要添加的热量。光纤在处理装置18中的平均冷却速率定义为在光纤进入处理装置18的进入点的光纤表面温度（光纤进入表面温度）减去在光纤离开处理装置18的离开点的光纤表面温度（光纤离开表面温度）再除以光纤在处理装置18中的总停留时间。
图中所示的缓慢冷却管或处理装置18具有与真空泵22相连的一个或多个减压端口或真空端口25。真空泵22在处理装置18内产生减小的压力或部分真空，并且在如图所示的实施方式中，还在与其相连的炉子12内产生减小的压力或部分真空。在如图所示的实施方式中，图中显示单一真空泵22与单一真空端口25相连。但应当理解，可利用一个或多个真空端口和/或真空泵在处理装置18和/或炉子12的一个或多个室内实现所需的减小的压力。较佳的是，处理装置18被构造成在裸光纤20从炉子12到达出口28的过程中，在受控环境中冷却该裸光纤。
此外，图中显示了用于提供惰性气体的气体入口16，该惰性气体在图中显示为G1，作为炉子12的输入物。根据一个实施方式，气体G1可包括氩气，用来减少到达炉子12的环境空气的量。根据另一个实施方式，惰性气体可包括氮气。应当理解，可在炉子12和处理装置18的多个位置采用一个以上的气体入口。
在图1所示的实施方式中，从预制件14拉制的裸光纤20从炉子12底部穿出，通过处理装置18，在出口28处离开出口孔26，然后通过定心装置32。离开定心装置30之后，裸光纤20可任选进一步通过一个或多个流体轴承（未示出），所述流体轴承可使裸光纤20由基本上沿着第一路径或竖直路径移动转为沿着第二路径移动。所述一个或多个流体轴承可包括2007年11月26日提交的美国专利申请第11/986,764号（还曾提交临时申请，美国专利申请第60/861,587号）和2007年11月29日提交的美国专利申请第11/998,366号所披露的流体轴承，这些文献的内容通过参考结合于此。充分冷却后，接着将裸光纤20送入涂覆单元60，在此将一次保护涂层施涂于裸光纤20的外表面。具有保护层的光纤离开涂覆单元60之后，经历生产系统10中的多个处理阶段，如牵引机或辊62，到达光纤贮存卷轴64。在将光纤拉过整个系统并最终卷绕到贮存卷轴64上的过程中，可利用各辊62当中的一个辊在光纤上提供必要的张力。
光纤生产系统10在炉子12的输出口利用处理装置18以所需的冷却速率冷却经过拉制的裸光纤20。处理装置18具有长管，所述长管在始自炉子出口的一端延伸，所述处理装置还在相反一端的出口28处具有小孔26，裸光纤20通过该小孔出来。处理装置18的长度可在1-10米（m）的范围内，更优选在2-8米（m）的范围内。在一些实施方式中，管子18的长度可大于3米、4米和5米。若处理装置18具有更长的长度，则可以更快的速度拉制光纤，同时仍能实现所需的停留时间，以达到减少衰减的目的。例如，在这种装置中，即使拉制光纤的速度大于20米/秒、25米/秒，在一些情况下大于30米/秒，仍然可以显著减少衰减。例如，在一个实施方式中，处理装置的长度约为6米。
在裸光纤20通过出口孔28时，紧靠出口孔28的线性非接触光纤定心装置32使裸光纤20的横向XY位置保持稳定，从而消除了裸光纤20与孔36的侧壁发生机械接触的可能性。定心装置32是线性定心装置，使光纤20在沿直线通过的时候保持在中心位置。如本文所用，术语“线性”是指基本上呈直线。定心装置32的位置可在与出口孔26相距1米的范围内，优选在与出口孔26相距0.5米的范围内，更优选在20厘米的范围内，最优选在15厘米的范围内。在一个实施方式中，定心装置32的光纤进入侧（元件32A的顶部）位于与出口孔26相距2.54厘米（1.0英寸）至15厘米（5.9英寸）的范围内。
通过真空泵22将炉子12和处理装置18的内部抽空至减小的压力，所述减小的压力基本上低于一个大气压。在如图所示的实施方式中，真空泵22在位于管出口上游的真空口25处抽气。真空泵22提供的减小的压力抑制了炉子12内部随时间变化的流动，因而不需要利用氦气来获得直径稳定的光纤，并且抑制了裸光纤20在管子18内的对流冷却，使管子成为改善光纤衰减的缓慢冷却装置。通过密封炉子12的顶部，并在处理装置18的出口孔26中提供小的环形开口，可最大程度减少环境空气的进入，并避免由于环境空气，尤其是氧气进入炉子而使炉子劣化。出口孔26的尺寸可以是直径在0.5-5毫米的范围内，并且可以是裸光纤20的直径的四倍以上。残余空气有可能经出口孔26被吸入管子，通过在炉子12的气体输入口16注射低水平的惰性气体（如氩气）流，使其流至管子18内的抽气口，可抑制残余空气沿管子18上行至炉子12。
经出口孔26进入处理装置18的环境空气高速进入孔26，所述速度可能是超音速。高速空气会导致裸光纤20振动，从而在XY方向发生横向移动。过分的横向移动会导致裸光纤20接触出口孔26的壁，这会降低光纤强度，并且可能中断拉制过程。通过采用线性非接触光纤定心装置32，在紧靠孔26的地方，光纤20可在横向或XY方向保持稳定。定心装置32是线性非接触装置，用来使裸光纤20保持在中心位置而不发生机械接触。我们所说的机械接触是指在拉制过程中与固体组件接触。
较佳的是，通过将炉子12与缓慢冷却管18结合，减小二者内部的压力，同时防止裸光纤20与机械结构接触，光纤生产系统10改善了对光纤直径的控制，并降低了冷却速度。减小的压力减少了炉子12中传热的对流成分，并且提高了对流的稳定性。其效果是，传热在时间上更加没有周期性变化，在空间上更加均匀，这促进了对光纤直径的控制。处理装置18中减小的压力通过减少冷却的对流成分而降低了冷却速率。
根据一个实施方式，炉子12和处理装置18中减小的压力可在0.01-0.8大气压（7.6-608.0托）的范围内。根据其他实施方式，减小的压力可在0.02-0.65大气压（15.2-494.0托）的范围内，更优选在0.05-0.50大气压（38.2-380.0托）的范围内。
为了最大程度减少裸光纤20中的光损耗，在1600℃与1300℃之间的温度下的冷却速率不应超过5000℃/秒，更优选不超过3000℃/秒，最优选不超过2000℃/秒，以便纤芯修复尽可能多的缺陷或密度波动。在典型的拉制速度下，长约6米或更长的处理装置18有利于实现这样的速率。裸光纤20达到1300℃之后，宜更快地使其冷却，从而使裸光纤20可在低于1300℃、更优选低于1200℃、在一些实施方式中低于1100℃的温度下离开处理装置18。光纤20保持在处理装置18中进行受控冷却，并在高于500℃的温度下离开处理装置18，在一些实施方式中可在高于800℃的温度下离开处理装置18。处理装置18底部出口28处的出口孔26靠近定心装置32，以确保裸光纤20在出口孔26内充分定心。
图2-4进一步呈现了根据第一个实施方式的线性非接触光纤定心装置32。图2所示的定心装置32具有在一侧对裸光纤20进行定心的第一线性定心元件32A和在相反一侧对裸光纤20进行定心的第二线性定心元件32B。如图3所示，第一定心元件32A和第二定心元件32B各自具有通向楔形通道44的高压流体（空气）通道38。根据一个实施方式，楔形通道44具有倾斜的相对侧壁，使得壁与壁的全角θ在10-60°的范围内，相当于图3中相对于水平线的半角为5-30°。根据另一个实施方式，楔形通道44具有倾斜的侧壁，使得它们之间的全角θ在1-60°、更优选10-60°、最优选40-60°的范围内。根据又一个实施方式，全角θ在1-10°的范围内。裸光纤20在高压流体的作用下悬浮在楔形通道44内，所述高压流体的形式是从流体输送通道38出来并通过楔形通道44的压缩空气。这样，从图4可以看出，由空气喷嘴提供并穿过输送通道38的气体如压缩空气在强制力作用下流到裸光纤20的两侧，形成流体轴承或空气垫，使裸光纤20以一定方式悬浮，防止与定心装置32及其元件32A和32B的任何结构发生机械接触。加压强制流体如压缩空气通过输送通道38，并从楔形通道44排出，使得裸光纤20在楔形通道44的区域内处于牵拉张力下，并且因楔形通道44内的光纤20下方存在压差而基本上浮在楔形通道44内。结果，光纤20自定位于楔形通道44的中心。
从图3可以看出，独立的定心元件32A和32B各自可由第一侧构件34和第二侧构件36组成。空气输送通道38可在构件34与36的界面处形成狭缝。第一侧构件34具有倾斜壁40，第二侧构件36具有倾斜壁42，它们一起形成始自空气通道38的楔形通道44。空气输送通道38的狭缝和楔形通道44的深度或长度限定了施加于光纤20的空气垫的有效长度LC。应当理解，虽然图3所示的定心元件32B与定心元件32A可用相同的方法形成，但如图2所示，其取向与元件32B相差180°。
第一定心元件32A和第二定心元件32B各自提供线性或伸直区段，用来对位于体积扩大的通道44中的裸光纤20进行定心，其中高速空气从楔形通道44顶点处的输送通道38出口流向周围环境。根据一个实施方式，作用于光纤20的空气速度可在25-500米/秒的范围内。被定心元件32A或32B定心的光纤元件的长度LC可在数毫米与数厘米之间，例如在0.5-100厘米的范围内，更优选0.5-10厘米，最优选0.5-2厘米。定心元件32A和32B在壁到壁的方向上产生强定心作用力，但在另一方向上仅产生提升力，从而迫使裸光纤20远离空气通道38的出口。通过如图所示组合两对或更多对线性定心元件32A和32B，可使裸光纤20定位于相反横向方向的中心，很少有或没有光纤拉伸变化的影响。若需要增大定心作用力，可依次采用一对以上的线性定心元件32A和32B，后面每对定心元件相对于前一对定心元件绕裸光纤20转过0-180°之间的任何角度，以使定心效应对方向的依赖性更小。
图5-7显示了根据第二个实施方式的线性非接触光纤定心装置132。定心装置132可用作图1所示定心装置32的替代形式，用来对离开处理装置18的裸光纤20进行定心，或者可在光纤生产系统10中的其他地方用来对光纤进行定心。在此实施方式中，用定心管元件136使定心作用力对角度的依赖性非常低。管子136具有侧壁，所述侧壁限定了圆筒形开口以及第一和第二相对端部，用于接收和送出裸光纤20。此外，定心装置132包括多个沿径向位于管子136的侧壁周边的流体注射端口134，所述端口适合与空气喷嘴流体连通，用来将高压流体如空气145沿径向向内导向裸光纤20，从而使光纤20基本上保持在管子136内的中心位置，防止光纤与管子136的侧壁发生机械接触。
在如图所示的实施方式中，具有空气喷嘴（未示出）的流体注射端口134包括至少八个等角度分开的流体注射端口134。在此实施方式中，裸光纤20可位于圆形直管136内，管直径为光纤直径DF的1-20倍。根据一个实施方式，管子136可具有圆形横截面，其内径小于1毫米，该管子对外径约为125微米的裸光纤20具有良好的效果。在一个实施方式中，管子136的内径DT与光纤20的外径DF之比小于20:1，更优选小于10:1。在管子136内，沿其轴向可有多个狭孔或端口134，使空气喷嘴喷出的系列空气流进入光纤20与内管壁136之间的空隙。光纤20的位移可改变管子136内的空气流145，所述改变通常产生具有压力分量和摩擦力分量的定心作用力，从而使裸光纤20定位于管子136的中心。根据一个实施方式，管子136可具有例如小于50厘米、更优选小于25厘米的长度LT。流体注射端口134可具有小于管长度LT的90%的长度LP。
应当理解，根据一个实施方式，线性非接触光学定心装置32和132有利于对离开处理装置18的出口孔28的裸光纤20进行定心，从而防止裸光纤20与出口孔26的壁或其他结构发生机械接触。应当理解，线性非接触光学定心装置32或132可在光纤生产系统10中的其他位置用来对裸光纤20进行定心。此外，应当理解，当光纤20在处理装置18中进行受控冷却之后，在它通过定心装置32或132时，用来对裸光纤20进行定心的强制空气可提高光纤20的冷却速率。在定心装置32或132下游，光纤20可通过一个或多个流体轴承，并且可通过涂覆单元进行涂覆，然后用牵拉机构牵拉并卷绕到卷轴上。
对本领域的技术人员显而易见的是，可以在不背离权利要求书的精神或范围的情况下作出各种修改和变动。

Claims (24)

1.一种用来生产光纤的方法，所述方法包括以下步骤：
在炉子中由预制件拉制裸光纤；
在所述炉子下游用线性非接触定心装置对所述裸光纤进行定心，所述定心步骤包括在光纤上施加强制流体，使光纤浮起；以及
涂覆所述裸光纤。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定心装置包含具有由至少两个渐缩侧壁限定的区域的通道，所述两个侧壁之间的夹角在10-60°的范围内，其中在所述区域强制通入流体，使得所述光纤保持在所述通道的该区域中，并因所述通道内的光纤下方存在压差而基本上浮在所述通道内，其中所述裸光纤自定位于所述通道中心。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述线性非接触定心装置包含第一和第二定心元件，所述对裸光纤进行定心的步骤包括在所述第一和第二线性非接触定心元件中沿相反的方向施加流体。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定心装置包含：
具有限定圆筒形开口的侧壁以及第一端和第二端的管子，用于接收和送出光纤；以及
沿径向位于所述管子周边的多个流体注射端口，用于将高压流体沿径向向内导向所述光纤，从而使所述光纤基本上保持位于所述管子中心，并防止所述光纤与所述管子的侧壁接触。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个流体注射端口包含至少八个等角度分开的流体注射端口。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述施加强制流体的步骤包括施加强制空气。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定心装置位于所述炉子的出口附近，所述光纤从所述出口拉出，从而对离开所述炉子的裸光纤进行定心。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述炉子包含处理装置，其中所述定心装置位于所述处理装置的出口附近。
9.一种用来生产光纤的方法，所述方法包括以下步骤：
在炉子中由预制件拉制裸光纤；以及
在所述炉子下游用线性非接触定心装置对所述裸光纤进行定心，所述线性非接触定心装置包含由至少两个渐缩侧壁限定的通道，用于接收强制流体和所述光纤，其中所述光纤保持位于所述具有强制流体的通道区域中心，所述强制流体足以使所述光纤因所述通道内的光纤下方存在压差而基本上浮在所述通道内，其中所述侧壁彼此间的夹角在10-60°的范围内。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述定心装置位于炉子的出口附近，用来对离开所述炉子的光纤进行定心。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述炉子包含处理装置，其中所述定心装置位于所述处理装置的出口附近。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述流体包括气体。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述线性非接触定心装置包含第一和第二定心元件，所述对裸光纤进行定心的步骤包括在所述第一和第二线性非接触定心元件中沿相反的方向施加流体。
14.一种生产光纤的方法，所述方法包括：
在炉子中由预制件拉制裸光纤；
将所述裸光纤拉过具有限定圆筒形开口的侧壁以及第一端和第二端的管子；以及
从所述管子周边的多个位置注射高压流体，从而将光纤基本上保持在所述管子中心，并防止所述光纤与所述管子侧壁接触。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述流体包括气体。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述定心装置位于炉子的出口附近，用来对离开所述炉子的光纤进行定心。
17.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述炉子包含处理装置，其中所述定心装置位于所述处理装置的出口附近。
18.一种线性非接触定心装置，所述装置包含：
具有由至少两个渐缩侧壁限定的区域的通道，所述两个侧壁之间的夹角在10-60°的范围内，其中在所述区域强制通入流体，使得所述光纤保持在所述通道的该区域中，并因所述通道内的光纤下方存在压差而基本上浮在所述通道内，其中所述裸光纤自定位于所述通道中心。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述装置对在炉子中拉制的光纤进行定心。
20.如权利要求18所述的装置，其特征在于，所述流体是气体。
21.一种线性非接触光学定心装置，所述装置包含：
具有限定圆筒形开口的侧壁以及第一端和第二端的管子，用于接收和送出光纤；以及
沿径向位于所述管子周边的多个流体注射端口，用于将高压流体沿径向向内导向所述光纤，从而使所述光纤基本上保持位于所述管子中心，并防止所述光纤与所述管子的侧壁接触。
22.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述多个流体注射端口包含至少八个等角度分开的流体注射端口。
23.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述管子适合位于炉子出口附近，所述光纤从所述出口拉出，从而对离开所述炉子的所述光纤进行定心。
24.如权利要求21所述的装置，其特征在于，所述流体是气体。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106186658A (zh) * 2014-12-26 2016-12-07 株式会社藤仓 光纤线的制造方法以及制造装置
CN106380070A (zh) * 2016-08-29 2017-02-08 烽火通信科技股份有限公司 光纤稳定装置、光纤旋转拉丝系统及光纤拉丝方法
CN108793725A (zh) * 2017-04-26 2018-11-13 中天科技光纤有限公司 一种光纤扭转装置
US10202301B2 (en) 2014-12-26 2019-02-12 Fujikura Ltd. Apparatus for manufacturing an optical fiber

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8797519B2 (en) 2012-09-28 2014-08-05 Corning Incorporated Method of measuring multi-mode fiber bandwidth through accessing one fiber end
US9279741B2 (en) 2012-11-30 2016-03-08 Corning Incorporated Method of measuring multi-mode fiber optical properties during processing of the fiber
JP6390140B2 (ja) * 2014-04-04 2018-09-19 住友電気工業株式会社 光ファイバの製造装置および光ファイバの製造方法
US10322963B2 (en) * 2014-12-02 2019-06-18 Corning Incorporated Low attenuation optical fiber
JP6295234B2 (ja) * 2015-08-04 2018-03-14 株式会社フジクラ 光ファイバの製造方法
WO2020046574A1 (en) * 2018-08-28 2020-03-05 Corning Incorporated Apparatus and methods for non-contact damping of optical fiber vibration
US10801883B2 (en) 2018-09-19 2020-10-13 Corning Incorporated Apparatus and methods for high-speed marking of optical fibers
US11390555B2 (en) 2019-06-06 2022-07-19 Corning Incorporated Systems and methods for processing an optical fiber
WO2020263555A1 (en) * 2019-06-24 2020-12-30 Corning Incorporated Rf plasma optical fiber annealing apparatuses, systems, and methods of using the same
CN117567020A (zh) * 2024-01-15 2024-02-20 武汉长进光子技术股份有限公司 锥形光纤的批量制备方法、在线标记方法、设备及介质

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS589839A (ja) * 1981-07-03 1983-01-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光フアイバの被覆方法
JPS6065747A (ja) * 1983-09-16 1985-04-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 光フアイバの冷却方法
US4530750A (en) * 1981-03-20 1985-07-23 A. S. Laboratories, Inc. Apparatus for coating optical fibers
DE3707969A1 (de) * 1987-03-12 1988-09-22 Rheydt Kabelwerk Ag Vefahren zum herstellen einer optischen faser
JPH04240139A (ja) * 1991-01-17 1992-08-27 Fujikura Ltd 光ファイバ冷却装置
JP2000159536A (ja) * 1998-11-19 2000-06-13 Fujikura Ltd 光ファイバの製造方法及び製造装置
JP2000247688A (ja) * 1999-03-02 2000-09-12 Yazaki Corp 光ファイバの冷却装置
US6715323B1 (en) * 1997-11-21 2004-04-06 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Method and apparatus for cooling optical fibers
US20090139270A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Corning Incorporated Fiber air turn for low attenuation fiber

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2050005A1 (en) * 1990-12-03 1992-06-04 Hughes Aircraft Company Filament air bearing
US5284499A (en) * 1992-05-01 1994-02-08 Corning Incorporated Method and apparatus for drawing optical fibers
US6125638A (en) * 1998-08-21 2000-10-03 The Boc Group, Inc. Optical fiber cooling process
US6789400B2 (en) * 2001-11-30 2004-09-14 The Boc Group, Inc. Cap assembly and optical fiber cooling process
RU2448916C2 (ru) 2006-11-28 2012-04-27 Корнинг Инкорпорейтед Способы получения оптических волокон

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4530750A (en) * 1981-03-20 1985-07-23 A. S. Laboratories, Inc. Apparatus for coating optical fibers
JPS589839A (ja) * 1981-07-03 1983-01-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光フアイバの被覆方法
JPS6065747A (ja) * 1983-09-16 1985-04-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 光フアイバの冷却方法
DE3707969A1 (de) * 1987-03-12 1988-09-22 Rheydt Kabelwerk Ag Vefahren zum herstellen einer optischen faser
JPH04240139A (ja) * 1991-01-17 1992-08-27 Fujikura Ltd 光ファイバ冷却装置
US6715323B1 (en) * 1997-11-21 2004-04-06 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Method and apparatus for cooling optical fibers
JP2000159536A (ja) * 1998-11-19 2000-06-13 Fujikura Ltd 光ファイバの製造方法及び製造装置
JP2000247688A (ja) * 1999-03-02 2000-09-12 Yazaki Corp 光ファイバの冷却装置
US20090139270A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Corning Incorporated Fiber air turn for low attenuation fiber

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106186658A (zh) * 2014-12-26 2016-12-07 株式会社藤仓 光纤线的制造方法以及制造装置
CN106186658B (zh) * 2014-12-26 2018-10-02 株式会社藤仓 光纤线的制造方法以及制造装置
US10150690B2 (en) 2014-12-26 2018-12-11 Fujikura Ltd. Apparatus for manufacturing an optical fiber
US10202301B2 (en) 2014-12-26 2019-02-12 Fujikura Ltd. Apparatus for manufacturing an optical fiber
CN106380070A (zh) * 2016-08-29 2017-02-08 烽火通信科技股份有限公司 光纤稳定装置、光纤旋转拉丝系统及光纤拉丝方法
CN108793725A (zh) * 2017-04-26 2018-11-13 中天科技光纤有限公司 一种光纤扭转装置
CN108793725B (zh) * 2017-04-26 2024-01-02 中天科技光纤有限公司 一种光纤扭转装置

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US20110289980A1 (en) 2011-12-01
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KR20130118741A (ko) 2013-10-30

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