CN109313312A - 太空中的光纤制造 - Google Patents

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Abstract

实施例的方面涉及用于在低重力环境中形成光纤的系统和方法，以及在低重力环境中形成的光纤。该系统可包括：预成形件保持器，其被构造成固定预成形件；加热元件，其被固定到加热元件台且位于预成形件保持器附近；加热元件台马达，其被构造成移动所述加热元件台；张力传感器；线轴；线轴张力马达，其被联接到所述线轴且被构造成使所述线轴旋转；以及控制系统，其可通信地联接到所述加热元件台马达和所述线轴张力马达，并且被构造成基于所述线轴的旋转速度来控制所述加热元件台的移动。所述光纤可包括氟化物成分，例如ZrF4‑BaF2‑LaF3‑AlF3‑NaF（ZBLAN），并且可通过在13dB/1000km到120dB/1000km的范围内的插入损耗来表征。

Description

太空中的光纤制造
相关申请的交叉引用
本专利申请依据35U.S.C. §119（e）要求在2016年2月15日提交的名为“Space OpticManufacturing in Space（太空中的光纤制造）”序列号为62/295478的美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及太空中的光纤制造，以及用于实现太空中光纤制造的装置和方法。
背景技术
光纤（或纤维）是柔性透明纤维，通常由玻璃（二氧化硅）或塑料制成。光纤被用于在光纤的两端之间传输光，并且在光纤通信领域具有实际应用，其中它们相较于线缆电缆能够实现在更长距离上和更高带宽（数据速率）的传输。与金属线缆相比，光纤展现低衰减特性和低电磁干扰。因此，光纤可适应于如所提及的更高的带宽和/或更长的传输距离。光纤具有其他用途，例如激光应用，成像应用以及照明应用。
发明内容
实施例的方面涉及用于在低重力环境中形成光纤的系统。该系统可包括：预成形件保持器，其被构造成固定预成形件；加热元件，其被固定到加热元件台且位于预成形件保持器附近；加热元件台马达，其被构造成移动加热元件台；张力传感器；线轴；线轴张力马达，其被联接到线轴且被构造成使线轴旋转；以及控制系统，其可通信地联接到加热元件台马达和线轴张力马达，并且被构造成基于线轴的旋转速度来控制加热元件台的移动。
实施例的方面涉及用于在低重力环境中形成光纤的方法。该方法可包括：在低重力环境中的预成形件拉制装置中提供预成形件；在初始温度下将预成形件与线轴接合；转动线轴直到已达到预成形件上的期望的张力；增加预成形件的温度直到达到期望的线轴速度；以及锁定预成形件的温度。
实施例的方面涉及在低重力环境中拉制的光纤。在一些实施例中，光纤包括氟化物，例如ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF（ZBLAN）。在一些实施例中，光纤包括在从13dB/1000km到120dB/1000km的范围内的插入损耗。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的用于低重力环境中的材料处理的示例装置的示意图。
图2是根据本公开的实施例的用于低重力环境中的材料处理的另一示例装置的示意图。
图3是根据本公开的实施例的用于低重力环境中制造光纤的控制器的示意图。
图4是根据本公开的实施例的用于光纤拉制装置的逻辑图的示意图。
图5是根据本公开的实施例的用于在低重力环境中拉制光纤的过程流程图。
图6是使用根据本公开的实施例的光纤的数据发送器的示意图。
具体实施方式
本公开描述在低重力环境（例如，太空机载交通工具或太空站）中形成的光纤，以及用于在低重力环境中制造光纤的方法和装置。在本公开中，术语“低重力”可包括其中g≤10-2G达两分钟或更多分钟的重力。示例太空机载交通工具/太空站可包括国际空间站（ISS）、其他轨道太空站或轨道交通工具。
由在红外光谱范围内具有低插入损耗的玻璃制成的光纤（例如包括ZBLAN（ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF）的氟化物基光纤）具有增强光通信成超出常规熔融二氧化硅基光纤的光通信的可能性。例如，由熔融二氧化硅制成的非氟化物基光纤目前正接近0.14dB/km或140dB/1000km的插入损耗的理论极限，其实际插入损耗为200dB/1000km。ZBLAN光纤已被表征为具有13-22dB/1000km的理论最小插入损耗。然而，ZBLAN光纤在制造期间可能会经历错误的结晶和不利的相分离，并且结晶和相分离的这些因素可能会阻止实现理论上的低损耗。这些结晶和相分离现象在低重力环境中被抑制。本公开描述用于制造光纤的系统和方法，所述光纤可以以其无掺杂的形式实现在红外光谱中低于0.12dB/km的插入损耗。
ZBLAN光纤的低插入损耗结合从紫外下至中红外波长的独特透明窗口使得该氟化物基光纤成为对于医学和军事需求而言的宽带光谱特征记录、环境监测的中红外光纤激光器的有力候选者，与会革新光通信的最佳现有远程通信光纤相比，该氟化物基光纤具有将传输损耗降低一个数量级的可能性。
由于其在零重力中的高值重量比和独特增强，光纤生产展现出用于轨道太空站的商业上有吸引力的工艺的前景。本公开描述在低重力中形成ZBLAN（ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF）光纤（和/或具有与ZBLAN光纤的性能类似的性能的光纤）。
用于低重力环境的材料处理装置
低重力环境（例如轨道太空飞行的微重力环境）可改变大量化学、物理、生物和其他过程，这些过程在地球上的正常重力环境中的各种过程中被广泛使用。燃烧的过程很好地说明在低重力和正常重力之间发生的过程差异。由于缺乏对流过程（即，当热空气向上移动并且使火焰成形时），当在低重力中燃烧时会形成圆形和均匀的火焰。这种差异的一个启示是有可能使用在地球上不可能实现的用于制造过程的低重力轨道环境。此外，低重力环境可有助于消除多组分材料系统（例如多组分玻璃或具有缺陷的晶体）中的弹性差异，从而在加工过程中产生更好的材料均匀性并且允许获得地球上可能无法获得的独特的材料性能。包括缺陷消除和晶体生长的玻璃纤维拉伸和晶体加工是制造过程的示例。本公开描述允许最佳利用微重力环境的装置和过程细节。
图1是根据本公开实施例的用于低重力环境中的材料处理的装置100。装置100被安装在支架105上，该支架105提供了装置100的结构完整性。支架具有安装件107，其用于在太空操作期间将在发射火箭期间的装置附接到太空站。用于大量的低重力处理的最佳太空站是诸如国际空间站的轨道站。安装件107的设计建立可靠的机械连接，并且还可用于降低（减少）来自于安装位置的振动传递。该装置具有防护件110，该防护件110在操作期间提供该装置与太空环境的隔离、并且在发射准备期间以及在火箭上到太空的飞行期间提供该装置与火箭环境的隔离。防护件110允许为装置建立处理所专用的环境。这种环境的一个示例是低压环境。这种环境的另一示例是气体填充，所述气体例如是具有氢含量且没有氧气（防止氧化）或（抑制与水相关反应）氯气的甲酸气体。另一示例是具有降低的水蒸汽含量的干燥空气环境。
材料样品115被置于装置内以用于在低重力中的处理。这种材料的示例是诸如氟化物玻璃成分的多组分玻璃，例如含有成分ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF的ZBLAN玻璃。该材料样品115（也被称作预成形件）可被涂覆有诸如氟化物聚合物（例如聚四氟乙烯）的保护材料。优选地，诸如聚合物的涂层材料的软化温度低于玻璃预成形件的处理温度。这种材料样品115的另一示例是晶体，例如氮化镓或碳化硅晶体，其可以是晶片的形式并且可能有缺陷。材料样品的部分（区域）120代表样品的经历转变的部分。转变的示例为在软化预成形件的被施加热量下从纤维预成形件拉伸光纤。转变的另一示例是晶体性能变化并且转变区域120是样品的例如发生结晶或者重结晶的部分。在另一构造中，部分120是晶体的如下部分，该部分在低重力中的处理期间消除晶体结构的缺陷。在用于区域熔融的另一构造中，该部分是从样品中消除杂质的熔融材料区域。转变后的材料122是经过转变部分的材料样品的延续。在纤维拉制的情况下，转变后的材料产生光纤。在晶体生长的情况下，转变后的材料为晶体。在处理具有缺陷的晶体情况下，转变后的材料是具有少量缺陷的晶体。在区域熔融的情况下，这是具有少量杂质的处理材料。材料样品115被安装有预成形件保持器125。安装件可以是具有对准元件的样品保持器，该对准元件提供材料样品115的取向调节和定位以用于最佳处理。预成形件保持器125可具有锁定机构，以用于在将装置100传送至低重力环境期间保护材料样品115。预成形件保持器125通过接口130被附接到支架105。该接口130可具有张力负荷传感器，其有助于监测材料转变。
转变致动器135有助于材料115转变成所得材料122。该致动器最常见的示例是加热炉。替代性地，该致动器可以是激光器。附加对准元件可被安装在致动器135上，该附加对准元件可将纤维预成形件115的位置相对于致动器135对准。该对准元件可以是定心夹具以将预成形件115保持在炉的中心部分而不接触炉壁。转变致动器135被安装在支架150上。该支架150可包括用于调节转变致动器135的机构。例如，支架可针对转变区域120调节加热炉的位置以用于最佳转变。传感器元件155通过附接元件160被安装在支架150上，该附接元件也可具有调节能力。传感器元件155被用于监测转变区域120。该监测可在转变致动器150内完成以通过转变致动器135性能的调节来控制转变过程。该转变致动器135可以是温度测量设备，例如热摄像机或具有激光指示器的远程温度计。安装接口145被用于将支架150附接到支架105。安装接口145可包含用于将转变致动器135沿着材料115的长度移动的平移台，以有助于沿着元件115的转变。
线轴165用作用于收集转变后的材料122的收集元件。在纤维拉制的情况下，该线轴165可以是纤维线轴。在一个实施例中，在纤维122断裂的情况下，该纤维线轴165可防止所收集的纤维122从线轴解绕。在晶体生长的情况下，线轴165是晶体保持容器。线轴165通过保持元件170被附接到安装接口175。保持元件170可以是使线轴165旋转以用于卷绕所得纤维122的线轴卷绕机构。安装接口175可以是提供纤维在线轴上的均匀卷绕的平移台。
装置100作为整体可以被形成为处理容器的形式。替代性地，装置100的元件的一个集合可以被形成为类似于盒的容器的形式以用于行进到低重力环境并返回，而装置100的部件的剩余集合与盒甲板类似地在低重力环境中保持静止，所述盒甲板接纳盒（或多个盒），操作盒以用于材料转变。在处理之后，装置100的盒部分返回到地球以用于轨道材料用途。
图2是根据本公开的实施例用于低重力环境的另一示例纤维拉制装置200的示意图。装置200类似于装置100。装置200包括预成形件容器202。预成形件容器202包括保持预成形件204的预成形件保持器206。预成形件204可以是用于形成氟化物基光纤216的氟化物基材料。在一个示例中，预成形件204可以是ZBLAN预成形件。
预成形件容器202可包括炉台208。炉台208可被联接到炉台马达214。炉台马达214可被控制以在预成形件204由于被拉伸成纤维216而变短时使炉台208沿预成形件204的长度移动。炉台马达214可被控制器（在图3中更详细地示出）驱动，所述控制器使用某些输入来控制炉台208平移的速度。控制器还可以控制炉的温度。炉台马达214还可基于来自轮廓传感器210和/或炉摄像机212的信息被控制。炉摄像机212记录在转变区域中预成形件末端的状况。预成形件204利用诸如发光二极管（LED）或激光器的光源还可从背侧进一步被照明。炉209内的预成形件末端的图像被用于检测结晶和产生光散射的不均匀性的缺陷。通过使用炉摄像机图像，制造工艺参数被优化以用于获得最小量的缺陷。如下文进一步将描述的，炉台马达214还可控制纤维216的线轴卷绕。
装置200还包括张力传感器218，该张力传感器监测纤维216在线轴卷绕之前的张力。张力传感器218可向控制器提供输入以控制一个或多个参数，例如炉台马达控制。在装置200中，张力传感器218被示出在预成形件204和线轴220之间。张力传感器207还可（或者替代地）位于预成形件保持器206上以接触预成形件204。
在实施例中，炉温可以是固定的。所测量的拉伸张力被用于控制炉台马达214。因此，线轴220的速度控制炉台208的速度。通过允许线轴220控制炉台208的速度，纤维216的直径由线轴卷绕的速度与炉台208的移动的比率控制。起初，线轴220可被接合以提供被暴露的预成形件204上的初始张力。（图3的）控制器可控制线轴张力马达222以产生拉伸张力。在达到目标拉伸张力（如张力传感器207所指示的）后，控制器可使线轴张力马达222停止转动线轴，同时保持纤维216上的拉伸张力。当达到目标张力时，炉209可被促动以加热预成形件204。可逐渐增加炉温，直到达到期望线轴速度。当预成形件204达到最小拉伸温度时，纤维216将开始拉伸。该温度由软化预成形件204所需的最小温度限定，使得纤维216在目标张力下可从预成形件204拉伸得到。由于线轴220处于线轴张力马达222的扭矩负载下，线轴220将旋转以拉伸纤维216。
在实施例中，拉伸张力和拉伸温度可被独立地优化。例如，高温和低拉伸张力可增加光纤纯度并且降低在拉伸期间施加到纤维上的附加应变的可能性。此外，通过优化线轴速度与炉台移动速度的比率，还可独立地控制光纤216的直径。在低重力环境中拉制光纤的一个优点在于，不需监测预成形件204的重量变化。
线轴张力马达222包括安全限制器，该安全限制器限制马达可施加到线轴220上的扭矩。安全限制器可防止线轴张力马达222过度驱动线轴220并且使纤维216断裂。
在实施例中，涂层材料可在加热之前在预成形件204上。在实施例中，炉台208可包括涂层材料保持器210，该涂层材料保持器可保持涂层材料，例如聚四氟乙烯。在纤维拉制期间，涂层材料可在炉208中被加热。涂层材料保持器210可被联接到炉台208，以通过炉台马达214随炉台208一起移动。可以以与在2002年4月24日提交的名为“在光纤上形成保护涂层的方法（Method for forming a protective coating on an optical fiber）”、序列号为10/131970的美国专利申请中所描述的方式相类似的方式执行在成形期间将诸如聚四氟乙烯的涂层添加到纤维，该美国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文。
装置200还包括线轴线性台224及线轴台马达226。该线轴线性台224可被线轴台马达226移动，以允许线轴220使拉制的纤维216绕线轴220卷绕。
图3是根据本公开的实施例用于在低重力环境中制造光纤的控制系统300的示意图。控制系统可包括微控制器302。微控制器302可以是微处理器或其他计算元件，其能够基于某些输入来控制装置100或200的各种马达。例如，微控制器302可接收作为输入的来自于炉温度计的炉温304、来自于张力传感器的纤维张力306、以及来自于线轴张力马达的线轴速度308、以及来自炉台马达的炉台速度310。
图4是根据本公开的实施例的光纤拉制装置的逻辑图400的示意图。逻辑图400示出了在低重力光纤拉制装置（例如装置100或装置200）的各个方面之间的示例逻辑通信路径。控制系统300可以可通信地联接到张力传感器（例如张力传感器207）、炉209（或更具体地，用于控制炉温的炉温度计）、线轴张力马达222（以控制纤维的张力）、炉台马达208（以控制炉209相对于预成形件202的移动）、以及线轴台马达226（以控制线轴台的平移以适应光纤在线轴上的卷绕）。
图5是根据本公开的实施例用于在低重力环境中拉制光纤的过程流程图500。起初，预成形件可被提供在诸如轨道太空站或轨道交通工具的低重力环境中（502）。在运输到轨道太空站或交通工具期间，预成形件（在预成形件保持器中）和线轴被锁定就位。当准备好操作时，联锁件可被脱离接合。预成形件可被加热到预定初始温度以软化预成形件以用于与线轴接合（504）。涂层材料也可被加热（506），并且涂层覆盖拉制的纤维。然后，预成形件可与线轴接合以用于拉制（508）。扭矩可被施加到线轴以拉动纤维并且在预成形件上施加初始张力（510）。在施加扭矩时，线轴将转动，直到满足期望张力（512）。在满足期望张力时线轴将停止转动。然后，控制器可逐渐地施加热量到预成形件（例如，通过炉）以进一步软化预成形件并且在预成形件软化时致使线轴转动（514）。在恒定的张力和增加的热量下监测线轴速度，直到达到期望线轴速度（516）。一旦达到期望线轴速度，就锁定热量（518）。线轴速度可被用于控制炉台马达以在预成形件/纤维接口改变时移动炉台（520）。例如，针对期望的光纤直径，可确定线轴速度与炉台移动速度的比率。该过程可继续进行，直到预成形件已被耗完为止。在实施例中，张力、炉温、线轴速度以及炉台速度可针对单个预成形件而改变，以获得具有不同特性的光纤。
在第一示例中，本公开的实施例可包括这种装置：该装置包括被预成形件保持器保持就位的预成形件材料。预成形件可包括玻璃或者晶体材料并且可被涂层覆盖。该装置还包括位于预成形件保持器附近的转变设备（例如，炉），其中，预成形件可至少部分地位于炉中。转变设备可位于可移动台上（相对于预成形件保持器是可移动的）。转变设备被构造成将预成形件加热到一定水平，以有助于预成形件转变成与初始的预成形件具有不同的材料成分的纤维材料。该装置还包括防护件或罩，其可产生容纳预成形件保持器、转变设备和其他部件的气密腔室。
在一些实施例中，该装置包括用于卷绕纤维材料的线轴。
在一些实施例中，该装置包括联接到预成形件保持器的负荷传感器，以测量在纤维在线轴上卷绕时施加在预成形件和纤维上的张力。
在一些实施例中，该装置可以容纳在盒形的外壳中。
在一些实施例中，该装置包括用于监测预成形件锥体温度的热摄像机。
在一些实施例中，该装置包括表面涂层实施设备，该设备允许将待拉制的光纤涂覆以涂层（例如高氟材料，例如聚四氟乙烯涂层）。
太空中的光纤制造可能会是昂贵的过程，其包括将预成形件块体传送到太空站以及将所得光纤在地面上的后续回收。诸如氟化玻璃的低损耗红外材料的环境敏感性使得需要保护预成形件和所得光纤。在用于远程通信的传统的光纤中，聚合物涂层的重量与光纤自身的重量大致相同。对于太空制造来说，在太空中纤维的处理包括初级涂层。初级涂层代表红外玻璃材料重量的一部分，例如小于红外玻璃预成形件重量的一半。然后，在返回地球之后，在太空中制造的光纤可被涂覆有次级涂层。这种次级涂层可被施加到初级涂层上。
在一些实施例中，可在施加次级涂层之前去除初级涂层。纤维的保护可通过利用与纤维预成形件具有类似软化温度的聚合物材料涂覆预成形件来实现。这种材料可以是聚四氟乙烯聚合物涂层。在太空中，纤维拉伸与涂层拉伸一起发生，从而得到涂覆聚四氟乙烯的光纤。优选地，涂层的软化温度应小于玻璃的软化温度。替代性地，低损耗红外材料预成形件可被涂覆有具有类似软化温度的玻璃材料。使用玻璃层保护的优势在于，玻璃层相比于聚合物涂层提供更好的环境保护。
示例性实施例
远程能量传送系统
光纤可被用作用于在远距离上传送高激光能量的介质。随着光纤基激光器的成本下降，光纤能量传送的使用成为许多应用的有吸引力的解决方案，这些应用包括从为远程设备供电到包括用于能源工业的凿岩及管穿孔的远程材料处理。
基于熔融二氧化硅的现有纤维材料的挑战包括约1.6微米的有限操作波长以及约5km的有限纤维范围。纤维中的非线性效应和插入损耗可能会限制这种系统的有效长度和最大功率。
光纤能量传送还用于远程光学感测并且提供远距离上结构的远程监测的益处。
存在通过具有空隙的纤维来传送能量的有前景的解决方案，例如通过空心光子带隙纤维的高功率红外光传送。然而，这种纤维的光路中的玻璃纤维的界面以及空隙的存在是高功率传送的严重问题。界面的材料缺陷可降级并产生将导致传输失败的额外损失。
本文所描述的光纤描述用于能量传送的光纤材料和制造技术。包含卤族元素的纤维具有低至1dB/1000km的插入损耗的前景。
例如基于氟化玻璃的这种纤维为能量传送系统提供更长的操作长度。新纤维的操作波长长于1.7微米，并且优选地在2.0到6.5微米的范围内。降低的非线性效应以及更低的插入损耗的前景代表了延长能量传送的长度以及增加传送的光功率的独特机会。低重力环境中损耗产生效应的抑制代表解决在低轨道太空站中制造的低损耗光纤的需求的独特机会。
用于功率传送的二氧化硅基光纤的典型插入损耗为0.2dB/km。在1dB(~20%)的可接受功率损耗的情况下，这种光纤的传送范围在约1.5微米的操作波长下为5km。
本文所描述的更低损耗的纤维（例如氟化基纤维）在长于1.7微米的操作波长下可证明具有低至0.02dB/km或更低水平的插入损耗减少。具有1dB可接受损耗的这种低损耗纤维系统的所得操作距离增加到超过10km。由于在1.7微米到6.5微米的波长范围内材料的更高吸收性，具有更长波长的光的传送提供在能量利用方面的额外的益处。这种增强的吸收性的示例为广泛存在于波长范围为约3微米的各种材料和岩石的水的吸收。
具有更长操作波长和波长转换的光通信系统
图6是使用根据本公开的实施例的光纤的数据传输系统600的示意图。数据传输系统600包括光纤602，该光纤可以是在低重力环境中所制造的氟化物基或卤素基光纤，如本文所公开的。数据传输系统600还可包括波长转换单元604a和604b。波长转换可以是非线性光学转换。由数据传输的增长所驱动的光纤带宽的需求急剧增长。解决数据传输的容量扩展的即将到来的挑战是面对现有光纤的基本限制，例如非线性香农极限。数据传输率的进一步增加需要更长的操作波长以及更低损耗的光纤。
在低重力环境中生产的光纤具有比现有光纤降低一个数量级的插入损耗的前景，所述光纤提供了降低的插入损耗和更长的操作波长两者，具有用于数据传输的降低非线性效应。
新的低损耗光纤代表了具有波长转换的新的光通信系统的机会。该系统在比现有光通信的典型波长更长的波长范围下操作。现有技术的光通信系统在大约1.5微米的波长范围下操作，其典型的纤维插入损耗在0.15/km到0.25db/km的范围内。本发明的系统使用波长转换器以将低损耗光纤与在更短的波长下的数据传输结合起来。更短的波长受益于更低的噪声及更低的光学检测成本以及容易获得的高速光学发送器。
光纤中的全光波长转换具有以下潜在优势：1）它消除了光-电-光的转换，并且因此实现了透明的全光网络；2）对调制格式及比特率都是超快且透明的；3）由于几乎没有啁啾或增加的噪声，它引起的信号衰减可忽略不计；4）光纤本身成本低，损耗低，并且与传输光纤无缝兼容。
新的低损耗纤维的操作波长为从约1.7微米到6.5微米。波长转换器之后的光信号的波长优选地在0.7微米到1.5微米的范围内，以匹配现有的光通信系统和低噪声接收器。

Claims (20)

1.一种用于在低重力环境中形成光纤的系统，所述系统包括：
预成形件保持器，其被构造成固定预成形件；
加热元件，其被固定到加热元件台并且位于所述预成形件保持器附近；
加热元件台马达，其被构造成移动所述加热元件台；
张力传感器；
线轴；
线轴张力马达，其被联接到所述线轴并且被构造成使所述线轴旋转；以及
控制系统，其可通信地联接到所述加热元件台马达和所述线轴张力马达，并且被构造成基于所述线轴的旋转速度来控制所述加热元件台的移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其还包括固定在所述预成形件保持器中的预成形件，其中，所述张力传感器被联接到所述预成形件保持器并且被构造成监测所述预成形件上的张力。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述加热元件围绕所述预成形件。
4.根据权利要求1所述的系统，其还包括线轴平移马达，所述线轴平移马达被构造成沿所述线轴的长轴线平移所述线轴。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统被构造成控制所述加热元件的温度。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制系统被构造成控制所述线轴张力马达以控制施加到预成形件的张力。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述张力传感器包括负载传感器。
8.根据权利要求1所述的系统，其还包括被所述加热元件围绕的表面涂层保持元件，所述表面涂层保持元件被构造成将涂层施加到纤维上面。
9.一种在低重力环境中形成光纤的方法，所述方法包括：
在低重力环境中的预成形件拉制装置中提供预成形件；
在初始温度下将所述预成形件与线轴接合；
转动所述线轴直到已达到所述预成形件上的期望张力；
增加所述预成形件的温度直到达到期望线轴速度；以及
锁定所述预成形件的温度。
10. 根据权利要求9所述的方法，其还包括：
利用所述预成形件加热涂层材料；以及
在所述光纤的形成期间用所述涂层材料涂覆所述光纤。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，增加所述预成形件的温度包括：在围绕所述预成形件的炉中加热所述预成形件。
12.根据权利要求11所述的方法，其还包括：当所述预成形件改变时调节所述炉的位置，其中，至少部分地基于所述线轴速度来调节所述炉的位置。
13.根据权利要求9所述的方法，其还包括：在将所述预成形件与所述线轴接合之前将所述预成形件加热到初始温度。
14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述期望线轴速度至少部分地基于所述光纤的期望直径。
15.根据权利要求9所述的方法，其中，转动所述线轴包括：通过计算机控制的马达向所述线轴施加扭矩。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，在低重力环境中的预成形件拉制装置中提供所述预成形件包括：在绕地球轨道运行的太空站或交通工具中提供所述预成形件。
17.一种根据权利要求9到16中任一项所述的方法在低重力环境中拉制的光纤。
18.根据权利要求17所述的光纤，其中所述光纤包括氟化物。
19.根据权利要求18所述的光纤，其中，所述光纤包括ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF（ZBLAN）。
20.根据权利要求17所述的光纤，其中，所述光纤包括在13dB/1000km到120dB/1000km的范围内的插入损耗。
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