CN110304821A - 一种低衰减变化的小直径光纤及其制造方法 - Google Patents

一种低衰减变化的小直径光纤及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低衰减变化的小直径光纤的制造方法，包括：将光纤预制棒加热至收缩变细并进行冷却，形成裸光纤；在冷却后的裸光纤的表面涂覆第一层丙烯酸树脂，并在第一层丙烯酸树脂外涂覆第二层丙烯酸树脂，形成光纤；且第一层丙烯酸树脂的弹性模量为0.85Mpa‑0.88Mpa；第二层丙烯酸树脂的弹性模量为700Mpa‑1100Mpa；将涂有丙烯酸树脂的光纤置于紫外灯下固化，紫外灯的光强为200mw/cm2‑210mw/cm2，且固化时间为0.49s‑0.52s；收集光纤。通过上述方法可以在降低光纤涂覆层直径的同时，减少涂层变化对光纤衰减变化的敏感度，得到低衰减变化的小直径光纤。此外，本发明还提供了一种通过上述低衰减变化的小直径光纤的制造方法加工的低衰减变化的小直径光纤。

Description

一种低衰减变化的小直径光纤及其制造方法
技术领域
本发明涉及光纤加工制造技术领域，更具体地说，涉及一种低衰减变化的小直径光纤的制造方法；此外，本发明还涉及一种通过上述低衰减变化的小直径光纤的制造方法加工而成的低衰减变化的小直径光纤。
背景技术
城域网的建设促进了光缆的大规模敷设，对于运营商而言，城市中敷设通信光缆用的地下管道资源越来越稀缺。因此，将光纤的涂覆直径将能够在有限的空间中敷设更多芯的光纤，将可以提高城市地下管道资源的利用率，从而降低光缆敷设成本。
但是，只将光纤的涂覆直径由245um降低到200um，光纤的包层直径仍然维持到125um不变。小直径光纤相对普通光纤而言，前者涂覆层更薄，涂覆层变薄使涂覆层对光纤的保护作用减少，在外界不同环境下，使衰减变化更为敏感。如表1中不同直径的光纤温度特性所示：
表1
现有技术中普通的光纤直径为245um，小直径光纤为200um，两种光纤的包层直径相同，小直径光纤只是将涂覆层直径减小；以+20℃的衰减变化为基准，在传递1550nm波长、-60℃的情况下、以及在传递1550nm波长、+85℃的情况下，200um光纤的衰减变化程度大于245um的光纤的衰减变化程度，波长变为1625nm之后，200um光纤的衰减变化程度大于245um的光纤的衰减变化程度；而涂层变薄之后，裸光纤所受的应力增加，是造成光纤衰减变化大的主要原因。
综上所述，如何避免光纤直径减小之后衰减程度提高的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种低衰减变化的小直径光纤的制造方法，可以使小直径的光纤具有低衰减变化特性，在相同温度变化的情况下，相比于普通小直径光纤，衰减变化程度明显降低。
本发明还提供了一种通过上述低衰减变化的小直径光纤的制作方法加工而成的低衰减变化的小直径光纤。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低衰减变化的小直径光纤的制造方法，包括：
将光纤预制棒加热至收缩变细并进行冷却，形成裸光纤；
在冷却后的所述裸光纤的表面涂覆第一层丙烯酸树脂，并在所述第一层丙烯酸树脂外涂覆第二层丙烯酸树脂，形成光纤；
且所述第一层丙烯酸树脂的弹性模量为0.85Mpa-0.88Mpa；所述第二层丙烯酸树脂的弹性模量为700Mpa-1100Mpa；
将涂有所述丙烯酸树脂的所述光纤置于紫外灯下固化，所述紫外灯的光强为200mw/cm2-210mw/cm2，且固化时间为0.49s-0.52s；
收集所述光纤。
优选的，所述收集所述光纤，包括：
控制所述光纤穿过牵引轮并缠绕于收线轮；
控制所述牵引轮和所述收线轮同步转动。
优选的，所述将涂有所述丙烯酸树脂的所述光纤置于紫外灯下固化，所述紫外灯的光强为200mw/cm2-210mw/cm2，且固化时间为0.49s-0.52s，包括：
测量所述紫外灯的光强；
根据所述光强调整所述光纤的固化时间。
一种低衰减变化的小直径光纤，所述小直径光纤为上述任一项所述的低衰减变化的小直径光纤的制造方法加工制造的小直径光纤。
优选的，所述光纤包括：设置于光纤中心位置的芯层、设置于所述芯层外周部的包层、涂覆设置于所述包层外周部的第一层丙烯酸树脂层以及涂覆设置于所述第一层丙烯酸树脂层外周部的第二层丙烯酸树脂层；
且所述芯层的直径范围为6μm至12μm，所述第二层丙烯酸树脂层的直径范围为190μm至195μm。
优选的，所述第一层丙烯酸树脂层的直径范围为160μm至165μm。
本发明提供的一种低衰减变化的小直径光纤的制造方法，包括：
将光纤预制棒加热至收缩变细并进行冷却，形成裸光纤；
在冷却后的裸光纤的表面涂覆第一层丙烯酸树脂，并在第一层丙烯酸树脂外涂覆第二层丙烯酸树脂，形成光纤；
且第一层丙烯酸树脂的弹性模量为0.85Mpa-0.88Mpa；第二层丙烯酸树脂的弹性模量为700Mpa-1100Mpa；
将涂有固化丙烯酸树脂的光纤置于紫外灯下固化，紫外灯的光强为200mw/cm2-210mw/cm2，固化时间为0.49s-0.52s；
收集光纤。
在加工光纤的过程中，通过使用弹性模量为0.85Mpa-0.88Mpa的第一层丙烯酸树脂，以及弹性模量为700Mpa-1100Mpa的第二层丙烯酸树脂，并调整紫外灯的光强为200mw/cm2-210mw/cm2，且固化时间为0.49s-0.52s；可以在降低光纤涂覆层直径的同时，减少涂层变化对光纤衰减变化的敏感度，得到低衰减变化的小直径光纤；此处的小直径光纤是指直径位于190μm至195μm范围内的光纤。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为用于制造本发明所提供的用于加工低衰减变化的小直径光纤的设备的结构示意图；
图2为本发明所提供的低衰减变化的小直径光纤的具体实施例一的结构示意图；
图3为本发明所提供的低衰减变化的小直径光纤的制造方法的具体实施例一的流程示意图。
图1-3中：
1为芯层、2为包层、3为第一层丙烯酸树脂层、4为第二层丙烯酸树脂层、5为光纤预制棒、6为加热炉、7为冷却设备、8为涂覆模具、9为紫外灯、10为牵引系统、11为收线系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种低衰减变化的小直径光纤的制造方法，可以使光纤直径小于等于200μm的情况下，避免因涂覆层变薄而影响光纤衰减变化的敏感程度。本发明的另一核心是提供一种使用上述低衰减变化的小直径光纤的制造方法加工制造出的低衰减变化的小直径光纤。
请参考图1-图3，图1为用于制造本发明所提供的用于加工低衰减变化的小直径光纤的设备的结构示意图；图2为本发明所提供的低衰减变化的小直径光纤的具体实施例一的结构示意图；图3为本发明所提供的低衰减变化的小直径光纤的制造方法的具体实施例一的流程示意图。
本发明提供的一种低衰减变化的小直径光纤的制造方法，包括：
步骤S1：将光纤预制棒5加热至收缩变细并进行冷却，形成裸光纤。
在步骤S1中，需将光纤预制棒5置于加热炉6的加热中心位置，以对光纤预制棒5充分加热，使光纤预制棒5在表面张力的作用下收缩变细。
一般使用氦气对光纤进行冷却，冷却过程中需保证氦气持续不断的供应。
步骤S2：在冷却后的光纤的表面涂覆第一层丙烯酸树脂，并在第一层丙烯酸树脂外涂覆第二层丙烯酸树脂，形成光纤；
且第一层丙烯酸树脂的弹性模量为0.85Mpa-0.88Mpa；第二层丙烯酸树脂的弹性模量为700Mpa-1100Mpa；
将涂有固化丙烯酸树脂的光纤置于紫外灯9下固化，紫外灯9的光强为200mw/cm2-210mw/cm2，固化时间为0.49s-0.52s。
步骤S2中，优选的，在光纤表面裂纹尚未因外界环境影响而扩散前，对光纤的表面进行涂覆操作。
步骤S3：收集光纤。
在加工光纤的过程中，通过使用弹性模量为0.85Mpa-0.88Mpa的第一层丙烯酸树脂，以及弹性模量为700Mpa-1100Mpa的第二层丙烯酸树脂，并调整紫外灯的光强为200mw/cm2-210mw/cm2，且固化时间为0.49s-0.52s；可以在降低光纤涂覆层直径的同时，减少涂层变化对光纤衰减变化的敏感度，得到低衰减变化的小直径光纤；此处的小直径光纤是指直径位于190μm至195μm范围内的光纤。
表2
如表2所示，将本方法生产的小直径光纤，直径小于等于200μm，在-60℃与+80℃的情况下，以+20℃时的衰减变化为基准，分别对本发明所提供的方法所制造的小直径光纤与现有技术中的普通小直径光纤在光的波长为1550nm、光的波长为1625nm进行对比，本发明所提供的方法所制造的小直径光纤的衰减变化小于普通光纤的衰减变化。
表2中，在温度为-60℃，光的波长为1550nm的情况下，现有技术中普通小直径光纤相比于+20℃时的衰减变化为0.025db/km与0.021db/km，本发明所提供的低衰减变化的小直径光纤的制造方法所加工的小直径光纤相比于+20℃时的衰减变化为0.001db/km；在温度为-60℃，光的波长为1625nm的情况下，现有技术中普通小直径光纤相比于+20℃时的衰减变化为0.015db/km与0.026db/km，本发明所提供的低衰减变化的小直径光纤相比于+20℃时的制造方法所加工的小直径光纤的衰减变化为0.002db/km与0.001db/km；在温度为+85℃，光的波长为1625nm的情况下，现有技术中普通小直径光纤相比于+20℃时的衰减变化为0.017db/km与0.014db/km，本发明所提供的低衰减变化的小直径光纤的制造方法所加工的小直径光纤相比于+20℃时的衰减变化为0.007db/km与0.004db/km；在温度为+85℃，光的波长为1550nm的情况下，现有技术中普通小直径光纤相比于+20℃时的衰减变化为0.019db/km与0.015db/km，本发明所提供的低衰减变化的小直径光纤的制造方法所加工的小直径光纤相比于+20℃时的衰减变化为0.000db/km与0.005db/km。
由表2可以看出，通过使用低衰减变化的小直径光纤的制造方法加工出的低衰减变化的小直径光纤，无论低温还是高温，本发明所提供的低衰减小直径光纤的衰减变化都远优于普通小直径光纤的衰减变化，与图1图表中的相关数据进行对比，本发明中提供的低衰减变化的小直径光纤的衰减变化部分情况下会优于245μm的普通光纤。
上述步骤S3中收集光纤，包括：
控制光纤穿过牵引轮并缠绕于收线轮；
控制牵引轮和收线轮同步转动。
如图1所示，为本具体实施例提供的低衰减变化的小直径光纤的制造方法中使用的设备，设备包括：加热炉6、冷却设备7、涂覆模具8、紫外灯9、牵引系统10、收线系统11，光纤预制棒5放于加热炉6中进行加热，变细之后的光纤在冷却设备7中进行冷却，冷却之后的光纤通过涂覆模具8涂覆第一层丙烯酸树脂和第二层丙烯酸树脂，并在紫外灯9下固化，固化之后的光纤穿过牵引轮并缠绕于收线轮，牵引系统10可以是牵引轮，收线系统11可以是收线轮，牵引轮提供使光纤被拉出的拉力，收线轮对拽出的光纤进行收集，优选的，牵引轮与收线轮同步转动。
步骤S2包括：
测量紫外灯9的光强；
根据光强调整光纤的固化时间。
除了上述低衰减变化的小直径光纤的制造方法，本发明还提供应用上述低衰减变化的小直径光纤的制造方法制造出的低衰减变化的小直径光纤。
该低衰减变化的小直径光纤包括：
设置于光纤中心位置的芯层1、设置于芯层1外周部的包层2、涂覆设置于包层2外周部的第一层丙烯酸树脂层3以及涂覆设置于第一层丙烯酸树脂层3外周部的第二层丙烯酸树脂层4；
芯层1的直径范围为6μm至12μm，第二层丙烯酸树脂层4的直径范围为190μm至195μm。
光纤的直径减小之后，使单位面积内可以放置更多根光纤，提高传输效率。
在加工制造的过程中，优选的，第一层丙烯酸树脂层3的直径范围为160μm至165μm。
另外，可以使包层2的直径范围为124μm至126μm，优选的，包层2的直径为125μm。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。本发明所提供的所有实施例的任意组合方式均在此发明的保护范围内，在此不做赘述。
以上对本发明所提供的低衰减变化的小直径光纤及其制造方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种低衰减变化的小直径光纤的制造方法，其特征在于，包括：
将光纤预制棒(5)加热至收缩变细并进行冷却，形成裸光纤；
在冷却后的所述裸光纤的表面涂覆第一层丙烯酸树脂，并在所述第一层丙烯酸树脂外涂覆第二层丙烯酸树脂，形成光纤；
且所述第一层丙烯酸树脂的弹性模量为0.85Mpa-0.88Mpa；所述第二层丙烯酸树脂的弹性模量为700Mpa-1100Mpa；
将涂有所述丙烯酸树脂的所述光纤置于紫外灯(9)下固化，所述紫外灯(9)的光强为200mw/cm2-210mw/cm2，且固化时间为0.49s-0.52s；
收集所述光纤。
2.根据权利要求1所述的低衰减变化的小直径光纤的制造方法，其特征在于，所述收集所述光纤，包括：
控制所述光纤穿过牵引轮并缠绕于收线轮；
控制所述牵引轮和所述收线轮同步转动。
3.根据权利要求1所述的低衰减变化的小直径光纤的制造方法，其特征在于，所述将涂有所述丙烯酸树脂的所述光纤置于紫外灯(9)下固化，所述紫外灯(9)的光强为200mw/cm2-210mw/cm2，且固化时间为0.49s-0.52s，包括：
测量所述紫外灯(9)的光强；
根据所述光强调整所述光纤的固化时间。
4.一种低衰减变化的小直径光纤，其特征在于，所述小直径光纤为根据权利要求1-3任一项所述的低衰减变化的小直径光纤的制造方法加工制造的小直径光纤。
5.根据权利要求4所述的低衰减变化的小直径光纤，其特征在于，所述光纤包括：设置于所述光纤中心位置的芯层(1)、设置于所述芯层(1)外周部的包层(2)、涂覆设置于所述包层(2)外周部的第一层丙烯酸树脂层(3)以及涂覆设置于所述第一层丙烯酸树脂层(3)外周部的第二层丙烯酸树脂层(4)；
且所述芯层(1)的直径范围为6μm至12μm，所述第二层丙烯酸树脂层(4)的直径范围为190μm至195μm。
6.根据权利要求5所述的低衰减变化的小直径光纤，其特征在于，所述第一层丙烯酸树脂层(3)的直径范围为160μm至165μm。
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