CN112634994A - 一种光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法 - Google Patents

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Abstract

一种光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，所述光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法包括以下步骤：确定光纤综合附加衰减值；确定光纤综合附加衰减值与氘气浓度及对所述光纤的氘气处理时间的组合关系：Z（x,y）=a0+a1x+a2y+a3x2+a4xy+a5y2；确定氘气浓度与对所述光纤的氘气处理时间的组合关系：a0+a1x+a2y+a3x2+a4xy+a5y2=0。本发明通过使用最小二乘法的方式确定氘气浓度与对所述光纤的氘气处理时间的最优组合关系，以便实现光纤最小的氢损耗，减小每次确定氘气浓度与光纤的氘气处理时间组合关系的成本。

Description

一种光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法
技术领域
本发明涉及光纤氘气处理技术领域，尤其是涉及光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法。
背景技术
在光纤预制棒生产制造和光纤拉制的过程中，会产生许多的化学键缺陷，其中的Si-O自由基在含氢环境中与氢结合生成Si-OH，Si-OH在1383nm处形成的吸收峰会永久残留在光纤中。氘气处理光纤是光纤制造的最后工序，其作用机理是使氘与Si-O结合而形成Si—OD，OD键比OH键更稳定，可以阻止后续氢与Si-O的结合，使得光纤可以经受的住长时间的含氢环境的侵蚀。综上，氘气处理的目的是消除光纤中存在的化学键缺陷，更确切地讲消除光纤在1383nm的氢损，即提高光纤的抗氢损能力。
对光纤进行氘气处理时，氘气的浓度和处理时间都必须要满足工艺设定的要求。若氘气的浓度过高或处理时间过长，则会造成光纤的过氘，不仅使光纤的品级降低，也是对氘气的浪费，增加成本。若氘气的浓度过低或者处理时间过短，则会造成光纤的欠氘，光纤内部缺陷无法完全被氘结合，难以经受长时间含氢环境的侵蚀，属于不合格的产品。
在实际生产过程中，需要对氘气浓度、处理时间等变量进行多次试验，调参时无定量依据参考，需反复论证，因此光纤氘处理配方制定周期长，试验过程中易产生残次品，造成损失，且符合标准的方案无法确定是否为最优方案。若是依据实际生产情况更改配方时，则需再次进行多次试验，效率低下。
因此，需要提供一种新的技术方案解决上述技术问题。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种有助于快速、准确地确定最优的氘气浓度与处理时间组合的制定方法，以节省生产成本和提高产品质量，并且，该制定方法精度高，且具有可重复操作性。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，所述光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法包括以下步骤：
确定光纤综合附加衰减值；
确定光纤综合附加衰减值与氘气浓度及对所述光纤的氘气处理时间的组合关系：
Z（x,y）=a0+a1x+a2y+a3x2+a4xy+a5y2；
确定氘气浓度与对所述光纤的氘气处理时间的组合关系：
a0+a1x+a2y+a3x2+a4xy+a5y2=0，
其中，x为氘气浓度，y为氘气处理时间。
优选地，所述确定光纤综合附加衰减值包括以下步骤：
确定光纤在不同波长下的综合附加衰减值：
当氘气附加衰减值小于等于阈值m时，所述综合附加衰减值Zi=k1*di+k2*hi,
当氘气附加衰减值大于阈值m时，所述综合附加衰减值Zi=-k1*(di-m)+k2*hi，
其中，k1+k2=1，di为氘气附加衰减值，
Figure DEST_PATH_IMAGE001
为氢损附加衰减值。
优选地，所述k1和所述k2取值范围为0.333-0.667。
优选地，所述氘气附加衰减值的阈值m为0.005dB/km。
优选地，所述确定光纤在不同波长下的综合附加衰减值之前还包括：
确定光纤在不同波长下的衰减值，记为初始值si；
然后用不同浓度的氘气对光纤处理不同的时间，再次确定光纤在不同波长下的衰减值，记为复测值ri；
然后确定光纤在不同波长下的氢损值，记为ei，
其中，氘气附加衰减值di=ri-si，氢损附加衰减值hi=ei-ri。
优选地，所述不同波长为1310nm、1383nm、1550nm、1625nm。
优选地，所述光纤为光纤预制棒起始端、中部、尾端所对应的光纤。
优选地，所述氢损值为光纤在1383nm波长下的衰减增加达到饱和时的氢损值。
优选地，所述氢损值为光纤在1240nm波长下的衰减值增加量大于0.03dB/km时的氢损值，。
优选地，所述然后确定光纤在不同波长下的氢损值，具体包括：
将光纤放置在氢损实验柜内，氢分压为1.5kPa的条件下放置预定时长。
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
1）本发明通过使用最小二乘法的方式确定氘气浓度与对所述光纤的氘气处理时间的最优组合关系，以便实现光纤最小的氢损耗，减小每次确定氘气浓度与光纤的氘气处理时间组合关系的成本，相比目前每次根据经验确定上述组合关系，本发明更具效率，减少实验过程中的产品损失，提高制定速率等，当每次需要更改组合关系时，不需要再次进行大量的实验，减少了时间、原材料以及人力各类成本。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1为本发明光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法的第一实施例的示意图；
图2为本发明光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法的第二实施例的示意图；
图3为本发明光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法的第三实施例的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法做出清楚完整的说明：
如图1至图3所示，本发明光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法包括以下步骤：
步骤一：确定光纤的综合附加衰减值：
所述确定光纤的综合附加衰减值具体包括以下步骤：
第一，确定光纤在不同波长下的衰减值，记为初始值
Figure 583050DEST_PATH_IMAGE002
，所述衰减值为将不同波长的光耦合进光纤后，测试出的不同波长的光在光纤中的衰减值，优选的，不同的波长可以为1310nm、1383nm、1550nm、1625nm波长的光，进一步的，测试的光纤为光纤预制棒起始端、中部、尾端所拉制出来的光纤，更进一步的，可以使用光时域反射仪对衰减值进行检测。
第二，然后用不同浓度x的氘气对光纤处理不同的时间y，再次确定光纤在不同波长下的衰减值，记为复测值
Figure DEST_PATH_IMAGE003
。进一步的，此处不同波长的光包括波长为1240nm、1310nm、1383nm、1550nm、1625nm的光。
第三，然后确定光纤在不同波长下的氢损值，记为ei。具体的，将光纤放置在氢损实验柜内，氢分压为1.5kPa的条件下放置预定时长，比如四天等。进一步的，此处的氢损值为光纤在1383nm波长下的衰减增加达到饱和时的氢损值，进一步的，当光纤在1240nm波长下的衰减值增加量大于0.03dB/km后，可以认为光纤在1383nm处衰减值增加达到饱和。
第四，确定光纤在不同波长下的综合附加衰减值。进一步的，首先确定光纤不同波长下的氘气附加衰减值di=ri-si，然后确定光纤上不同波长下的氢损附加衰减值
Figure 397422DEST_PATH_IMAGE004
，最后，计算光纤在不同波长下的综合附加衰减值Zi:
当氘气附加衰减值小于等于阈值m时，所述综合附加衰减值Zi=k1*di+k2*hi,
当氘气附加衰减值大于阈值m时，所述综合附加衰减值Zi=-k1*(di-m)+k2*hi。
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示第i次进行上述测试计算得到的综合附加衰减值，di为第i次进行上述测试得到的光纤在氘气处理后在波长1383nm下的附加衰减，单位为dB/km，
Figure 813360DEST_PATH_IMAGE001
为第i次进行上述测试得到的光纤在氢损后1383nm波长下的附加衰减值,单位为dB/km，m为氘气处理后的附加衰减阈值，其具体数值优选为0.005dB/km，k1和k2表示实验权重系数，并且k1+k2=1，k1和k2的取值范围优选为0.333-0.667。
步骤二：确定光纤的综合附加衰减值、氘气浓度与对光纤氘气处理时间的组合关系：
利用最小二乘法将综合附加衰减值Z和对应的浓度x和时间y进行三维曲面拟合，得到相应的拟合函数并且可以绘制出相应的空间曲面图，包括以下步骤：
第一，建立综合附加衰减值Zi和对应氘气浓度xi及氘气处理时间yi的方程组：
给定函数Z=f(x,y)，x1、x2、x3,......xn为氘气浓度，y1、y2、y3......yn为对光纤进行氘气处理的时间，拟合Z（x,y）=a0+a1x+a2y+a3x2+a4xy+a5y2。
第二，确定综合附加衰减值
Figure 80393DEST_PATH_IMAGE006
和对应氘气浓度xi及氘气处理时间yi的方程组的系数值，为了确定
Figure DEST_PATH_IMAGE007
的数值，可以采用以下方法：将在确定光纤的综合附加衰减值步骤中进行的多次试验数据代入上述方程组中计算
Figure 748135DEST_PATH_IMAGE007
的数值，或者使用求偏导与矩阵结合的计算方法计算
Figure 417014DEST_PATH_IMAGE007
的数值，其属于现有技术，故在此不再赘述。
以下为通过具体实验数据得出一个具体的多项式系数值，其为本发明方案的一个具体实施例，在其他实施例中，所述多项式系数值可以为其他值，在此不做具体限制，本实施例的多项式系数值具体为：
a0=-70.76，a1=19.45，a2=1.626,a3=-0.191，a4=-0.316，a5=0.001。所得的拟合函数为，
Z=-70.76+19.45*x+1.62*y-0.191*x2-0.316*x*y+0.001*y2。
步骤三：确定氘气浓度与氘气处理时间的组合关系：
令综合附加衰减值Z=0，即氘气附加衰减值和氢损附加衰减值都为0dB/km。则此时的方程变为：
Figure 3853DEST_PATH_IMAGE008
=0
此时即可得出氘气浓度x与氘气处理时间y之间的组合关系，即当确定氘气浓度x时，即可驱动最优的氘气处理时间y，此时的氘气附加衰减值和氢损附加衰减值均为0。
以上述本实施例的具体多项式系数为例进行说明：
-70.76+19.45*x+1.62*y-0.191*x2-0.316*x*y+0.001*y2=0
把x=10，单位为0.1%，代入上式，可解得y=71.55，单位为h，即氘气浓度为1%时对应的处理时间为71.55小时。
最后，当获取上述氘气浓度与氘气处理时间的组合关系，将求得的配方进行试验验证，实验结果符合氘气附加衰减值≤0.005dB/km，氢损附加衰减值≤0.01dB/km。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，其特征在于，所述光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法包括以下步骤：
确定光纤综合附加衰减值；
确定光纤综合附加衰减值与氘气浓度及对所述光纤的氘气处理时间的组合关系：
Z（x,y）=a0+a1x+a2y+a3x2+a4xy+a5y2；
确定氘气浓度与对所述光纤的氘气处理时间的组合关系：
a0+a1x+a2y+a3x2+a4xy+a5y2=0，
其中，x为氘气浓度，y为氘气处理时间。
2.如权利要求1所述的光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，其特征在于：所述确定光纤综合附加衰减值包括以下步骤：
确定光纤在不同波长下的综合附加衰减值：
当氘气附加衰减值小于等于阈值m时，所述综合附加衰减值Zi=k1*di+k2*hi,
当氘气附加衰减值大于阈值m时，所述综合附加衰减值Zi=-k1*(di-m)+k2*hi，
其中，k1+k2=1，di为氘气附加衰减值，
Figure 493320DEST_PATH_IMAGE001
为氢损附加衰减值。
3.如权利要求2所述的光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，其特征在于：所述k1和所述k2取值范围为0.333-0.667。
4.如权利要求2所述的光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，其特征在于：所述氘气附加衰减值的阈值m为0.005dB/km。
5.如权利要求2所述的光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，其特征在于：所述确定光纤在不同波长下的综合附加衰减值之前还包括：
确定光纤在不同波长下的衰减值，记为初始值si；
然后用不同浓度的氘气对光纤处理不同的时间，再次确定光纤在不同波长下的衰减值，记为复测值ri；
然后确定光纤在不同波长下的氢损值，记为ei，
其中，氘气附加衰减值di=ri-si，氢损附加衰减值hi=ei-ri。
6.如权利要求5所述的光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，其特征在于：所述不同波长为1310nm、1383nm、1550nm、1625nm。
7.如权利要求5所述的光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，其特征在于：所述光纤为光纤预制棒起始端、中部、尾端所对应的光纤。
8.如权利要求5所述的光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，其特征在于：所述氢损值为光纤在1383nm波长下的衰减增加达到饱和时的氢损值。
9.如权利要求5所述的光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，其特征在于：所述氢损值为光纤在1240nm波长下的衰减值增加量大于0.03dB/km时的氢损值，。
10.如权利要求5所述的光纤氘气处理用氘气浓度与处理时间的组合制定方法，其特征在于：所述然后确定光纤在不同波长下的氢损值，具体包括：
将光纤放置在氢损实验柜内，氢分压为1.5kPa的条件下放置预定时长。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1562844A (zh) * 2004-03-18 2005-01-12 烽火通信科技股份有限公司 一种降低光纤氢损的处理方法以及该方法所使用设备
US20070092191A1 (en) * 2005-11-18 2007-04-26 Koilakh Ahmed M Optical fiber having reduced hydrogen induced loss and the method for producing the same
CN101838114A (zh) * 2009-03-20 2010-09-22 德雷卡通信技术公司 光纤的氘气处理方法
CN104583140A (zh) * 2012-08-27 2015-04-29 住友电气工业株式会社 氘处理光纤的制造方法和氘处理光纤

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1562844A (zh) * 2004-03-18 2005-01-12 烽火通信科技股份有限公司 一种降低光纤氢损的处理方法以及该方法所使用设备
US20070092191A1 (en) * 2005-11-18 2007-04-26 Koilakh Ahmed M Optical fiber having reduced hydrogen induced loss and the method for producing the same
CN101523257A (zh) * 2005-11-18 2009-09-02 斯德莱特技术有限公司 具有减少氢感生损耗的光纤及其制造方法
CN101838114A (zh) * 2009-03-20 2010-09-22 德雷卡通信技术公司 光纤的氘气处理方法
CN104583140A (zh) * 2012-08-27 2015-04-29 住友电气工业株式会社 氘处理光纤的制造方法和氘处理光纤

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XINWEI QIAN ET AL.: "Deuterium treatment of low water peak fiber", 《FRONTIERS OF OPTOELECTRONICS IN CHINA》 *
刘晓玮等: "200μm光纤氘气处理工艺的优化", 《光纤与电缆及其应用技术》 *
叶阳等: "氘气处理工艺对光纤氢敏感性的研究", 《 中国通信学会2020年（39届）通信线路学术年会》 *
蒋锡华等: "光纤的氢敏感性研究", 《 中国通信学会2010年光缆电缆学术年会》 *
陈炳炎: "《光纤光缆的设计和制造》", 31 May 2020 *

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