CN115417593A - 光纤预制棒、光纤拉丝装置以及光纤拉丝方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种光纤预制棒、光纤拉丝装置以及光纤拉丝方法。该光纤预制棒包括:芯层、第一平台层、下陷凹层、第二平台层、外包层,至少两个相邻层之间设置有缓冲层,缓冲层的相对折射率差呈线性变化,且缓冲层的相对折射率差的最大值小于或等于两个相邻层相对折射率差中的较大值,缓冲层的相对折射率差的最小值大于或等于两个相邻层相对折射率差中的较小值。本发明的技术方案的光纤预制棒,在实现光纤超低衰减以及大有效面积的同时,能够解决现有光纤预制棒各层之间相对折射率相差较大,进行光纤拉丝时,会产生较大的内应力,造成光纤内部结构不均匀的问题。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域,具体而言,涉及一种光纤预制棒、光纤拉丝装置以及光纤拉丝方法。
背景技术
随着信息时代的发展,无论是第二产业还是第三产业都极度依赖高速通信网络。由于光纤的取材简单、体积小、保密性好、传输速度快,因此,光纤通信成为目前最主流的有线通信方式。高速光通信网络也由10G、40G慢慢发展为现在常用的100G通信系统,400G系统也在逐渐完善中。
现有技术中,在设计光纤时,为了降低光纤衰减,芯层金属离子的掺杂量很小,仅为G.652光纤的1/4~1/3,为了保证芯层和包层之间的折射率差,在结构上设计下陷层,采用深掺氟技术可以达到效果。但是由于不同层之间的相对折射率相差较大,进行光纤拉丝时,各层之间的膨胀系数差异较大,内应力急剧增加,从而导致光纤内部结构不均匀。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光纤预制棒、光纤拉丝装置以及光纤拉丝方法,能够解决现有光纤预制棒各层之间相对折射率相差较大,进行光纤拉丝时,会产生较大的内应力,造成光纤内部结构不均匀的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一方面,提供了一种光纤预制棒,包括:由内而外依次包覆的芯层、第一平台层、下陷凹层、第二平台层、外包层,至少两个相邻层之间设置有缓冲层,缓冲层的相对折射率差呈线性变化,且缓冲层的相对折射率差的最大值小于或等于两个相邻层相对折射率差中的较大值,缓冲层的相对折射率差的最小值大于或等于两个相邻层相对折射率差中的较小值。
进一步地,缓冲层包括第一缓冲层,芯层和第一平台层之间设置有第一缓冲层,第一缓冲层的相对折射率差沿远离芯层的方向线性递减。
进一步地,芯层的半径取值范围为0~r1,芯层的相对折射率差为Δn1,第一缓冲层的半径取值范围为r1~r2,第一平台层的半径取值范围为r2~r3,第一平台层的相对折射率差为Δn3,以光纤预制棒的半径为横坐标,光纤预制棒的相对折射率差为纵坐标建立直角坐标系,第一缓冲层的相对折射率差满足公式:其中,a为第一调整系数,第一调整系数a大于第一平台层的相对折射率差Δn3,且小于芯层的相对折射率差Δn1。
进一步地,缓冲层包括第二缓冲层,下陷凹层和第二平台层之间设置有第二缓冲层,且第二缓冲层的相对折射率差沿远离下陷凹层的方向线性递增。
进一步地,下陷凹层的半径取值范围为r3~r4,第二缓冲层的半径取值范围为r4~r5,下陷凹层的相对折射率差为Δn4,第二平台层的半径取值范围为r5~r6,第二平台层的相对折射率差为Δn5,以光纤预制棒的半径为横坐标,光纤预制棒的相对折射率差为纵坐标建立直角坐标系,第二缓冲层的相对折射率差满足公式:其中,b为第二调整系数,第二调整系数b大于下陷凹层的相对折射率差Δn4,且小于第二平台层的相对折射率差Δn6。
进一步地,缓冲层以二氧化硅为原料,以四氟化硅、六氟化硫、六氟乙烷以及四氟甲烷中的任意一种作为掺氟原料通过气相沉积法制成。
根据本发明的另一方面,提供了一种光纤拉丝装置,包括:拉丝炉,拉丝炉包括加热区,加热区的进气端设置有第一进气通道和第二进气通道,第一进气通道位于第二进气通道远离出气端的一侧,第一进气通道与拉丝炉内壁之间的夹角为第一预设角度,第二进气通道与拉丝炉内壁之间的夹角为第二预设角度,且第一预设角度大于第二预设角度,第一进气通道被配制为能够通入第一保护气体,第二进气通道被配制为能够通入第二保护气体,第一保护气体的密度大于第二保护气体的密度。
进一步地,第一进气通道和第二进气通道均包括环形进气口,且环形进气口的宽度小于或等于0.75mm。
进一步地,拉丝炉还包括退火区,退火区位于加热区远离第一进气通道的一侧,退火区的进气端与加热区的出气端相连通,退火区的出气端设置有多个抽气通道,各抽气通道沿出气端的周向依次排布。
进一步地,光纤拉丝装置还包括:输送单元,用于将光纤预制棒输送至光纤拉丝装置;裸光纤测试单元,用于对光纤预制棒经光纤拉丝装置拉丝后的裸光纤进行测试;涂覆单元,用于对裸光纤进行涂覆操作;固化单元,用于对涂覆后的裸光纤进行固化操作;光纤测试单元,用于对固化后的光纤进行测试;收线单元。
根据本发明的另一方面,提供了一种光纤拉丝方法,包括:制备上述的光纤预制棒;将拉丝炉的温度设定为第一预设温度,向拉丝炉内通入保护气体,且通入保护气体的总流量为预设流量;以预设速度对光纤预制棒进行拉丝;使拉丝后制得的光纤依次通过多个退火保温炉;对光纤进行涂覆并形成涂覆层;使涂覆层固化。
进一步地,沿远离拉丝炉的进气端方向,多个退火保温炉的温度依次递减,光纤在各退火保温炉中停留的时间范围在0.1s~1s,光纤的温度在1100℃~1600℃之间时依次进入各退火保温炉中,完成退火后,光纤的温度在750℃~900℃之间,且整个退火过程在氮气环境下完成,氮气的流量为5L~25L/min。
应用本发明的技术方案,在至少两个相邻层之间设置缓冲层,由于缓冲层的相对折射率差是呈线性变化的,能够在两个相邻层之间进行过渡,使两个相邻层之间的相对折射率差的变化是逐渐减小或者逐渐增加的,缩小两个相邻层之间的黏度差,在对光纤预制棒进行后续的拉丝操作时,能够防止在拉丝过程中,光纤预制棒内产生较大的内应力,使经过光纤拉丝工序后所得到的光纤的内部结构更加均匀,既能够减小光纤损耗,使光纤能够实现更远距离的传输,提高光纤的适用性,还能在优化了光纤预制棒的同时,大幅度提高光纤的强度。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了本发明的实施例的光纤预制棒的整体结构示意图;
图2示出了本发明的实施例的光纤预制棒各层的相对折射率差图;
图3示出了本发明的实施例的拉丝炉的结构示意图;
图4示出了本发明的实施例的光纤拉丝装置的整体结构示意图;以及
图5示出了本发明的实施例的光纤拉丝方法的流程图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、芯层;20、第一平台层;30、下陷凹层;40、第二平台层;50、外包层;60、缓冲层;61、第一缓冲层;62、第二缓冲层;70、拉丝炉;71、加热区;72、第一进气通道;73、第二进气通道;74、退火区;75、抽气通道;76、输送单元;77、裸光纤测试单元;78、涂覆单元;79、固化单元;80、光纤测试单元;81、收线单元。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
结合参见图1和图2所示,本发明提供了一种光纤预制棒,包括:由内而外依次包覆的芯层10、第一平台层20、下陷凹层30、第二平台层40、外包层50,至少两个相邻层之间设置有缓冲层60,缓冲层60的相对折射率差呈线性变化,且缓冲层60的相对折射率差的最大值小于或等于两个相邻层相对折射率差中的较大值,缓冲层60的相对折射率差的最小值大于或等于两个相邻层相对折射率差中的较小值。
在本实施例中,相对折射率与黏度成正比,光纤预制棒中各层的相对折射率越大,其黏度也就越大。在至少两个相邻层之间设置缓冲层60,由于缓冲层60的相对折射率差是呈线性变化的,因此,缓冲层60能够在两个相邻层之间进行过渡,使两个相邻层之间的相对折射率差的变化是逐渐减小或者逐渐增加的,这样能够缩小两个相邻层之间的黏度差,在对光纤预制棒进行后续拉丝操作时,能够防止在拉丝过程中,光纤预制棒内产生较大的内应力,使经过光纤拉丝工序后所得到的光纤的内部结构更加均匀,既能够减小光纤损耗,使光纤能够实现更远距离的传输,提高光纤的适用性,还能在优化了光纤预制棒结构的同时,大幅度提高光纤的强度。另外,第一平台层20能够实现芯层10和下陷凹层30之间的衔接,减小芯层10与下陷凹层30之间的折射率差,第二平台层40既能够实现下陷凹层30和外包层50之间的过渡,还能够通多调整第二平台层40的参数控制光纤的截止波长,从而确保光纤在C波段的单模传输特性。
结合参见图1和图2所示,本发明的一个实施例中,缓冲层60包括第一缓冲层61,芯层10和第一平台层20之间设置有第一缓冲层61,第一缓冲层61的相对折射率差沿远离芯层10的方向线性递减。
在本实施例中,由于芯层10的相对折射率差远大于第一平台层20的相对折射率差,又因为相对折射率越大黏度越大,因此,芯层10的黏度远大于第一平台层20的黏度,两者的黏度差较大,在芯层10和第一平台层20之间设置相对折射率递减的第一缓冲层61,能够实现芯层10和第一平台层20之间的过渡,使光纤预制棒的相对折射率差从芯层10到第一平台层20是逐渐减小的,即芯层10到第一平台层20的黏度也是逐渐减小的,这样能够缩小芯层10和第一平台层20之间的黏度差,在对光纤预制棒进行光纤拉丝操作时,光纤预制棒内不会产生较大的内应力,经过光纤拉丝工序后所得到的光纤的内部结构更加均匀,既能够减小光纤损耗,使光纤能够实现更远距离的传输,同时还能够提高光纤的强度。
结合参见图1和图2所示,本发明的一个实施例中,芯层10的半径取值范围为0~r1,芯层10的相对折射率差为Δn1,第一缓冲层61的半径取值范围为r1~r2,第一平台层20的半径取值范围为r2~r3,第一平台层20的相对折射率差为Δn3,以光纤预制棒的半径为横坐标,以光纤预制棒的相对折射率差为纵坐标建立直角坐标系,第一缓冲层61的相对折射率差满足公式:其中,a为第一调整系数,第一调整系数a大于第一平台层20的相对折射率差Δn3,且小于芯层10的相对折射率差Δn1。
通过上述设置,能够保证第一缓冲层61的相对折射率差的分布范围在芯层10和第一平台层20之间,能够实现光纤预制棒的相对折射率差从芯层10到第一平台层20的缓慢过渡,即相对折射率差是逐渐减小的,从而缩小两者之间的黏度差。
在本发明的一个实施例中,r1的取值范围为5.5μm~7.5μm,r3-r2的取值范围为5.5μm~18μm,r2-r1的取值范围为3.5μm~5.5μm,Δn1的取值范围为0.1%~0.2%,Δn2的取值范围为-0.1%~0,Δn3的取值范围为-0.2%~0。
结合参见图1和图2所示,本发明的一个实施例中,缓冲层60包括第二缓冲层62,下陷凹层30和第二平台层40之间设置有第二缓冲层62,且第二缓冲层62的相对折射率差沿远离下陷凹层30的方向线性递增。
在本实施例中,下陷凹层30的相对折射率差远小于第二平台层40的相对折射率差,因此,下陷凹层30的黏度远小于第二平台层40的黏度,两者的黏度差较大,在下陷凹层30和第二平台层40之间设置相对折射率递增的第二缓冲层62,能够实现下陷凹层30和第二平台层40之间的过渡,使光纤预制棒的相对折射率差从下陷凹层30到第二平台层40是逐渐增大的,即下陷凹层30到第二平台层40的黏度也是逐渐增大的,这样能够缩小下陷凹层30和第二平台层40之间的黏度差,在对光纤预制棒进行光纤拉丝时,光纤预制棒内不会产生较大的内应力,经过光纤拉丝工序后所得到的光纤的内部结构更加均匀,进而减小光纤损耗,同时提高光纤的强度。
结合参见图1和图2所示,本发明的一个实施例中,下陷凹层30的半径取值范围为r3~r4,第二缓冲层62的半径取值范围为r4~r5,下陷凹层30的相对折射率差为Δn4,第二平台层40的半径取值范围为r5~r6,第二平台层40的相对折射率差为Δn5,以光纤预制棒的半径为横坐标,以光纤预制棒的相对折射率差为纵坐标建立直角坐标系,第二缓冲层62的相对折射率差满足公式:其中,b为第二调整系数,第二调整系数b大于下陷凹层30的相对折射率差Δn4,且小于第二平台层40的相对折射率差Δn6。
通过上述设置,能够保证第二缓冲层62的相对折射率差的分布范围在下陷凹层30和第二平台层40之间,能够实现光纤预制棒的相对折射率差从下陷凹层30到第二平台层40的缓慢过渡,即相对折射率差是逐渐增大的,进而缩小下陷凹层30和第二平台层40之间的黏度差。
在本发明的一个实施例中,r6-r5的取值范围为8μm~15μm,r5-r4的取值范围为4.5μm~7.5μm,r4-r3的取值范围为4.5μm~10μm,Δn4的取值范围为-0.45%~-0.35%,Δn5的取值范围为-0.3%~-0.2%,Δn6的取值范围为-0.18%~0,外包层50的半径取值范围为r6~r7,外包层50的相对折射率差Δn7为0,其中,r6的取值范围为60μm~62μm,r7的取值范围为62μm~63μm。
本发明的一个实施例中,缓冲层60以二氧化硅为原料,以四氟化硅、六氟化硫、六氟乙烷以及四氟甲烷中的任意一种作为掺氟原料通过气相沉积法制成。
通过上述设置,能够保证缓冲层60的相对折射率差能够呈线性递增或者线性递减变化,可根据需要调整缓冲层60的相对折射率差的变化趋势,从而缩小光纤预制棒的各层之间的黏度差。
在本发明的一个实施例中,光纤预制棒各层的沉积顺序按照由内向外依次进行沉积,其中,芯层10采用VAD(轴向气相沉积法)制备,并采用SiCl4(四氯化硅)、GeCl4(四氯化锗)分别作为SiO2(二氧化硅)、GeO2(二氧化锗)的原料;缓冲层60、第一平台层20、下陷凹层30、第二平台层40采用VAD(轴向气相沉积法)、MCVD(化学气相沉积法)、PCVD(等离子化学气相沉积法)以及OVD(外部气相沉积法)中的一种或几种混合工艺进行制备,以SiF4(四氟化硅)、SF6(六氟化硫)、C2F6(六氟乙烷)或CF4(四氟甲烷)作为掺氟的原料;外包层50采用OVD(外部气相沉积法)制备,原料为SiCl4(四氯化硅)。
如图3所示,根据本发明的另一方面,提供了一种光纤拉丝装置,包括:拉丝炉70,拉丝炉70包括加热区71,加热区71的进气端设置有第一进气通道72和第二进气通道73,第一进气通道72位于第二进气通道73远离出气端的一侧,第一进气通道72与拉丝炉70内壁之间的夹角为第一预设角度,第二进气通道73与拉丝炉70内壁之间的夹角为第二预设角度,且第一预设角度大于第二预设角度,第一进气通道72被配制为能够通入第一保护气体,第二进气通道73被配制为能够通入第二保护气体,第一保护气体的密度大于第二保护气体的密度。
在本实施例中,拉丝炉70的加热区71设置有第一进气通道72和第二进气通道73,两种保护气体可分别通过对应的进气通道进入拉丝炉70内,实现分开进气,第一进气通道72设置在第二进气通道73的上端,通入的第一保护气体位于第二保护气体的上方,由于第一保护气体的密度大于第二保护气体的密度,因此,第一保护气体能够压住第二保护气体,并在第二保护气体上方形成封层,能够防止在高温条件下气体分子剧烈运动,从拉丝炉70内窜出。
在本发明的一个实施例中,第一预设角度的取值范围在50°~90°,第二预设角度的取值范围在15°~45°,第一保护气体可以为氩气,第二保护气体可以为氦气。
在本发明的一个实施例中,第一进气通道72和第二进气通道73均包括环形进气口,且环形进气口的宽度小于或等于0.75mm。
在本实施例中,第一进气通道72和第二进气通道73内均设置有环形进气口,这样,能够实现环形进气,既能够提高进气速率,还能够使第一保护气体和第二保护气体能够均匀的分布在拉丝炉70内。
如图3所示,在本发明的一个实施例中,拉丝炉70还包括退火区74,退火区74位于加热区71远离第一进气通道72的一侧,退火区74的进气端与加热区71的出气端相连通,退火区74的出气端设置有多个抽气通道75,各抽气通道75沿出气端的周向依次排布。
在本实施例中,拉丝炉70的退火区74设置有抽气通道75,且各抽气通道75沿出气端的周向依次排布,能够实现环形抽气,此时,拉丝炉70内的气体经过退火区74时,从多个方向抽出,此时,气体从最接近的抽气通道75处被抽走,气体的流动路径较短,不会对拉丝炉70内的光纤预制棒造成扰动。另外,拉丝炉70采用上进气下抽气的设计,能够在与光纤预制棒的拉丝方向形成稳定的气流,保证拉丝炉70内的相对稳定状态,同时,气流能够将热量带到退火区74,形成一个温度略低于加热区71的温区,能够防止光纤预制棒降温过快,导致内部结构不均匀的问题发生。
结合参见图3和图4所示,本发明的一个实施例中,光纤拉丝装置还包括:输送单元76,用于将光纤预制棒输送至光纤拉丝装置;裸光纤测试单元77,用于对光纤预制棒经光纤拉丝装置拉丝后的裸光纤进行测试;涂覆单元78,用于对裸光纤进行涂覆操作;固化单元79,用于对涂覆后的裸光纤进行固化操作;光纤测试单元80,用于对固化后的光纤进行测试;收线单元81。
在本实施例中,光纤拉丝装置还包括输送单元76,用于将光纤预制棒输送至光纤拉丝装置,进行拉丝操作,裸光纤测试单元77用于对拉丝后的裸光纤进行测试,检测裸光纤的相关参数,涂覆单元78用于对裸光纤进行涂覆操作;固化单元79用于对涂覆后的裸光纤进行固化操作;光纤测试单元80,用于对固化后的光纤进行测试;收线单元81用于对光纤进行收集。
如图5所示,根据本发明的另一方面,提供了一种光纤拉丝方法,包括:制备上述的光纤预制棒;将拉丝炉70的温度设定为第一预设温度,向拉丝炉70内通入保护气体,且通入保护气体的总流量为预设流量;以预设速度对光纤预制棒进行拉丝;使拉丝后制得的光纤依次通过多个退火保温炉;对光纤进行涂覆并使其形成涂覆层;使涂覆层固化。
在本实施例中,制备光纤的步骤如下,首先制备上述具有缓冲层60的光纤预制棒,将拉丝炉70的温度设定在1800℃~2200℃,向拉丝炉70内通入保护气体,保护气体的流量为10L~50L/min;以预设速度对光纤预制棒进行拉丝;当拉丝制得的光纤达到一定温度时,使光纤依次通过多个退火保温炉;然后对光纤进行涂覆并使其形成涂覆层;最后使涂覆层固化。
在本发明的一个实施例中,采用丙烯酸树脂材料对光纤进行涂覆,光纤的涂覆材料分为内涂覆层和外涂覆层,其中内涂覆层材料满足以下要求:弹性模量≤0.7Mpa,25℃时涂料黏度为(3000~8000)mPa·s,密度为(0.95~1.3)g/cm3,断裂伸长率≥125%;外涂覆层材料需要满足以下要求:弹性模量≥550Mpa,25℃时涂料黏度为(3000~8000)mPa·s,密度为(0.95~1.3)g/cm3,断裂伸长率≥10%。且需要保证一次涂覆后光纤尺寸为180μm~205μm,二次涂覆后光纤尺寸为235μm~252μm。
在本发明的一个实施例中,涂覆层固化采用UV固化或LED固化中的一种,固化环境为非氧气气体环境,固化环境下氧气含量小于50ppm,使用气体可以为氮气、氦气、氩气中的一种,也可以为它们中任意两种或三种以任意比例混合的混合气体。单个固化炉气体流量为10L~15L,在固化过程中,光纤穿过不同的固化炉时,暴露在空气环境中的时间不超过0.04秒,经固化炉固化后,光纤内涂覆层固化度为87%~92%,外涂覆层固化度为90%~100%,其中,外涂覆层的固化度大于或者等于内涂覆层的固化度。
在本发明的一个实施例中,沿远离拉丝炉70的进气端方向,多个退火保温炉的温度依次递减,光纤在各退火保温炉中停留的时间范围在0.1s~1s,光纤的温度在1100℃~1600℃之间时依次进入各退火保温炉中,完成退火后,光纤的温度在750℃~900℃之间,且整个退火过程在氮气环境下完成,氮气的流量为5L~25L/min。
在本实施例中,在光纤路径上安装有多个退火保温炉,光纤在退火保温炉中停留的时间范围为0.1s~1s,且各退火保温炉的温度从上至下依次递减,当光纤的温度在1100℃~1600℃范围时,使光纤依次通过各个退火保温炉,并保证光纤完成退火后的温度保持在750℃~900℃之间,多个退火保温炉能够使光纤从高温逐渐降至室温,从而能够避免光纤温度骤降导致的光纤内部结构不均匀的问题,进而能够避免光纤损耗增加的间题。在整个退火过程在氮气环境下完成,氮气环境下氧气的含量小于200ppm,采用上路进气下路抽气的方式使氮气在拉丝炉70内循环,既能够降低氧气含量,还能够降低退火环境下水分子的含量。
通过上述设置,能够保证张力处于合适的范围内,防止张力过大会造成光纤内应力过大,或者张力偏小造成光纤不同层之间的黏度相差过大。
在本发明的一个实施例中,预设速度v的取值范围为v≥50m/min。
本发明光纤与现有光纤的各项参数对比如下表所示:
测试项 | 样品1 | 样品2 | 样品3 | 样品4 | 样品5 | 现有光纤 |
包层直径/μm | 124.73 | 124.76 | 124.96 | 124.84 | 124.91 | 125±1 |
涂层直径/μm | 241 | 241.3 | 240.96 | 243.23 | 243.1 | 245±10 |
1550nm模场直径/μm | 12.37 | 12.42 | 12.45 | 12.74 | 12.51 | 12.5±0.5 |
缆截止波长/nm | 1452 | 1459 | 1437 | 1461 | 1472 | ≤1530 |
1310nm衰减dB/km | 0.299 | 0.299 | 0.302 | 0.302 | 0.3 | ≤0.31 |
1550nm衰减dB/km | 0.167 | 0.168 | 0.172 | 0.17 | 0.169 | ≤0.174 |
强度/KPSI | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 100 |
从以上的描述中,可以看出,本发明的上述的实施例实现了如下技术效果:在至少两个相邻层之间设置缓冲层,由于缓冲层的相对折射率差是呈线性变化的,能够在两个相邻层之间进行过渡,使两个相邻层之间的相对折射率差的变化是逐渐减小或者逐渐增加的,缩小两个相邻层之间的黏度差,在对光纤预制棒进行后续的拉丝操作时,能够防止在拉丝过程中,光纤预制棒内产生较大的内应力,使经过光纤拉丝工序后所得到的光纤的内部结构更加均匀,既能够减小光纤损耗,使光纤能够实现更远距离的传输,提高光纤的适用性,还能在优化了光纤预制棒的同时,大幅度提高光纤的强度。
显然,上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,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,都应当属于本发明保护的范围。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种光纤预制棒,其特征在于,包括:
由内而外依次包覆的芯层(10)、第一平台层(20)、下陷凹层(30)、第二平台层(40)、外包层(50),至少两个相邻层之间设置有缓冲层(60),所述缓冲层(60)的相对折射率差呈线性变化,且所述缓冲层(60)的相对折射率差的最大值小于或等于两个所述相邻层相对折射率差中的较大值,所述缓冲层(60)的相对折射率差的最小值大于或等于两个所述相邻层相对折射率差中的较小值。
2.根据权利要求1所述的光纤预制棒,其特征在于,所述缓冲层(60)包括第一缓冲层(61),所述芯层(10)和所述第一平台层(20)之间设置有所述第一缓冲层(61),所述第一缓冲层(61)的相对折射率差沿远离所述芯层(10)的方向线性递减。
4.根据权利要求1所述的光纤预制棒,其特征在于,所述缓冲层(60)包括第二缓冲层(62),所述下陷凹层(30)和所述第二平台层(40)之间设置有所述第二缓冲层(62),且所述第二缓冲层(62)的相对折射率差沿远离所述下陷凹层(30)的方向线性递增。
6.根据权利要求1所述的光纤预制棒,其特征在于,所述缓冲层(60)以二氧化硅为原料,以四氟化硅、六氟化硫、六氟乙烷以及四氟甲烷中的任意一种作为掺氟原料通过气相沉积法制成。
7.一种用于将权利要求1至6中任一项所述的光纤预制棒进行拉丝的光纤拉丝装置,其特征在于,包括:
拉丝炉(70),所述拉丝炉(70)包括加热区(71),所述加热区(71)的进气端设置有第一进气通道(72)和第二进气通道(73),所述第一进气通道(72)位于所述第二进气通道(73)远离出气端的一侧,所述第一进气通道(72)与所述拉丝炉(70)内壁之间的夹角为第一预设角度,所述第二进气通道(73)与所述拉丝炉(70)内壁之间的夹角为第二预设角度,且所述第一预设角度大于所述第二预设角度,所述第一进气通道(72)被配制为能够通入第一保护气体,所述第二进气通道(73)被配制为能够通入第二保护气体,所述第一保护气体的密度大于所述第二保护气体的密度。
8.根据权利要求7所述的光纤拉丝装置,其特征在于,所述第一进气通道(72)和所述第二进气通道(73)均包括环形进气口,且所述环形进气口的宽度小于或等于0.75mm。
9.根据权利要求7所述的光纤拉丝装置,其特征在于,所述拉丝炉(70)还包括退火区(74),所述退火区(74)位于所述加热区(71)远离所述第一进气通道(72)的一侧,所述退火区(74)的进气端与所述加热区(71)的出气端相连通,所述退火区(74)的出气端设置有多个抽气通道(75),各所述抽气通道(75)沿所述出气端的周向依次排布。
10.根据权利要求7所述的光纤拉丝装置,其特征在于,所述光纤拉丝装置还包括:
输送单元(76),用于将所述光纤预制棒输送至所述光纤拉丝装置;
裸光纤测试单元(77),用于对所述光纤预制棒经所述光纤拉丝装置拉丝后的裸光纤进行测试;
涂覆单元(78),用于对所述裸光纤进行涂覆操作;
固化单元(79),用于对涂覆后的裸光纤进行固化操作;
光纤测试单元(80),用于对固化后的光纤进行测试;
收线单元(81)。
11.一种光纤拉丝方法,其特征在于,包括:
制备如权利要求1至6中任一项所述的光纤预制棒;
将拉丝炉(70)的温度设定为第一预设温度,向所述拉丝炉(70)内通入保护气体,且通入所述保护气体的总流量为预设流量;
以预设速度对所述光纤预制棒进行拉丝;
使拉丝后制得的光纤依次通过多个退火保温炉;
对所述光纤进行涂覆并形成涂覆层;
使所述涂覆层固化。
12.根据权利要求11所述的光纤拉丝方法,其特征在于,沿远离所述拉丝炉(70)的进气端方向,多个所述退火保温炉的温度依次递减,所述光纤在各所述退火保温炉中停留的时间范围在0.1s~1s,所述光纤的温度在1100℃~1600℃之间时依次进入各所述退火保温炉中,完成退火后,所述光纤的温度在750℃~900℃之间,且整个退火过程在氮气环境下完成,所述氮气的流量为5L~25L/min。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant |