CN1300023C - 一种玻璃光纤预制棒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种玻璃光纤预制棒的制备方法。该方法包括如下步骤：(1)熔制包层玻璃，退火后经精密加工得到空心管状光纤包层体；(2)将空心管状光纤包层体在高于玻璃转变温度(Tg)低于玻璃软化温度(Ts)的温度下预热2～3小时；(3)纤芯玻璃熔融后，浇注入事先预热的空心管状光纤包层体内，进行退火，制得玻璃光纤预制棒。本发明实现的新工艺吸收了吸注法和管棒法两种制造光纤预制棒的优点，摒弃其不足，将两种方法有效融合，有效改善了纤芯与包层的接触性能，降低了光纤的界面损耗，特别适用于机械加工性能较差的特种光纤玻璃的预制棒制备以及光纤的拉制。

Description

一种玻璃光纤预制棒的制备方法
技术领域
本发明涉及一种玻璃光纤预制棒的制备方法，具体是一种结合管棒法与浇注法两种工艺来制备玻璃光纤预制棒的方法。
背景技术
光纤工业在70年代兴起。20多年来，光纤制造工艺一直在不断发展。由于光纤预制棒制造技术是光纤制造工艺的核心，光纤行业历来用光纤预制棒制造技术来命名光纤制造工艺。光纤预制棒的制造方法主要有气相沉积法，管棒法和吸注法几种。气相沉积法是将制备纤芯或包层材料的多种前驱气体经高温混合形成所需组分的粉体沉积在基底棒或管上，沉积物逐层沉积至所需厚度，形成坯棒，将坯棒进行烧结，即得到光纤预制棒。管棒法是用机械加工的方法分别将光纤的包层和纤芯材料加工成空心管状和芯棒，再将芯棒套入空心管中形成预制棒的方法。而吸注法是将制备光纤包层的玻璃熔融液浇注入具有一定尺寸和形状的模具内，待与模具接触的熔体迅速冷却并固化后，将中心部分未固化的熔融液倒出，形成中空的包层，再将芯料玻璃熔融液浇注入包层中，形成预制棒。这几种制造工艺虽能制造出光纤预制棒，但是它们又各自具有不同的缺点。
例如气相沉积法中存在套管的偏心度、弯曲度以及将芯棒插入后两者的同心度难以控制，生产效率低、对光纤折射率控制不够精确等问题。吸注法生产效率较高，但是存在纤芯的直径不均匀，大小难以精确控制，重复性差，容易引入气泡和杂质，增加光纤损耗等问题。管棒法虽然可以严格控制纤芯的尺寸，但其致命的弱点是光纤界面损耗较高。众所周知，光纤的损耗来源于三大方面，包括材料损耗，端面耦合损耗和包层与纤芯之间的界面损耗，其中界面损耗占主要地位，因此，能否降低甚至消除2、可以精确控制光纤结构，且重复性良好；
3、大大减少了玻璃光纤预制棒的加工量，从而提高了生产效率；
4、特别适用于机械加工性能较差的特种光纤玻璃的预制棒制备以及光纤的拉制。
5、大大减少了光纤纤芯材料的用量，特别适用于价格昂贵的多组分玻璃光纤的制备。
说明书附图
图1为空心管状光纤包层体；
其中，1为实心光纤包层体，2为空心管；
图2为实施例1拉制的碲酸盐玻璃光纤的端面图。
具体实施方式
以下结合具体实施例来对本发明作进一步说明。
实施例1
一种光纤预制棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)用常规方法熔制包层玻璃，退火后经精密加工得到空心管状光纤包层体；
(2)将空心管状光纤包层体在400℃下预热2小时；
(3)纤芯玻璃熔融后，浇注入事先预热的空心管状光纤包层体，进行退火，制得玻璃光纤预制棒。
在上述的空心管状光纤包层体的空心管为一顶端直径Φ1＝8mm，高h1＝4mm的锥形的浇注口，空心管的底端为宽d＝2mm，高h2＝2mm的排气通道，包层体的中间为直径Φ2＝5mm的空心管。
图2是采用本实施例的新工艺拉制碲酸盐光纤的端面图，可以看到，包层和纤芯接触良好，无气泡、杂质等缺陷。
实施例2
一种光纤预制棒的制备方法，包括以下步骤：界面损耗是减少光纤损耗的关键。而且管棒法制备预制棒的加工量较大，比较费时，费料，对玻璃的机械加工性能要求也比较高，一些脆性大，硬度小的玻璃就难以采用管棒法制备预制棒。所以，有必要寻找一种合适的加工工艺，提高预制棒加工效率，改善预制棒加工的效果。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种玻璃光纤预制棒的制备方法。本发明解决了现有光纤预制棒制造方法存在的界面损耗大，加工量大，生产时间长，生产成本高，控制不精确等问题，可以精确控制光纤的结构，具有界面损耗小，生产时间短，生产效率高的优点。
为达到上述目的，本发明采取了如下技术方案：
一种玻璃光纤预制棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)熔制包层玻璃，退火后经精密加工得到空心管状光纤包层体；
(2)将空心管状光纤包层体在高于玻璃转变温度(Tg)低于玻璃软化温度(Ts)的温度下预热2～3小时；
(3)纤芯玻璃熔融后，浇注入事先预热的空心管状光纤包层体内，进行退火，制得玻璃光纤预制棒。
包层玻璃和纤芯玻璃的转变温度Tg为280～380℃，软化温度Ts为450～500℃。
在上述制备玻璃预制棒包层的空心管为一顶端直径Φ1＝7～8mm，高h1＝3～4mm的锥形的浇注口，空心管的底端为宽d＝1～2mm，高h2＝1～2mm的排气通道，包层体的中间为直径Φ2＝2.5～5mm的空心管。
熔制包层玻璃的方法为本技术领域内的常规方法。
本发明实现的新工艺吸收了吸注法和管棒法两种制造光纤预制棒的优点，摒弃其不足，将两种方法有效融合，具有以下优点：
1、有效改善了纤芯与包层的接触性能，降低了光纤的界面损耗；
(1)用常规方法熔制包层玻璃，退火后经精密加工得到空心管状光纤包层体；
(2)将空心管状光纤包层体在350℃下预热2小时；
(3)纤芯玻璃熔融后，浇注入事先预热的空心管状光纤包层体，进行退火，制得玻璃光纤预制棒。
在上述的空心管状光纤包层体的空心管为一顶端直径Φ1＝7.5mm，高h1＝3.5mm的锥形的浇注口，空心管的底端为宽d＝1.5mm，高h2＝1.5mm的排气通道，包层体的中间为直径Φ2＝4mm的空心管。
实施例3
一种光纤预制棒的制备方法，包括以下步骤：
(1)用常规方法熔制包层玻璃，退火后经精密加工得到空心管状光纤包层体；
(2)将空心管状光纤包层体在300℃下预热2小时；
(3)纤芯玻璃熔融后，浇注入事先预热的空心管状光纤包层体，进行退火，制得玻璃光纤预制棒。
在上述的空心管状光纤包层体的空心管为一顶端直径Φ1＝7mm，高h1＝3mm的锥形的浇注口，空心管的底端为宽d＝1mm，高h2＝1mm的排气通道，包层体的中间为直径Φ2＝2.5mm的空心管。
本发明的玻璃光纤预制棒新方法——“空心管浇注法”能够消除由于一般管棒法工艺形成的光纤芯和包层的界面。降低光纤内部的反射损耗，如用管棒法制备碲酸盐玻璃光纤，其损耗大于10dB/m，而用空心管浇注法可将损耗降至小于几个dB/m。另外，还可降低管棒法中芯棒加工的难度，能够实现一次性拉出单模光纤，避免了利用管棒法的二次拉丝过程。而且，本方法特别适合于脆性大、硬度小、难以进行玻璃机械加工的纤芯玻璃材料。

Claims (2)

1、一种玻璃光纤预制棒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)熔制包层玻璃，退火后经精密加工得到空心管状光纤包层体；
(2)将空心管状光纤包层体在高于玻璃转变温度低于玻璃软化温度的温度下预热2～3小时；
(3)纤芯玻璃熔融后，浇注入事先预热的空心管状光纤包层体内，进行退火，制得玻璃光纤预制棒；
所述包层玻璃和纤芯玻璃的转变温度Tg为280～380℃，软化温度Ts为450～500℃。
2、根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的包层体空心管为一顶端直径Φ1＝7～8mm，高h1＝3～4mm的锥形的浇注口，空心管的底端为宽d＝1～2mm，高h2＝1～2mm的排气通道，包层体的中间为直径Φ2＝2.5～5mm的空心管。
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CN113716857B (zh) * 2021-08-24 2022-08-02 华南理工大学 双包层单模软玻璃光纤及其制备方法和应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3853521A (en) * 1973-03-29 1974-12-10 Int Standard Electric Corp Method for making glass optical fibre preform
CN1189812A (zh) * 1996-04-29 1998-08-05 康宁股份公司 制造光纤的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3853521A (en) * 1973-03-29 1974-12-10 Int Standard Electric Corp Method for making glass optical fibre preform
CN1189812A (zh) * 1996-04-29 1998-08-05 康宁股份公司 制造光纤的方法

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