RU2105733C1 - Заготовка волоконного световода и способ ее получения - Google Patents

Заготовка волоконного световода и способ ее получения Download PDF

Info

Publication number
RU2105733C1
RU2105733C1 RU95117069A RU95117069A RU2105733C1 RU 2105733 C1 RU2105733 C1 RU 2105733C1 RU 95117069 A RU95117069 A RU 95117069A RU 95117069 A RU95117069 A RU 95117069A RU 2105733 C1 RU2105733 C1 RU 2105733C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shell
quartz tube
thermal conductivity
tube
optical fiber
Prior art date
Application number
RU95117069A
Other languages
English (en)
Other versions
RU95117069A (ru
Inventor
Ох Сеунг-Хан
Дох Джюн-Хае
Канг Сун-Вунг
Original Assignee
Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самсунг Электроникс Ко., Лтд. filed Critical Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Application granted granted Critical
Publication of RU2105733C1 publication Critical patent/RU2105733C1/ru
Publication of RU95117069A publication Critical patent/RU95117069A/ru

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/018—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2201/00—Type of glass produced
    • C03B2201/02—Pure silica glass, e.g. pure fused quartz
    • C03B2201/03—Impurity concentration specified
    • C03B2201/04—Hydroxyl ion (OH)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/22—Radial profile of refractive index, composition or softening point
    • C03B2203/24—Single mode [SM or monomode]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
    • Y10T428/1314—Contains fabric, fiber particle, or filament made of glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide, or metal carbide or other inorganic compound [e.g., fiber glass, mineral fiber, sand, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/131—Glass, ceramic, or sintered, fused, fired, or calcined metal oxide or metal carbide containing [e.g., porcelain, brick, cement, etc.]
    • Y10T428/1317—Multilayer [continuous layer]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24942—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including components having same physical characteristic in differing degree

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

Способ позволяет предотвратить возрастание оптических потерь при изготовлении заготовки волоконного световода и вытягивании из нее волокна. Формируют первую кварцевую трубку с первой теплопроводностью. Осаждают в ней первый слой оболочки и сердцевину. Фомируют предварительную трубку путем нагрева первой кварцевой трубки, являющейся вторым слоем оболочки. Формируют вторую кварцевую трубку со второй теплопроводностью, меньшей первой теплопроводности. Располагают во второй трубке предварительную заготовку и формируют третий слой оболочки из второй трубки путем нагрева. Теплопроводность оболочки может градиентно уменьшаться от ее внутренней поверхности к наружной. Вязкость оболочки может градиентно возрастать в направлении от оптической оси к внешней поверхности заготовки. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 1 табл., 8 ил.

Description

Изобретение относится к оптическому волокну, в частности к заготовке волоконного световода, способной предотвратить ухудшение оптических характеристик оптического волокна, которое возможно в процессе изготовления заготовки одномодового оптического волокна и изготовления вытяжки из нее, и увеличить эффективность прохождения оптического сигнала, а также к способу получения такой заготовки.
Известно оптическое волокно двух видов: имеющее сердцевину с однородным показателем преломления, такое, как одномодовое волокно или мультимодовое волокно, и с градиентным показателем преломления, имеющее сердцевину с меняющимся показателем преломления. Мультимодовое оптическое волокно обычно используют для связи на средние и короткие расстояния, а одномодовое оптическое волокно используют для связи на дальние расстояния.
Для получения заготовок одномодового или мультимодового оптического волокна применяют три метода, а именно: вакуумное осаждение из внешнего источника, аксиальное осаждение из паровой фазы и модифицированное осаждение из паровой фазы. Из перечисленных способов метод модифицированного осаждения из паровой фазы имеет то преимущество, что в процессе его осуществления привносится малое количество примесей, поскольку он проводится в запаянной трубке, и можно легко осуществлять контроль за точным распределением показателя преломления, поскольку друг на друга осаждаются очень тонкие пленки стекла. По этой причине метод модифицированного осаждения из паровой фазы широко распространен и используется более чем в 60% способов получения оптического волокна.
Известен метод увеличения диаметра заготовки волоконного световода, использующий способ формирования надоболочки первой заготовки волоконного световода с применением метода модифицированного осаждения из паровой фазы. Этот метод частично описан в заявке на патент Кореи N 25712 (1993 г.). При формировании надоболочек для заготовки волоконного световода необходимо устанавливать толщину сердцевины в определенном соотношении с толщиной оболочки заготовки волоконного световода и толщиной надоболочки.
Наиболее близким к изобретению является способ получения заготовки волоконного световода, включающий формирование первой кварцевой трубки с первой теплопроводностью, осаждение первого слоя оболочки и сердцевины внутри первой кварцевой трубки, являющейся вторым слоем оболочки, и формирование предварительной заготовки путем нагрева кварцевой трубки, а также заготовка волоконного световода, содержащая сердцевину и окружающую ее оболочку (H.-G. Unger; Planar optical waveguides and fibres, Clarendon Press, Oxford, 1977, гл. 7.2).
Однако заготовка волоконного световода, изготовленная таким способом, не обладает достаточно высокой эффективностью прохождения оптического сигнала вследствие рэлеевского рассеивания, что вызывается неоднородностью границы раздела между сердцевиной и оболочкой, неоднородностью GeO2 компоненты оболочки и изменением показателя преломления в зависимости от длины волны проходящего оптического сигнала.
Техническим результатом изобретения является обеспечение предотвращения ионизации GeO2 из сердцевины. Поскольку потери в оптическим волокне, вызванные рэлеевским рассеиванием, снижаются путем диффузии фтора в сердцевину, а содержание фтора мало зависит от температуры вытягивания в сердцевине, он служит для предотвращения ионизации GeO2 из сердцевины.
Это достигается тем, что формируют вторую кварцевую трубку с второй теплопроводностью, меньшей первой теплопроводности, располагают в ней предварительно заготовку и формируют третий слой оболочки из второй кварцевой трубки путем нагрева до получения заготовки волоконного световода.
Теплопроводность третьего слоя оболочки может градиентно уменьшаться от ее внутренней поверхности до наружной.
Возможно формирование поверх второй кварцевой трубки по меньшей мере одного дополнительного слоя оболочки из кварца, при этом теплопроводность третьего и дополнительного слоев может градиентно уменьшаться от их внутренних поверхностей до наружных.
Целесообразно формирование первой кварцевой трубки из синтетического кварца.
Возможно формирование второй кварцевой трубки из природного кварца.
Содержание иона гидроксила в первой кварцевой трубке может составлять по меньшей мере менее 5 ч/млн (число частей на миллион). Кроме того, вязкость оболочки может градиентно возрастать в направлении от оптической оси. Заготовка может быть одномодовой
На фиг. 1 приведена схематическая диаграмма, на которой показаны стадии изготовления заготовки волоконного световода в соответствии с традиционным методом модифицированного химического осаждения из паровой фазы; на фиг. 2, а разрез конечной заготовки волоконного световода, используемого в процессе вытягивания по методу, приведенному на фиг. 1; на фиг. 2, б вид в перспективе конечной заготовки волоконного световода, изображенной на фиг. 2,а; на фиг. 3 схематически устройство для вытягивания оптического волокна; на фиг. 4 в виде диаграммы зона сужения горловины конечной заготовки; на фиг. 5, а, б, 6 диаграммы, показывающие зависимость между теплопроводностью и температурой конечной заготовки; на фиг. 7 диаграмма, на которой представлены величины коэффициентов вязкости трубок из природного и синтетического кварца в зависимости от температуры; на фиг. 8 разрез конечной заготовки, полученной в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
На фиг. 1 показан способ получения заготовки волоконного световода известным методом модифицированного осаждения из паровой фазы, где предварительно подготовленную первую трубку подложку 1 закрепляют на стеклянной пластине и вращают ее в направлении, указанном стрелкой. Первая трубка-подложка 1 составляет оболочку оптического волокна. В качестве первой трубки-подложки 1 обычно применяют природное кварцевое стекло, а внутренний диаметр трубки 1 составляет около 26 мм. С помощью системы 2 подачи исходных газов в первую трубку-подложку 1, обогреваемую нагревательной горелкой 3, в которой в качестве горючих материалов используют газообразный кислород и водород, подают исходные газы, такие, как SiCl4, POCl3, BCl3 и GeCl4. Нагревательная горелка 3 перемещается налево или направо под контролем системы, управляющей ее перемещением так, что обеспечивается равномерный нагрев. В результате внутри трубки-подложки 1 из химического газа образуются частицы, которые мгновенно осаждаются в вакууме на подложку. Вследствие вакуумного осаждения внутри первой трубки-подложки формируется слой стекла 4, показанный на фиг. 1 пунктирной линией. Осажденное стекло 4 представляет собой слой оболочки в слой сердцевины. При вакуумном осаждении на трубку 1 вначале осаждают слой оболочки с постоянной толщиной, а затем наносят слой сердцевины с большим показателем преломления. Слой оболочки препятствует диффузии гидроксида и ионов металлических примесей из трубки 1 в слой сердцевины при высокой температуре, сопровождающей процесс вакуумного осаждения. Если гидроксил и ионы металлических примесей диффундирует в слой сердцевины, то в оптическом волокне с таким слоем сердцевины наблюдаются потери света, вызванные поглощением.
После получения первой трубки-подложки 1 с нанесенным слоем стекла 4 перестают направлять исходные газы из системы доставки паров 5 в систему подачи 2, а трубку 1 затем продолжительное время нагревают, подавая хлор и кислород или гелий. В результате пустое пространство в трубке 1 постепенно сокращается за счет термического расширения трубки, так что обе стороны, ограничивающие пустое пространство, вступают в контакт друг с другом с образованием заготовки волоконного световода в виде трубки-подложки, не содержащей пустот.
Поскольку объем заготовки возрастает по мере увеличения ее диаметра, длина вытягиваемого оптического волокна также становится больше, так, что общее время изготовления оптического волокна сокращается. Это способствует увеличению массового производства оптического волокна.
Для формирования надоболочки для заготовки волоконного световода первую заготовку волоконного световода вставляют во вторую трубку-подложку, имеющую несколько больший диаметр по сравнению с первой заготовкой волоконного световода. Например, вторая трубка-подложка имеет внутренний диаметр 21 мм, а внешний диаметр 41 мм. В общем случае вторая трубка-подложка изготавливается из того же исходного материала, что и первая заготовка волоконного световода. Далее, вторую трубку-подложку нагревают приблизительно до температуры 2000oC с помощью нагревательной горелки. Одновременно воздух из пространства между первой заготовкой волоконного световода и второй трубкой-подложкой удаляется с помощью вакуумного насоса. В конце концов вторая трубка-подложка прикрепляется к первой заготовке волоконного световода. В результате полученная заготовка волоконного световода имеет структуру, показанную на фиг. 2, а и 2,б, и используется для вытягивания оптического волокна. На фиг. 2,а изображена конечная заготовка волоконного световода 6 в разрезе, а на фиг. 2,б представлен ее вид в перспективе.
На фиг. 2,а и б показаны нанесенный слой 4, сформированный методом модифицированного осаждения из паровой фазы, который состоит из сердцевины и оболочки, первая трубка-заготовка 1, которая используется в методе модифицированного осаждения из паровой фазы и относится к оболочке А, а также вторая трубка-подложка 7, которая используется в процессе формирования надоболочки и относится к оболочке В, и граница 8 раздела между оболочками 1 и 7, которую называют межчехольной поверхностью.
В оболочке 1 первой трубки-подложки 1 и оболочке 7 второй трубки-подложки 7 используются природные кварцевые стекла, имеющие одинаковые свойства, такие, как теплопроводность и коэффициент вязкости. Такое природное кварцевое стекло относительно дешевле и имеет меньшую чистоту по сравнению с синтетическим кварцевым стеклом.
Однако конечная заготовка волоконного световода 6, образованная первой и второй трубками-подложками, изготовленными из одинакового материала, приводит к появлению оптических потерь вследствие рэлеевского рассеивания, в частности, в процессе вытягивания.
Процесс вытягивания оптического волокна рассмотрен со ссылкой на фиг. 3, где показана блок-схема стадий осуществления процесса вытягивания.
Как показано на фиг. 3, конечная заготовка 6 медленно подается в печь 9 с помощью датчика 10 размещения заготовки. Затем конечная заготовка 6 нагревается до температуры в несколько тысяч градусов Цельсия, предпочтительно в интервале приблизительно от 2250 до 2300oC. Во время этого процесса нагрева из конечной заготовки 6 вытягивается оптическое волокно. Вытягивание осуществляется с помощью ведущего вала 11, и усилие прикладывается к оптическому волокну без покрытия. Датчик диаметра 12 определяет, соответствует ли диаметр оптического волокна без покрытия установленной величине, например 125 мкм. Сигнал от датчика диаметра 12 поступает на регулятор диаметра 13, который поддерживает величину диаметра оптического волокна без покрытия на уровне 125 мкм. Ведущий вал 11 вращается с контролируемой скоростью вытягивания оптического волокна под управлением регулятора диаметра 13. В первом и втором узле нанесения 14 и 15 оптическое волокно, подаваемое вниз, покрывают в процессе охлаждения слоем полимерного вещества. Оптическое волокно с покрытием вытягивается под действием вытягиваемой силы ведущего вала 11 и сворачивается с помощью наматывающего устройства 16. Скорость вращения ведущего вала 11 составляет около 20 м/с и имеет сравнительно высокую скорость вытягивания оптического волокна.
В описанном выше процессе вытягивания потери, вызванные рэлеевским рассеиванием, зависят от условий вытягивания оптического волокна, в частности от температуры, скорости и степени вытяжки. Например, высокая температура и низкая сила вытягивания ведут к увеличению потерь, вызванных рэлеевским рассеиванием и поглощением в УФ области спектра. Вытягивающее усилие ведущего вала 11 и температура в печи 9 подбираются таким образом, чтобы образовывалась зона сужения горловины, обозначенная номером 17 на фиг. 4, которая располагается между уменьшающейся в сечении частью конечного оптического волокна и вытягиваемой частью оптического волокна без покрытия. Зона сужения горловины 17 образуется благодаря температуре размягчения стекла. Стекло имеет константу температуры размягчения, равную, например, приблизительно менее, чем 1750oC, для трубки из природного кварца и приблизительно менее, чем 1600oC, для трубки из синтетического кварца. Если температура вокруг стекла превышает константу температуры размягчения, то агрегатное состояние стекла изменяется от твердого к жидкому и вязкость снижается. В таком случае стекло с изменяющимся агрегатным состоянием спадает вниз под действием собственной тяжести и силы вытягивания с образованием зоны сужения горловины 17, показанной на фиг. 4.
В зоне сужения горловины 17, где внешний диаметр оптического волокна составляет приблизительно 125 мкм, сердцевина нагревается наиболее сильно. Поскольку свойства материала, из которого изготовлены первая и вторая кварцевые трубки в конечной заготовке, одинаковы, то изменения зоны сужения горловины значительны. Наиболее заметные изменения зоны сужения горловины наблюдаются в том случае, когда температура, создаваемая снаружи оболочки, равна температуре, создаваемой внутри сердцевины. В процессе вытягивания оптического волокна конечная заготовка, изображенная на фиг. 2, имеет относительно низкую температуру оболочки 1 вблизи центральной оси сердцевины, по сравнению с температурой оболочки 7. Тем не менее, поскольку различие между температурой оболочки 1 и оболочки 7 незначительно, наблюдаются заметные изменения зоны сужения горловины. Показатель преломления сердцевины или оболочки изменяется в зависимости от величины изменений зоны сужения горловины, что приводит к увеличению потерь, вызванных рэлеевским рассеиванием, что приводит к потерям эффективности прохождения оптического сигнала. Таким образом, в конечной заготовке 6, приведенной на фиг. 2, потери, вызванные рэлеевским рассеиванием, возрастают при значительных изменениях зоны сужения горловины.
Кроме того, основной компонент сердцевины, который увеличивает показатель преломления, особенно GeO2, ионизируется вследствие высокой температуры в печи (в частности, около 2150oC) в процессе вытягивания оптического волокна, так что распределение GeO2 неоднородно, что увеличивает потери, вызванные рэлеевским рассеиванием.
В соответствии с изобретением для предотвращения ионизации GeO2 из сердцевины слой оболочки, ближайший к центральной оси оптического волокна, имеет наибольшую температуру, а теплопроводность слоя оболочки уменьшается с удалением от центральной оси. В результате необходимо нагреть сердцевину до меньшей температуры в процессе вытягивания оптического волокна, так что удаление GeO2 из сердцевины может быть заблокировано.
Распределение свойств вещества в соответствии с изобретением позволяет снизить температуру сердцевины и, таким образом, предотвратить возрастание оптических потерь.
В первом варианте осуществления изобретения для изготовления конечной заготовки используют две кварцевые трубки, отличающиеся по своим свойствам. Оболочка 7 второй кварцевой трубки формируется из вещества, обладающего относительно низкой теплопроводностью по сравнению с оболочкой 1 первой кварцевой трубки. Поскольку теплопроводность как физическая величина обратно пропорциональна коэффициенту вязкости, то оболочка 7 имеет относительно высокий коэффициент вязкости по сравнению с оболочкой 1. Эту зависимость можно описать следующими соотношениями:
К оболочка 1 > оболочка 7
μ оболочка < оболочка 7
где К теплопроводность, а m коэффициент вязкости.
В результате свойства вещества конечной заготовки волоконного световода 6 в соответствии с изобретением соответствуют кривым F, приведенным на фиг. 5,а 5,б и 6.
Фиг. 5, а, 5, б и 6 показывают изменение температуры в зависимости от свойств вещества конечной заготовки 6, таких, как теплопроводность и коэффициент вязкости. На фиг. 5,а, б, 6 горизонтальная ось обозначает радиус конечной заготовки, r0 обозначает ее центральную ось, r1 - расстояние по радиусу от центральной оси до осажденной сердцевины, r2 - расстояние по радиусу от центральной оси до осажденной оболочки, r3 - расстояние по радиусу от центральной оси до оболочки 1, а r4- расстояние по радиусу от центральной оси до оболочки 7.
В том случае, если параметры вещества первой и второй кварцевых трубок 1 и 7 конечной заготовки 6, показанной на фиг. 5,а, совпадают с параметрами вещества кварцевых трубок, то характер распределения величины теплопроводности и температуры по сечению заготовки 6 соответствует кривым Е, приведенным на фиг. 5,б и 6.
Далее рассмотрим случай, когда материалы первой и второй кварцевых трубок 1 и 7 имеют свойства в соответствии с изобретением. Когда теплопроводность К первой кварцевой трубки 1 превосходит теплопроводность второй кварцевой трубки 7, а коэффициент вязкости первой кварцевой трубки 1 больше, чем коэффициент вязкости второй кварцевой трубки 7, то характер распределения величины теплопроводности и температуры по сечению заготовки 6 соответствует кривым F, приведенным на фиг. 5,б и 6.
Как показано на фиг. 6, различие в температуре между T2 и T1 наблюдается в сердцевине осажденного слоя 4, как это показано на фиг. 5, где T1- температура, до которой нагревается сердцевина оптического волокна в соответствии с изобретением, а T2 температура, до которой нагревается сердцевина оптического волокна, полученного из материала с однородными свойствами. Эта разница в температуре препятствует ионизации GeO2 из сердцевины.
Снижение уровня потерь в оптическом волокне, вытянутом при минимальной температуре, известно из области техники.
Таким образом, как показано на фиг. 5, б и 6, оптическое волокно по изобретению характеризуется тем свойством, что оптические потери в нем снижены.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения в качестве первой кварцевой трубки 1 используется трубка из синтетического кварца, а в качестве второй кварцевой трубки 7 используется трубка из природного кварца. Конечная заготовка 6, содержащая композиционную трубку и трубку из природного кварца, удовлетворяет требованиям температуры, представленным на фиг. 5. В таблице приведены свойства трубок из природного и синтетического кварца.
На фиг. 7 представлена зависимость коэффициента вязкости от температуры для трубок из природного и синтетического кварца. Как видно из фиг. 7, в интервале температур 1000-2000oC трубка из природного кварца имеет большую вязкость, чем трубка из синтетического кварца.
Использование трубки из синтетического кварца приводит к уменьшению толщины оболочки осажденного слоя 4, как это показано на фиг. 5,а. Осажденная оболочка играет роль защитного слоя, препятствующего проникновению OH- или ионов гидроксида в сердцевину.
В том случае, если в качестве первой кварцевой трубки 2 используют трубку из природного кварца, то отношение D/d с целью снижения потерь, вызванных с поглощением света, должно преимущественно быть больше, чем 7, где D - расстояние по радиусу между центральной осью и осажденной оболочкой, а d - расстояние по радиусу между центральной осью и осажденной сердцевиной. Защитный слой должен быть толще. В том случае, если в качестве первой кварцевой трубки, как в изобретении, используют трубку из синтетического кварца, концентрация OH- или ионов гидроксила сокращается, а толщина осажденной оболочки, играющей роль защитного слоя, может быть уменьшена. Уменьшение толщины оболочки приводит к удешевлению производства при исполнении метода модифицированного осаждения из паровой фазы.
В процессе производства оптических волокон необходимо изготавливать их методом формирования надоболочек с тем, чтобы получить заготовку большего размера и высокого качества. Таким образом, при изготовлении оптического волокна методом формирования надоболочек следует снижать оптические потери. Чтобы снизить оптические потери, свойства материала должны удовлетворять следующим требованиям:
Теплопроводность (К) Кo > K1 > K2.> Kn
Коэффициент вязкости (μ):μ0< μ1< μ2 ... < μn,
где 1 -n обозначают количество сформированных надоболочек, а Ko-μo обозначают теплопроводность и коэффициент вязкости первой кварцевой трубки соответственно.
Если в качестве первой кварцевой трубки используют трубку из синтетического кварца, то теплопроводность трубки из синтетического кварца должна постепенно уменьшаться в зависимости от расстояния от центральной оси синтетической трубки.
Теплопроводность кварцевой трубки определяется концентрацией иона гидроксила и ионов металлов, таких, как Li, Al, Fe, Cu и т.п. При снижении их содержания теплопроводность увеличивается. Таким образом, можно изготовить кварцевые трубки с различной теплопроводностью, например, K0, K1, K2 и Kn, в зависимости от концентрации ионов металлов и иона гидроксила. При использовании метода формирования надоболочек множество кварцевых трубок имеет следующее распределение теплопроводности K0 > K1 > K2. > Kn, а оптические потери оптического волокна снижаются. Далее, поскольку толщину кварцевых трубок можно контролировать в процессе производства, то можно согласовать соотношения размеров сердцевины и оболочки.
Так как способ получения заготовки по изобретению проходит те же стадии, что и традиционный способ получения оптического волокна, то отпадает необходимость применения дополнительной системы изготовления заготовки. Следует строго контролировать толщину оболочки, нанесенной методом модифицированного осаждения из паровой фазы. Конечная одномодовая заготовка имеет однородные характеристики по всей своей длине.
Как указывалось ранее, изобретение имеет то преимущество, что оптические потери, вызванные условиями проведения процесса вытягивания оптического волокна, могут быть снижены благодаря тому, что заготовка имеет градиент теплопроводности и коэффициента вязкости по своему сечению.
Далее, оптическое волокно по изобретению обладает однородными характеристиками по всей длине и обладает тем преимуществом, что стоимость его изготовления снижается вследствие увеличения выхода.

Claims (9)

1. Способ получения заготовки волоконного световода, включающий формирование первой кварцевой трубки с первой теплопроводностью, осаждение первого слоя оболочки и сердцевины внутри первой кварцевой трубки, являющейся вторым слоем оболочки, и формирование предварительной заготовки путем нагрева кварцевой трубки, отличающийся тем, что формируют вторую кварцевую трубку с второй теплопроводностью, меньшей первой теплопроводности, располагают в ней предварительную заготовку и формируют третий слой оболочки из второй кварцевой трубки путем нагрева до получения заготовки волоконного световода.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что теплопроводность третьего слоя оболочки градиентно уменьшается от ее внутренней поверхности до наружной.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что поверх второй кварцевой трубки формируют по меньшей мере один дополнительный слой оболочки из кварца, при этом теплопроводность третьего и дополнительного слоев градиентно уменьшается от их внутренних поверхностей до наружных.
4. Способ по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что первую кварцевую трубку формируют из синтетического кварца.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что вторую кварцевую трубку формируют из природного кварца.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что содержание иона гидроксила в первой кварцевой трубке составляет по меньшей мере менее 5 ч/млн.
7. Заготовка волоконного световода, содержащая сердцевину и окружающую ее оболочку, отличающаяся тем, что теплопроводность оболочки градиентно уменьшается в направлении от оптической оси к внешней поверхности заготовки.
8. Заготовка по п.7, отличающаяся тем, что вязкость оболочки градиентно возрастает в направлении от оптической оси к внешней поверхности заготовки.
9. Заготовка по п.7, отличающаяся тем, что она является одномодовой.
RU95117069A 1994-10-07 1995-10-06 Заготовка волоконного световода и способ ее получения RU2105733C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019940025705A KR0162604B1 (ko) 1994-10-07 1994-10-07 광 섬유 모재 제조 방법
KR25705/1994 1994-10-07
KR25705/94 1994-10-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2105733C1 true RU2105733C1 (ru) 1998-02-27
RU95117069A RU95117069A (ru) 1998-04-10

Family

ID=19394639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95117069A RU2105733C1 (ru) 1994-10-07 1995-10-06 Заготовка волоконного световода и способ ее получения

Country Status (8)

Country Link
US (2) US5702497A (ru)
JP (1) JP2971373B2 (ru)
KR (1) KR0162604B1 (ru)
CN (1) CN1101553C (ru)
DE (1) DE19537379C2 (ru)
FR (1) FR2725441B1 (ru)
GB (1) GB2293822B (ru)
RU (1) RU2105733C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753547C2 (ru) * 2017-02-28 2021-08-17 Корнинг Инкорпорейтед Способ и система для регулирования воздушного потока через печь отжига во время производства оптического волокна

Families Citing this family (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5822488A (en) * 1995-10-04 1998-10-13 Sumitomo Electric Industries, Inc. Single-mode optical fiber with plural core portions
JP3622816B2 (ja) * 1996-12-27 2005-02-23 富士通株式会社 光増幅用ファイバ及びその製造方法
EP0884614A1 (en) * 1997-06-13 1998-12-16 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber
CN1265199A (zh) * 1997-07-15 2000-08-30 康宁股份有限公司 抑制在光纤中的受激布里渊散射
CA2247970A1 (en) * 1997-10-29 1999-04-29 Corning Incorporated Method of making segmented core optical waveguide preforms
WO1999040037A1 (fr) * 1998-02-03 1999-08-12 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Procede de fabrication de materiau de base pour fibres optiques
FR2776997B1 (fr) * 1998-04-06 2000-05-12 Alsthom Cge Alcatel Dispositif de fabrication d'une preforme de fibre optique comprenant une bague pour pieger et diffuser un rayonnement lumineux
KR100322131B1 (ko) 1999-01-28 2002-02-04 윤종용 오.에이치.차단층을 구비한 광섬유 모재 및 그 제조방법
US6105396A (en) * 1998-07-14 2000-08-22 Lucent Technologies Inc. Method of making a large MCVD single mode fiber preform by varying internal pressure to control preform straightness
DE19848083C2 (de) * 1998-10-19 2001-02-01 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur Herstellung von Interferenzschichtfolgen, System aus übereinander liegenden Interferenzschichtfolgen sowie Interferenzschichtfolge
AU773667B2 (en) * 1999-05-27 2004-06-03 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Production device and method for optical fiber
JP2001019464A (ja) * 1999-07-05 2001-01-23 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバの線引き装置及び線引き方法
US6460378B1 (en) * 2000-02-29 2002-10-08 Xiaoyuan Dong Collapsing a multitube assembly and subsequent optical fiber drawing in the same furnace
US6553790B1 (en) * 2000-05-09 2003-04-29 Fitel Usa Corp. Process for fabricating optical fiber involving tuning of core diameter profile
AU773229B2 (en) * 2000-08-28 2004-05-20 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical fiber and method of making the same
KR20020029529A (ko) * 2000-10-13 2002-04-19 이계철 큰 음의 분산 값을 갖는 분산 평탄 광섬유의 구조 및 제조방법
US6598429B1 (en) * 2000-11-17 2003-07-29 Beamtek, Inc. Method for fabricating gradient-index rods and rod arrays
US20020083740A1 (en) * 2000-12-29 2002-07-04 Pandelisev Kiril A. Process and apparatus for production of silica grain having desired properties and their fiber optic and semiconductor application
US20020083739A1 (en) * 2000-12-29 2002-07-04 Pandelisev Kiril A. Hot substrate deposition fiber optic preforms and preform components process and apparatus
US7797966B2 (en) * 2000-12-29 2010-09-21 Single Crystal Technologies, Inc. Hot substrate deposition of fused silica
JP3986842B2 (ja) * 2001-07-26 2007-10-03 株式会社フジクラ ノンゼロ分散シフト光ファイバ用光ファイバ母材の製法
JP5291277B2 (ja) * 2001-08-28 2013-09-18 アバゴ・テクノロジーズ・ジェネラル・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド 柱状集積回路および柱状集積回路の製造方法
GB0201492D0 (en) * 2002-01-23 2002-03-13 Blazephotonics Ltd A method and apparatus relating to optical fibres
CN100368329C (zh) * 2002-04-16 2008-02-13 住友电气工业株式会社 光纤预制棒制造方法,光纤制造方法及光纤
CN1229290C (zh) * 2002-06-29 2005-11-30 Lg电线有限公司 核心不含羟基基团的光纤预制体的制作方法
KR100492964B1 (ko) * 2002-07-29 2005-06-07 삼성전자주식회사 광섬유 인출장치 및 광섬유 모재 급송속도 제어방법
JP4093553B2 (ja) 2002-08-07 2008-06-04 信越化学工業株式会社 光ファイバプリフォームとその製造方法、及びこれを線引きして得られる光ファイバ
FR2843746B1 (fr) * 2002-08-22 2004-11-19 Cit Alcatel Procede de fabrication d'une fibre optique a microstructure
NL1024015C2 (nl) * 2003-07-28 2005-02-01 Draka Fibre Technology Bv Multimode optische vezel voorzien van een brekingsindexprofiel, optisch communicatiesysteem onder toepassing daarvan en werkwijze ter vervaardiging van een dergelijke vezel.
CN100552481C (zh) * 2003-09-09 2009-10-21 株式会社藤仓 渐变折射率多模光纤及其制造方法
US6947650B1 (en) 2004-05-06 2005-09-20 Luna Energy Llc Long wavelength, pure silica core single mode fiber and method of forming the same
JP4383377B2 (ja) * 2005-03-22 2009-12-16 古河電気工業株式会社 微細構造光ファイバの作製方法
US20070292087A1 (en) * 2006-06-19 2007-12-20 Joe Denton Brown Apparatus and method for diffusing laser energy that fails to couple into small core fibers, and for reducing coupling to the cladding of the fiber
FR2922657B1 (fr) * 2007-10-23 2010-02-12 Draka Comteq France Fibre multimode.
FR2932932B1 (fr) * 2008-06-23 2010-08-13 Draka Comteq France Sa Systeme optique multiplexe en longueur d'ondes avec fibres optiques multimodes
FR2933779B1 (fr) * 2008-07-08 2010-08-27 Draka Comteq France Fibres optiques multimodes
FR2940839B1 (fr) 2009-01-08 2012-09-14 Draka Comteq France Fibre optique multimodale a gradient d'indice, procedes de caracterisation et de fabrication d'une telle fibre
FR2946436B1 (fr) 2009-06-05 2011-12-09 Draka Comteq France Fibre optique multimode a tres large bande passante avec une interface coeur-gaine optimisee
CN101585658A (zh) * 2009-06-23 2009-11-25 长飞光纤光缆有限公司 一种光纤预制棒及其制造方法
FR2953605B1 (fr) * 2009-12-03 2011-12-16 Draka Comteq France Fibre optique multimode a large bande passante et a faibles pertes par courbure
FR2953029B1 (fr) * 2009-11-25 2011-11-18 Draka Comteq France Fibre optique multimode a tres large bande passante avec une interface coeur-gaine optimisee
US9014525B2 (en) 2009-09-09 2015-04-21 Draka Comteq, B.V. Trench-assisted multimode optical fiber
FR2957153B1 (fr) * 2010-03-02 2012-08-10 Draka Comteq France Fibre optique multimode a large bande passante et a faibles pertes par courbure
FR2949870B1 (fr) * 2009-09-09 2011-12-16 Draka Compteq France Fibre optique multimode presentant des pertes en courbure ameliorees
FR2953606B1 (fr) * 2009-12-03 2012-04-27 Draka Comteq France Fibre optique multimode a large bande passante et a faibles pertes par courbure
FR2953030B1 (fr) * 2009-11-25 2011-11-18 Draka Comteq France Fibre optique multimode a tres large bande passante avec une interface coeur-gaine optimisee
FR2950156B1 (fr) * 2009-09-17 2011-11-18 Draka Comteq France Fibre optique multimode
FR2966256B1 (fr) 2010-10-18 2012-11-16 Draka Comteq France Fibre optique multimode insensible aux pertes par
FR2971061B1 (fr) 2011-01-31 2013-02-08 Draka Comteq France Fibre optique a large bande passante et a faibles pertes par courbure
EP2482106B1 (en) 2011-01-31 2014-06-04 Draka Comteq B.V. Multimode fiber
EP2503368A1 (en) 2011-03-24 2012-09-26 Draka Comteq B.V. Multimode optical fiber with improved bend resistance
EP2506044A1 (en) 2011-03-29 2012-10-03 Draka Comteq B.V. Multimode optical fiber
EP2518546B1 (en) 2011-04-27 2018-06-20 Draka Comteq B.V. High-bandwidth, radiation-resistant multimode optical fiber
DK2541292T3 (en) 2011-07-01 2014-12-01 Draka Comteq Bv A multimode optical fiber
US9325151B1 (en) * 2015-03-27 2016-04-26 Ofs Fitel, Llc Systems and techniques for compensation for the thermo-optic effect in active optical fibers
PL419944A1 (pl) 2016-12-22 2018-07-02 Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych Sposób wytwarzania światłowodu aktywnego oraz światłowód aktywny
CN110357410B (zh) * 2019-06-12 2020-08-04 烽火通信科技股份有限公司 用于制造超低衰减光纤的光纤预制棒、方法及光纤

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2302556A1 (de) * 1973-01-19 1974-07-25 Licentia Gmbh Verfahren zur herstellung von glasfasern zur lichtleitung
GB1427826A (en) * 1973-10-09 1976-03-10 Sumitomo Electric Industries Method of producing an optical transmission line
DE2536456C2 (de) * 1975-08-16 1981-02-05 Heraeus Quarzschmelze Gmbh, 6450 Hanau Halbzeug für die Herstellung von Lichtleitfasern und Verfahren zur Herstellung des Halbzeugs
US4199337A (en) * 1978-10-06 1980-04-22 International Telephone And Telegraph Corporation Method of fabricating high strength optical preforms
JPS55109238A (en) * 1979-02-08 1980-08-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Production of base material for optical fiber
DE3133013A1 (de) * 1980-08-26 1982-04-08 Western Electric Co., Inc., 10038 New York, N.Y. "verfahren zum herstellen eines lichtleiterfaserrohlings"
JPS5992937A (ja) * 1982-11-19 1984-05-29 Fujitsu Ltd 光フアイバの製造方法
CN1011227B (zh) * 1985-06-25 1991-01-16 占河电气工业有限公司 光纤的制造方法
JPS62191432A (ja) * 1986-02-18 1987-08-21 Sumitomo Electric Ind Ltd 低欠陥光フアイバ用プリフオ−ム
DE3731604A1 (de) * 1987-09-19 1989-03-30 Philips Patentverwaltung Verfahren zur herstellung einer monomode-lichtleitfaser
EP0372450B1 (fr) * 1988-12-09 1994-01-12 Alcatel N.V. Procédé d'élaboration d'une préforme pour fibre optique à maintien de polarisation
JPH0378707A (ja) * 1989-08-23 1991-04-03 Fujikura Ltd 高強度光ファイバ
GB2244269A (en) * 1989-11-29 1991-11-27 Plessey Telecomm Manufacture of optical fibre preforms
DE4005729A1 (de) * 1990-02-23 1991-08-29 Kabelmetal Electro Gmbh Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer lichtwellenleiter-vorform
FR2679548B1 (fr) * 1991-07-25 1994-10-21 Alsthom Cge Alcatel Procede de fabrication de fibres optiques actives.
JPH0733460A (ja) * 1993-07-16 1995-02-03 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光ファイバプリフォームおよびその製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Унгер Х.Г. Планарные и волоконные оптические волноводы. - М.: Мир, 1980, гл.7.2. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2753547C2 (ru) * 2017-02-28 2021-08-17 Корнинг Инкорпорейтед Способ и система для регулирования воздушного потока через печь отжига во время производства оптического волокна

Also Published As

Publication number Publication date
US5702497A (en) 1997-12-30
US5942296A (en) 1999-08-24
JPH08208259A (ja) 1996-08-13
KR960014984A (ko) 1996-05-22
DE19537379C2 (de) 2000-08-03
GB9520410D0 (en) 1995-12-06
CN1101553C (zh) 2003-02-12
GB2293822B (en) 1996-12-11
JP2971373B2 (ja) 1999-11-02
FR2725441A1 (fr) 1996-04-12
CN1183566A (zh) 1998-06-03
KR0162604B1 (ko) 1999-04-15
FR2725441B1 (fr) 1997-06-13
DE19537379A1 (de) 1996-04-11
GB2293822A (en) 1996-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2105733C1 (ru) Заготовка волоконного световода и способ ее получения
US4339174A (en) High bandwidth optical waveguide
KR100283713B1 (ko) 1385㎚에서 저손실되는 광학 섬유 제조 방법
US4157906A (en) Method of drawing glass optical waveguides
US4385802A (en) Long wavelength, low-loss optical waveguide
US6817213B2 (en) Method of fabricating optical fiber preform and method of fabricating optical fiber
US4306767A (en) Single-mode optical fiber
US4145458A (en) Method of producing internally coated glass tubes for the drawing of fiber-optic light conductors
EP0176263B1 (en) Optical fiber
US4643751A (en) Method for manufacturing optical waveguide
US8820121B2 (en) Method of manufacturing optical fiber base material
US4242375A (en) Process for producing optical transmission fiber
US3932160A (en) Method for forming low loss optical waveguide fibers
WO2007122630A2 (en) Single mode optical fiber having reduced macrobending and attenuation loss and method for manufacturing the same
US4165152A (en) Process for producing optical transmission fiber
JPH04317431A (ja) 光ファイバ伝送路の製造方法
CN1097034C (zh) 光学纤维预形体及其制造方法
KR20060123733A (ko) 광섬유 및 그의 모재의 제조방법
KR20070065245A (ko) 광섬유 제조 방법들
EP2784034B1 (en) Process for making large core multimode optical fibers
KR20040055626A (ko) 도핑 수준이 증진된 광섬유의 제조방법
US20040118164A1 (en) Method for heat treating a glass article
EP0185975A1 (en) Process for fabricating a glass preform
JPS62283838A (ja) 光フアイバの製造方法
JP2003238192A (ja) 屈折率分布型レンズの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061007