RU2768315C1 - Optical fiber billet and method for manufacturing ultra-low attenuation optical fiber, as well as optical fiber - Google Patents
Optical fiber billet and method for manufacturing ultra-low attenuation optical fiber, as well as optical fiber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768315C1 RU2768315C1 RU2021111844A RU2021111844A RU2768315C1 RU 2768315 C1 RU2768315 C1 RU 2768315C1 RU 2021111844 A RU2021111844 A RU 2021111844A RU 2021111844 A RU2021111844 A RU 2021111844A RU 2768315 C1 RU2768315 C1 RU 2768315C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical fiber
- closed ring
- tail tube
- tail
- core
- Prior art date
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]
-
- 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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/022—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from molten glass in which the resultant product consists of different sorts of glass or is characterised by shape, e.g. hollow fibres, undulated fibres, fibres presenting a rough surface
- C03B37/023—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres, made by the double crucible technique
-
- 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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
-
- 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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/0253—Controlling or regulating
-
- 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
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
- C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
- C03B37/028—Drawing fibre bundles, e.g. for making fibre bundles of multifibres, image fibres
-
- 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
- C03B2203/23—Double or multiple optical cladding profiles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
- C03B2203/40—Multifibres or fibre bundles, e.g. for making image fibres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/08—Sub-atmospheric pressure applied, e.g. vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2205/00—Fibre drawing or extruding details
- C03B2205/42—Drawing at high speed, i.e. > 10 m/s
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)
Abstract
Description
Область техники Technical field
Настоящее изобретение относится к области заготовок оптического волокна, в частности, к заготовке оптического волокна и способу изготовления оптического волокна со сверхнизким ослаблением, а также к области оптического волокна. The present invention relates to the field of optical fiber preforms, in particular, to an optical fiber preform and a method for manufacturing an ultra-low attenuation optical fiber, as well as to the field of optical fiber.
Уровень техники State of the art
В связи со стремительным ростом глобальной информатизации трафик данных систем связи в последние годы быстро рос со среднегодовым темпом роста от 50% до 80%, что обуславливает необходимость развития технологий оптической связи в отношении сверхбольшой пропускной способности, сверхбольшого расстояния и сверхвысокой скорости. Технология оптической связи, как физический базовый уровень передачи информации, обеспечивающая поддержку всего мобильного Интернета, больших данных и других уровней приложения, является незаменимой базовой областью для разработки 13-го пятилетнего плана страны. Исходя из этого, основа оптической связи, а именно высокотехнологичная производственная технология и промышленное производство оптического волокна, особенно важны. С развитием технологии высокоскоростной связи технология 100G стала более совершенной, технология 400G быстро коммерциализируется, а традиционные одномодовые оптоволоконные среды все в большей степени не соответствуют требованиям высокоскоростной связи. Due to the rapid growth of global informatization, the data traffic of communication systems in recent years has grown rapidly with an average annual growth rate of 50% to 80%, which necessitates the development of optical communication technologies in terms of ultra-large bandwidth, ultra-long distance and ultra-high speed. Optical communication technology, as the physical base layer of information transmission, supporting the entire mobile Internet, big data and other application layers, is an indispensable base area for the development of the country's 13th five-year plan. Based on this, the basis of optical communication, namely high-tech production technology and industrial production of optical fiber, is particularly important. With the development of high-speed communication technology, 100G technology has become more advanced, 400G technology is being rapidly commercialized, and traditional single-mode fiber media are increasingly unable to meet the requirements of high-speed communication.
Технология получения оптического волокна со сверхнизким ослаблением представляет собой основу для систем передачи с большой пропускной способностью и на большие расстояния. Разработка оптического волокна со сверхнизким ослаблением основана на уменьшении потерь на рассеяние в оптическом волокне, поэтому оптическое волокно со сверхнизким ослаблением обычно содержит сердцевину из чистого кварца. Для получения волноводной структуры с полным отражением, в которой в качестве материала сердцевины используют чистый кремний, в качестве материала слоя защитного покрытия не может быть использован традиционный материал сердцевины из чистого кремния, вследствие чего для образования слоя защитного покрытия вокруг сердцевины из чистого кварца необходимо наносить материалы с низким показателем преломления, обычно легированные фторсодержащими элементами. После легирования кварцевого стекла фтором показатель преломления кварцевого защитного покрытия снижается, благодаря чему могут быть созданы условия для полного отражения по сравнению с областью сердцевины из чистого кремния. Однако, если кварцевое стекло легировано фтором, его вязкость также будет снижена, при этом вязкость слоя сердцевины и слоя защитного покрытия будет различной при высоких температурах. Способ изготовления оптических волокон состоит в том, чтобы сначала изготовить оптические стержни, а затем сплавить и вытянуть оптические стержни в оптические волокна при высокой температуре. Согласно способу изготовления оптических стержней как материал области сердцевины, так и материал слоя защитного покрытия подвергают процессу высокотемпературного плавления и низкотемпературного отверждения. Таким образом, если слой сердцевины и слой защитного покрытия имеют большую разницу в вязкости, при осуществлении способа изготовления вследствие несоответствия вязкости при осуществлении способа изготовления при высокой и низкой температуре возникает несоответствие периодов теплового расширения и холодного сжатия, которое приводит к повышению напряжения между слоем сердцевины и слоем защитного покрытия. Эти напряжения действуют на слой сердцевины, что приводит к значительному увеличению потерь видимого излучения, проходящего через слой сердцевины. Ultra-low attenuation optical fiber technology is the basis for high capacity and long distance transmission systems. The development of ultra-low attenuation optical fiber is based on reducing the scattering loss in optical fiber, so ultra-low attenuation optical fiber usually contains a pure silica core. In order to obtain a total reflection waveguide structure using pure silicon as the core material, the traditional pure silicon core material cannot be used as the protective coating layer material, so that materials must be applied around the pure quartz core to form a protective coating layer around the pure quartz core. with a low refractive index, usually doped with fluorine-containing elements. After the quartz glass is doped with fluorine, the refractive index of the quartz protective coating is reduced, whereby conditions for total reflection can be created compared to the region of the pure silicon core. However, if the quartz glass is doped with fluorine, its viscosity will also be reduced, and the viscosity of the core layer and the protective coating layer will be different at high temperatures. The method of manufacturing optical fibers is to first make optical rods, and then fuse and draw the optical rods into optical fibers at high temperature. According to the optical rod manufacturing method, both the material of the core region and the material of the protective coating layer are subjected to a high-temperature melting and low-temperature curing process. Thus, if the core layer and the protective coating layer have a large difference in viscosity, when the manufacturing method is carried out, due to the viscosity mismatch, when the manufacturing method is carried out at high and low temperature, a mismatch between the periods of thermal expansion and cold contraction occurs, which leads to an increase in stress between the core layer and protective coating layer. These stresses act on the core layer, which leads to a significant increase in the loss of visible radiation passing through the core layer.
Таким образом, при разработке технологии оптического волокна со сверхнизким ослаблением основным аспектом является способ уменьшения напряжения на поверхности раздела сердцевина-защитное покрытие.Thus, in the development of ultra-low attenuation optical fiber technology, the main aspect is the way to reduce the voltage at the interface of the core-protective coating.
При изготовлении оптических волокон со сверхнизким ослаблением в промышленности способ достижения соответствия вязкости слоя сердцевины и слоя защитного покрытия заключается в снижении вязкости за счет легирования калием области сердцевины без использования при этом слишком большого количества материалов, вызывающих дополнительные потери на поглощение в полосе частот связи. Однако с этим способом все же связаны некоторые проблемы, такие как возникновение дисбаланса вязкости вследствие диффузии материалов на поверхности раздела, легированной калием, и поверхности раздела, легированной фтором, а также интерференция напряжений между поверхностью раздела, легированной фтором, и наружной поверхностью раздела чистого кварца, в результате чего не может быть достигнуто заданное значение ослабления в оптическом волокне.In the industrial manufacture of ultra-low attenuation optical fibers, a way to match the viscosity of the core layer and the protective coating layer is to reduce the viscosity by doping the core region with potassium without using too many materials that cause additional absorption losses in the communication band. However, some problems are still associated with this method, such as the occurrence of a viscosity imbalance due to diffusion of materials at the potassium-doped interface and the fluorine-doped interface, as well as stress interference between the fluorine-doped interface and the outer interface of pure quartz, as a result, the specified attenuation value in the optical fiber cannot be achieved.
Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention
Ввиду недостатков, существующих в уровне техники, задача настоящего изобретения состоит в разработке заготовки оптического волокна и способа изготовления оптического волокна со сверхнизким ослаблением, а также оптического волокна, в котором устранено ослабление, вызванное высоким напряжением на поверхности раздела оптического волокна со сверхнизким ослаблением, и реализации изготовления оптического волокна со сверхнизким ослаблением. In view of the shortcomings in the prior art, an object of the present invention is to provide an optical fiber preform and a method for manufacturing an ultra-low attenuation optical fiber, as well as an optical fiber in which the attenuation caused by high voltage at the interface of the ultra-low attenuation optical fiber is eliminated, and realizing manufacture of ultra-low attenuation optical fiber.
Для решения указанной выше задачи в настоящем изобретении используется следующее техническое решение: заготовка оптического волокна для изготовления оптического волокна со сверхнизким ослаблением, содержащая стержень сердцевины и оболочку, охватывающую снаружи стержень сердцевины;In order to solve the above problem, the present invention adopts the following technical solution: an optical fiber preform for manufacturing an ultra-low attenuation optical fiber, comprising a core rod and a shell surrounding the core rod from the outside;
стержень сердцевины содержит слой сердцевины, легированный калием, и слой сердцевины, легированный совместно калием и фтором, последовательно расположенные изнутри наружу; the core rod contains a core layer doped with potassium, and a core layer doped jointly with potassium and fluorine, sequentially located from the inside to the outside;
оболочка содержит внутреннюю оболочку и наружную оболочку, последовательно расположенные изнутри наружу, причем внутренняя оболочка содержит глубокий слой, легированный фтором, и неглубокий слой, легированный фтором, последовательно расположенные изнутри наружу; аthe cladding comprises an inner cladding and an outer cladding sequentially disposed from inside to outside, wherein the inner cladding comprises a fluorine-doped deep layer and a fluorine-doped shallow layer arranged in series from inside to outside; but
зазор между стержнем сердцевины и внутренней оболочкой образует первое пространство. the gap between the core rod and the inner shell forms the first space.
Кроме того, заготовка оптического волокна дополнительно содержит хвостовую трубку, а хвостовая трубка содержит: In addition, the optical fiber preform further comprises a tail tube, and the tail tube comprises:
замкнутое кольцо; closed ring;
хвостовой стержень, один конец которого соединен со стержнем сердцевины, а другой конец соединен с замкнутым кольцом; a tail rod, one end of which is connected to the core rod, and the other end is connected to a closed ring;
внутреннюю хвостовую трубку, охватывающую снаружи хвостовой стержень, причем один конец внутренней хвостовой трубки соединен с оболочкой, а другой конец соединен с замкнутым кольцом; в то же время an inner tail tube surrounding the tail rod from the outside, wherein one end of the inner tail tube is connected to the shell and the other end is connected to a closed ring; in the same time
первое пространство и зазор между замкнутым кольцом, хвостовым стержнем и внутренней хвостовой трубкой вместе образуют первую секцию, а в замкнутом кольце имеется внутреннее аспирационное отверстие, сообщающееся с первой секцией. the first space and the gap between the closed ring, the tail rod and the inner tail tube together form the first section, and the closed ring has an internal aspiration hole communicating with the first section.
Кроме того, зазор между внутренней оболочкой и наружной оболочкой образует второе пространство. In addition, the gap between the inner shell and the outer shell forms a second space.
Кроме того, заготовка оптического волокна дополнительно содержит хвостовую трубку, а хвостовая трубка содержит: In addition, the optical fiber preform further comprises a tail tube, and the tail tube comprises:
замкнутое кольцо; closed ring;
хвостовой стержень, один конец которого соединен со стержнем сердцевины, а другой конец соединен с замкнутым кольцом; a tail rod, one end of which is connected to the core rod, and the other end is connected to a closed ring;
внутреннюю хвостовую трубку, охватывающую снаружи хвостовой стержень, причем один конец внутренней хвостовой трубки соединен с внутренней оболочкой, а другой конец соединен с замкнутым кольцом; an inner tail tube enclosing the tail rod from the outside, wherein one end of the inner tail tube is connected to the inner shell and the other end is connected to a closed ring;
наружную хвостовую трубку, охватывающую снаружи внутреннюю хвостовую трубку, причем один конец наружной хвостовой трубки соединен с наружной оболочкой, а другой конец соединен с замкнутым кольцом; в то же время an outer tail tube externally surrounding the inner tail tube, with one end of the outer tail tube connected to the outer shell and the other end connected to a closed ring; in the same time
первое пространство и зазор между замкнутым кольцом, хвостовым стержнем и внутренней хвостовой трубкой вместе образуют первую секцию, а в замкнутом кольце имеется внутреннее аспирационное отверстие, сообщающееся с первой секцией; the first space and the gap between the closed ring, the tail rod and the inner tail tube together form the first section, and the closed ring has an internal aspiration hole communicating with the first section;
второе пространство и зазор между замкнутым кольцом, внутренней хвостовой трубкой и наружной хвостовой трубкой вместе образуют вторую секцию, а в замкнутом кольце дополнительно имеется наружное аспирационное отверстие, сообщающееся со второй секцией. the second space and the gap between the closed ring, the inner tail tube and the outer tail tube together form the second section, and the closed ring additionally has an outer aspiration hole communicating with the second section.
В настоящем изобретении также предложен способ изготовления оптического волокна со сверхнизким ослаблением с использованием заготовки оптического волокна как упомянуто выше, включающий следующие этапы: The present invention also provides a method for manufacturing an ultra-low attenuation optical fiber using an optical fiber preform as mentioned above, comprising the following steps:
обеспечение вытяжной башни; provision of an exhaust tower;
закрепление заготовки оптического волокна в вытяжной башне; fixing the preform of optical fiber in the exhaust tower;
регулирование степени вакуумирования в первом пространстве до первой заданной степени вакуумирования и выполнение вытяжки оптического волокна. adjusting the vacuum degree in the first space to the first predetermined vacuum degree; and drawing the optical fiber.
Кроме того, заготовка оптического волокна дополнительно содержит хвостовую трубку, а хвостовая трубка содержит: In addition, the optical fiber preform further comprises a tail tube, and the tail tube comprises:
замкнутое кольцо; closed ring;
хвостовой стержень, один конец которого соединен со стержнем сердцевины, а другой конец соединен с замкнутым кольцом; a tail rod, one end of which is connected to the core rod, and the other end is connected to a closed ring;
внутреннюю хвостовую трубку, охватывающую снаружи хвостовой стержень, причем один конец внутренней хвостовой трубки соединен с оболочкой, а другой конец соединен с замкнутым кольцом; в то же время an inner tail tube surrounding the tail rod from the outside, wherein one end of the inner tail tube is connected to the shell and the other end is connected to a closed ring; in the same time
первое пространство и зазор между замкнутым кольцом, хвостовым стержнем и внутренней хвостовой трубкой вместе образуют первую секцию, а в замкнутом кольце имеется внутреннее аспирационное отверстие, сообщающееся с первой секцией; the first space and the gap between the closed ring, the tail rod and the inner tail tube together form the first section, and the closed ring has an internal aspiration hole communicating with the first section;
причем способ дополнительно включает: откачивание газа наружу через внутреннее аспирационное отверстие для регулирования степени вакуумирования в первом пространстве до первой заданной степени вакуумирования. wherein the method further comprises: pumping out the gas to the outside through the internal aspiration hole to control the degree of vacuum in the first space to the first predetermined degree of vacuum.
В настоящем изобретении также предложен способ изготовления оптического волокна со сверхнизким ослаблением с использованием заготовки оптического волокна как упомянуто выше, включающий следующие этапы:The present invention also provides a method for manufacturing an ultra-low attenuation optical fiber using an optical fiber preform as mentioned above, comprising the following steps:
обеспечение вытяжной башни; provision of an exhaust tower;
закрепление заготовки оптического волокна в вытяжной башне; fixing the preform of optical fiber in the exhaust tower;
регулировку степени вакуумирования в первом пространстве до первой заданной степени вакуумирования, регулировку степени вакуумирования во втором пространстве до второй заданной степени вакуумирования и выполнение вытяжки оптического волокна, причем вторая заданная степень вакуумирования меньше первой заданной степени вакуумирования. adjusting the vacuum degree in the first space to the first predetermined vacuum degree, adjusting the vacuum degree in the second space to the second predetermined vacuum degree, and drawing the optical fiber, the second predetermined vacuum degree being less than the first predetermined vacuum degree.
Кроме того, заготовка оптического волокна дополнительно содержит хвостовую трубку, а хвостовая трубка содержит: In addition, the optical fiber preform further comprises a tail tube, and the tail tube comprises:
замкнутое кольцо; closed ring;
хвостовой стержень, один конец которого соединен со стержнем сердцевины, а другой конец соединен с замкнутым кольцом; a tail rod, one end of which is connected to the core rod, and the other end is connected to a closed ring;
внутреннюю хвостовую трубку, охватывающую снаружи хвостовой стержень, причем один конец внутренней хвостовой трубки соединен с внутренней оболочкой, а другой конец соединен с замкнутым кольцом; an inner tail tube enclosing the tail rod from the outside, wherein one end of the inner tail tube is connected to the inner shell and the other end is connected to a closed ring;
наружную хвостовую трубку, охватывающую снаружи внутреннюю хвостовую трубку, причем один конец наружной хвостовой трубки соединен с наружной оболочкой, а другой конец соединен с замкнутым кольцом; в то же время an outer tail tube externally surrounding the inner tail tube, with one end of the outer tail tube connected to the outer shell and the other end connected to a closed ring; in the same time
первое пространство и зазор между замкнутым кольцом, хвостовым стержнем и внутренней хвостовой трубкой вместе образуют первую секцию, а в замкнутом кольце имеется внутреннее аспирационное отверстие, сообщающееся с первой секцией; the first space and the gap between the closed ring, the tail rod and the inner tail tube together form the first section, and the closed ring has an internal aspiration hole communicating with the first section;
второе пространство и зазор между замкнутым кольцом, внутренней хвостовой трубкой и наружной хвостовой трубкой вместе образуют вторую секцию, а в замкнутом кольце дополнительно имеется наружное аспирационное отверстие, сообщающееся со второй секцией; the second space and the gap between the closed ring, the inner tail tube and the outer tail tube together form the second section, and the closed ring further has an outer aspiration hole communicating with the second section;
причем способ дополнительно включает: откачивание газа наружу через внутреннее аспирационное отверстие для регулирования степени вакуумирования в первом пространстве до первой заданной степени вакуумирования и откачивание газа наружу через наружное аспирационное отверстие для регулирования степени вакуумирования во втором пространстве до второй заданной степени вакуумирования. wherein the method further includes: pumping out the gas to the outside through the inner aspiration hole to control the vacuum degree in the first space to the first predetermined vacuum degree and pumping the gas outward through the outer aspiration hole to adjust the vacuum degree in the second space to the second predetermined vacuum degree.
Кроме того, вытяжная башня содержит: In addition, the exhaust tower contains:
нагревательный элемент для предварительного нагрева, выполненный с возможностью предварительного нагрева заготовки оптического волокна, причем нагревательный элемент для предварительного нагрева содержит зону предварительного нагрева для размещения заготовки оптического волокна; a preheating heating element configured to preheat the optical fiber preform, the preheating element comprising a preheating zone for accommodating the optical fiber preform;
нагревательный элемент для сплавления, выполненный с возможностью сплавления предварительно нагретой заготовки оптического волокна в сплошной стержень и образования оптического волокна со сверхнизким ослаблением, причем нагревательный элемент для сплавления содержит зону сплавления для размещения предварительно нагретой заготовки оптического волокна, а зона сплавления расположена ниже зоны предварительного нагрева; a fusion heating element configured to fuse the preheated optical fiber preform into a solid rod and form an ultra-low attenuation optical fiber, the fusion heating element comprising a fusion zone for accommodating the preheated optical fiber preform, and the fusion zone located below the preheating zone;
нагревательный элемент, поддерживающий нагрев, выполненный с возможностью охлаждения оптического волокна со сверхнизким ослаблением до первой заданной температуры для снятия напряжения сплавления, причем нагревательный элемент, поддерживающий нагрев, содержит зону поддержания нагрева для размещения оптического волокна со сверхнизким ослаблением, а зона поддержания нагрева расположена ниже зоны сплавления; a heating maintaining element configured to cool the ultra-low attenuation optical fiber to a first predetermined temperature to relieve fusion stress, wherein the heating maintaining element comprises a heating maintaining zone for accommodating the ultra-low attenuation optical fiber, and the heating maintaining zone is located below the zone fusion;
печь для отжига, выполненную с возможностью отжига оптического волокна со сверхнизким ослаблением со снятием напряжения сплавления при второй заданной температуре, обеспечивающей снятие напряжения на поверхности раздела, причем печь для отжига содержит зону отжига для размещения оптического волокна со сверхнизким ослаблением, а зона отжига расположена ниже зоны поддержания нагрева; иan annealing furnace configured to anneal the ultra-low attenuation optical fiber to relieve fusion stress at a second predetermined temperature to relieve stress at the interface, the annealing furnace comprising an annealing zone for accommodating the ultra-low attenuation optical fiber, and the annealing zone is located below the zone maintaining heat; And
датчик температуры, выполненный с возможностью определения температуры, при которой оптическое волокно со сверхнизким ослаблением со снятым напряжением сплавления поступает в печь для отжига и выходит из нее. a temperature sensor configured to detect a temperature at which the fusion stress-relieved ultra-low attenuation optical fiber enters and exits the annealing furnace.
В настоящем изобретении также предложено оптическое волокно со сверхнизким ослаблением, изготовленное с использованием любой из заготовок оптического волокна, упомянутых выше, содержащее слой сердцевины и слой защитного покрытия, охватывающий снаружи слой сердцевины; The present invention also provides an ultra-low attenuation optical fiber made using any of the optical fiber preforms mentioned above, comprising a core layer and a protective coating layer externally surrounding the core layer;
причем слой сердцевины содержит область сердцевины, легированную калием, и область сердцевины, легированную совместно калием и фтором, последовательно расположенные изнутри наружу; wherein the core layer comprises a potassium-doped core region and a potassium-fluorine co-doped core region arranged sequentially from the inside to the outside;
слой защитного покрытия содержит глубокую область, легированную фтором, неглубокую область, легированную фтором, и кварцевую область, последовательно расположенные изнутри наружу; иthe protective coating layer comprises a fluorine-doped deep region, a fluorine-doped shallow region, and a quartz region arranged sequentially from inside to outside; And
на рабочей длине волны 1550 нм ослабление в оптическом волокне со сверхнизким ослаблением составляет менее 0,150 дБ/км. at an operating wavelength of 1550 nm, the attenuation in an ultra-low attenuation optical fiber is less than 0.150 dB/km.
По сравнению с предшествующим уровнем техники настоящее изобретение имеет следующие преимущества. Compared with the prior art, the present invention has the following advantages.
В настоящем изобретении предложена концепция объединения многослойного стержня сердцевины и многослойной оболочки, основанная на принципе согласования вязкости для уменьшения напряжения на поверхности раздела, причем слой сердцевины, легированный совместно фтором и калием, расположен снаружи слоя сердцевины, легированного калием, а внутренний слой внутренней оболочки согласован со слоем сердцевины, легированным совместно калием и фтором, за счет использования глубокого слоя, легированного фтором, с применением способа постепенного перехода, позволяющего уменьшить дисбаланс вязкости на поверхности раздела, вызванный диффузией легко диффундирующего фторид-иона в слой сердцевины; и в то же время в наружном слое внутренней оболочки постепенно уменьшается степень легирования фтором с образованием неглубокого слоя, легированного фтором, в результате чего уменьшается напряжение между внутренней оболочкой и наружной оболочкой. The present invention proposes the concept of combining a multilayer core rod and a multilayer cladding based on the principle of viscosity matching to reduce the stress at the interface, with the core layer doped jointly with fluorine and potassium is located outside the core layer doped with potassium, and the inner layer of the inner cladding is matched with a core layer co-doped with potassium and fluorine by using a deep layer doped with fluorine using a gradual transition method to reduce the viscosity imbalance at the interface caused by diffusion of the easily diffusible fluoride ion into the core layer; and at the same time, in the outer layer of the inner cladding, the degree of doping with fluorine is gradually reduced to form a shallow fluorine-doped layer, thereby reducing the stress between the inner cladding and the outer cladding.
Конец заготовки оптического волокна согласно настоящему изобретению имеет комбинированную хвостовую трубку для обеспечения хорошего сплошного сплавления между стержнем сердцевины и внутренней оболочкой, а также между внутренней оболочкой и наружной оболочкой в ходе вытяжки оптического волокна, причем газ из первого пространства и второго пространства откачивают по отдельности для регулирования степени вакуумирования в процессе вытяжки оптического волокна, чтобы добиться хорошего сплошного сплавления между стержнем сердцевины и оболочкой, а также между внутренней оболочкой и наружной оболочкой в ходе вытяжки оптического волокна. The end of the optical fiber preform according to the present invention has a combined tail tube to ensure good continuous fusion between the core rod and the inner cladding, and between the inner cladding and the outer cladding during the drawing of the optical fiber, and the gas from the first space and the second space is evacuated separately to regulate degree of vacuum during the optical fiber drawing process in order to achieve good continuous fusion between the core rod and the cladding, and between the inner cladding and the outer cladding during the optical fiber drawing.
Краткое описание чертежей Brief description of the drawings
На фиг. 1 представлено схематическое изображение конструкции торцовой поверхности заготовки оптического волокна в качестве одного варианта осуществления настоящего изобретения; In FIG. 1 is a schematic diagram of an end surface structure of an optical fiber preform as one embodiment of the present invention;
на фиг. 2 представлено схематическое изображение вытяжки заготовки оптического волокна, показанной на фиг. 1; in fig. 2 is a schematic representation of the drawing of the optical fiber preform shown in FIG. one;
на фиг. 3 представлено схематическое изображение конструкции торцовой поверхности заготовки оптического волокна в качестве еще одного варианта осуществления настоящего изобретения; in fig. 3 is a schematic view of an end surface structure of an optical fiber preform as another embodiment of the present invention;
на фиг. 4 представлено схематическое изображение вытяжки заготовки оптического волокна, показанной на фиг. 3; in fig. 4 is a schematic representation of the drawing of the optical fiber preform shown in FIG. 3;
на фиг. 5 представлено схематическое изображение конструкции торцовой поверхности оптического волокна со сверхнизким ослаблением в качестве варианта осуществления настоящего изобретения. in fig. 5 is a schematic view of an end-surface structure of an ultra-low attenuation optical fiber as an embodiment of the present invention.
На фигурах: А-первое пространство; B - второе пространство; C - первая секция; D - вторая секция; 1 - стержень сердцевины; 10 - слой сердцевины, легированный калием; 11 - слой сердцевины, легированный совместно калием и фтором; 2 - оболочка; 20 - внутренняя оболочка; 200 - глубокий слой, легированный фтором; 201 - неглубокий слой, легированный фтором; 21 - наружная оболочка; 3 - хвостовая трубка; 30 - замкнутое кольцо; 31 - хвостовой стержень; 32 - внутренняя хвостовая трубка; 33 - наружная хвостовая трубка; 34 - внутреннее аспирационное отверстие; 35 - наружное аспирационное отверстие; 4 - слой сердцевины; 40 - область сердцевины, легированная калием; 41 - область сердцевины, легированная совместно фтором и калием; 5 - слой защитного покрытия; 50 - глубокая область, легированная фтором; 51 - неглубокая область, легированная фтором; 52-кварцевая область; 6 - вытяжная башня; 60 - нагревательный элемент для предварительного нагрева; 600 - зона предварительного нагрева; 61 - нагревательный элемент для сплавления; 610 - зона сплавления; 62 - нагревательный элемент, поддерживающий нагрев; 620 - зона поддержания нагрева; 63 - печь для отжига; 630 - зона отжига; 64 - датчик верхней температуры; 65 - датчик нижней температуры; 7 - оптическое волокно со сверхнизким ослаблением. On the figures: A-first space; B - second space; C - first section; D - second section; 1 - core rod; 10 - core layer doped with potassium; 11 - core layer doped together with potassium and fluorine; 2 - shell; 20 - inner shell; 200 - deep layer doped with fluorine; 201 - shallow layer doped with fluorine; 21 - outer shell; 3 - tail tube; 30 - closed ring; 31 - tail rod; 32 - inner tail tube; 33 - outer tail tube; 34 - internal aspiration hole; 35 - external aspiration hole; 4 - core layer; 40 - core region doped with potassium; 41 - region of the core, doped together with fluorine and potassium; 5 - protective coating layer; 50 - deep region doped with fluorine; 51 - shallow area doped with fluorine; 52-quartz region; 6 - exhaust tower; 60 - heating element for preheating; 600 - preheating zone; 61 - heating element for fusion; 610 - fusion zone; 62 - a heating element that maintains heating; 620 - heating maintenance zone; 63 - annealing furnace; 630 - annealing zone; 64 - upper temperature sensor; 65 - lower temperature sensor; 7 - optical fiber with ultra-low attenuation.
Осуществление изобретения Implementation of the invention
Далее настоящее изобретение будет подробно описано со ссылкой на чертежи в сочетании с вариантами осуществления. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings in conjunction with embodiments.
Технологию изготовления оптических волокон можно разделить на технологию изготовления заготовок оптического волокна и технологию вытяжки заготовок оптического волокна в оптические волокна. Технологии производства заготовок оптического волокна обычно включают активируемое плазмой химическое осаждение из паровой фазы (Plasma activated Chemical Vapour Deposition, PVCD), модифицированное химическое осаждение из паровой фазы (Modified Chemical Vapour Deposition, MCVD), осевое осаждение из паровой фазы (Vapour phase Axial Deposition, VAD), внешнее химическое осаждение из паровой фазы (Outside Chemical Vapour Deposition, OVD) и другие способы обработки. Согласно вышеупомянутым способам сначала обычно изготавливают стержень сердцевины оптического волокна, затем изготавливают оболочку оптического волокна, после чего стержень сердцевины и оболочку объединяют друг с другом с образованием готовой заготовки оптического волокна, и, наконец, заготовку оптического волокна помещают в вытяжную башню и вытягивают в оптическое волокно. Optical fiber manufacturing technology can be divided into optical fiber preform manufacturing technology and optical fiber preform drawing technology into optical fibers. Optical fiber preform manufacturing technologies typically include Plasma activated Chemical Vapor Deposition (PVD), Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD), Vapor phase Axial Deposition, VAD), external chemical vapor deposition (Outside Chemical Vapor Deposition, OVD) and other processing methods. According to the above methods, an optical fiber core rod is usually manufactured first, then an optical fiber cladding is manufactured, after which the core rod and the cladding are combined with each other to form a finished optical fiber preform, and finally, the optical fiber preform is placed in a drawing tower and drawn into an optical fiber. .
В настоящем изобретении используют способ активируемого плазмой химического осаждения из паровой фазы (PCVD) или модифицированного химического осаждения из паровой фазы для изготовления стержня сердцевины, способ PCVD для изготовления внутренней оболочки и способ внешнего химического осаждения из паровой фазы или другие способы для изготовления наружной оболочки. In the present invention, a plasma-activated chemical vapor deposition (PCVD) or modified chemical vapor deposition method for manufacturing a core rod, a PCVD method for manufacturing an inner shell, and an external chemical vapor deposition method or other methods for manufacturing an outer shell are used.
Как показано на фиг. 1, в первом варианте осуществления настоящего изобретения предложена заготовка оптического волокна для изготовления оптического волокна со сверхнизким ослаблением. Заготовка оптического волокна содержит стержень 1 сердцевины и оболочку 2, охватывающую снаружи стержень 1 сердцевины; стержень 1 сердцевины содержит слой 10 сердцевины, легированный калием, и слой 11 сердцевины, легированный совместно калием и фтором, последовательно расположенные изнутри наружу; оболочка 2 содержит внутреннюю оболочку 20 и наружную оболочку 21, последовательно расположенные изнутри наружу, причем наружная оболочка 21 изготовлена из чистого кварца, а внутренняя оболочка 20 содержит глубокий слой 200, легированный фтором, и неглубокий слой 201, легированный фтором, последовательно расположенные изнутри наружу; а зазор между стержнем 1 сердцевины и внутренней оболочкой 20 образует первое пространство A. As shown in FIG. 1, the first embodiment of the present invention provides an optical fiber preform for manufacturing an ultra-low attenuation optical fiber. The optical fiber preform comprises a
В настоящем изобретении предложена концепция объединения многослойного стержня сердцевины и многослойной оболочки, основанная на принципе согласования вязкости для уменьшения напряжения на поверхности раздела, причем слой 11 сердцевины, легированный совместно фтором и калием, расположен снаружи слоя 10 сердцевины, легированного калием, а внутренний слой внутренней оболочки 20 согласован со слоем 11 сердцевины, легированным совместно калием и фтором, за счет использования глубокого слоя 200, легированного фтором, с применением способа постепенного перехода, позволяющего уменьшить дисбаланс вязкости на поверхности раздела, вызванный диффузией легко диффундирующего фторид-иона в слой сердцевины; и в то же время в наружном слое внутренней оболочки 20 постепенно уменьшается степень легирования фтором с образованием неглубокого слоя 201, легированного фтором, в результате чего уменьшается напряжение между внутренней оболочкой 20 и наружной оболочкой 21. The present invention proposes a concept of combining a multilayer core rod and a multilayer cladding based on the principle of viscosity matching to reduce stress at the interface, wherein the fluorine and potassium co-doped core layer 11 is located on the outside of the potassium-doped core layer 10, and the inner layer of the
В соответствии с настоящим изобретением стержень 1 сердцевины и оболочка 2 могут быть непосредственно размещены в вытяжной башне для вытяжки и затем равномерно сплавлены путем регулирования степени вакуумирования в первом пространстве A. Стержень 1 сердцевины и оболочку 2 предварительно нагревают с помощью нагревательного элемента для предварительного нагрева в вытяжной башне, затем сплавляют с помощью нагревательного элемента для сплавления, а затем медленно отжигают с применением нагревательного элемента, поддерживающего нагрев, после чего подвергают воздействию холодного воздуха вне высокотемпературной печи, причем обычно отжиг осуществляют в печи для отжига, таким образом полностью устраняя замыкающее напряжение между стержнем 1 сердцевины и оболочкой 2. According to the present invention, the
Как показано на фиг. 2, заготовка оптического волокна дополнительно содержит хвостовую трубку 3, а хвостовая трубка 3 содержит: замкнутое кольцо 30, хвостовой стержень 31 и внутреннюю хвостовую трубку 32; причем один конец хвостового стержня 31 соединен со стержнем 1 сердцевины, а другой конец соединен с замкнутым кольцом 30; внутренняя хвостовая трубка 32 охватывает снаружи хвостовой стержень 31, один конец внутренней хвостовой трубки 32 соединен с оболочкой 2, а другой конец соединен с замкнутым кольцом 30; в то же время первое пространство A и зазор между замкнутым кольцом 30, хвостовым стержнем 31 и внутренней хвостовой трубкой 32 вместе образуют первую секцию C, а в замкнутом кольце 30 имеется внутреннее аспирационное отверстие 34, сообщающееся с первой секцией C. As shown in FIG. 2, the optical fiber preform further comprises a
Конец заготовки оптического волокна согласно настоящему изобретению имеет комбинированную хвостовую трубку 3 для обеспечения хорошего сплошного сплавления между стержнем 1 сердцевины и оболочкой 2 во время вытяжки оптического волокна, причем из первого пространства A (или первой секции C) выполняют откачку для регулирования степени вакуумирования в процессе вытяжки оптического волокна, чтобы добиться хорошего сплошного сплавления стержня 1 сердцевины и оболочки 2. The end of the optical fiber preform according to the present invention has a combined
Во втором варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ изготовления оптического волокна со сверхнизким ослаблением из заготовки оптического волокна, который включает следующие этапы: In a second embodiment of the present invention, a method for manufacturing an ultra-low attenuation optical fiber from an optical fiber preform is provided, which includes the following steps:
S1: обеспечение вытяжной башни 6; S1: provision of
S2: закрепление заготовки оптического волокна в вытяжной башне 6; S2: fixing the optical fiber preform in the
S3: откачивание газа наружу через внутреннее аспирационное отверстие 34 для регулирования степени вакуумирования в первом пространстве A до первой заданной степени вакуумирования и выполнение вытяжки оптического волокна. S3: evacuating gas to the outside through the
Как показано на фиг. 3, в третьем варианте осуществления настоящего изобретения предложена заготовка оптического волокна для изготовления оптического волокна со сверхнизким ослаблением. Заготовка оптического волокна состоит из стержня 1 сердцевины и оболочки 2, охватывающей снаружи стержень 1 сердцевины. Стержень 1 сердцевины содержит слой 10 сердцевины, легированный калием, и слой 11 сердцевины, легированный совместно калием и фтором, последовательно расположенные изнутри наружу; оболочка 2 содержит внутреннюю оболочку 20 и наружную оболочку 21, последовательно расположенные изнутри наружу, причем внутренняя оболочка 20 содержит глубокий слой 200, легированный фтором, и неглубокий слой 201, легированный фтором, последовательно расположенные изнутри наружу; зазор между стержнем 1 сердцевины и внутренней оболочкой 20 образует первое пространство A, а зазор между внутренней оболочкой 20 и наружной оболочкой 21 образует второе пространство B. As shown in FIG. 3, in a third embodiment of the present invention, an optical fiber preform for manufacturing an ultra-low attenuation optical fiber is provided. An optical fiber preform consists of a
В соответствии с настоящим изобретением стержень 1 сердцевины и оболочка 2 могут быть непосредственно размещены в вытяжной башне для вытяжки, затем стержень 1 сердцевины и оболочку 2 равномерно сплавляют путем регулирования степени вакуумирования в первом пространстве A, а внутреннюю оболочку 20 и наружную оболочку 21 равномерно сплавляют путем регулирования степени вакуумирования во втором пространстве B. Стержень 1 сердцевины и оболочку 20 предварительно нагревают с помощью нагревательного элемента для предварительного нагрева в вытяжной башне, затем сплавляют с помощью нагревательного элемента для сплавления, а затем медленно отжигают с помощью нагревательного элемента, поддерживающего нагрев, после чего подвергают воздействию холодного воздуха вне высокотемпературной печи, причем обычно отжиг осуществляют в печи для отжига, таким образом полностью устраняя замыкающее напряжение между стержнем 1 сердцевины и внутренней оболочкой 20, а также между внутренней оболочкой 20 и наружной оболочкой 21. According to the present invention, the
Как показано на фиг. 4, заготовка оптического волокна дополнительно содержит хвостовую трубку 3, а хвостовая трубка 3 содержит: замкнутое кольцо 30, хвостовой стержень 31, внутреннюю хвостовую трубку 32 и наружную хвостовую трубку 33. Один конец хвостового стержня 31 соединен со стержнем 1 сердцевины, а другой конец соединен с замкнутым кольцом 30. Внутренняя хвостовая трубка 32 охватывает снаружи хвостовой стержень 31, причем один конец внутренней хвостовой трубки 32 соединен с внутренней оболочкой 20, а другой конец соединен с замкнутым кольцом 30. Наружная хвостовая трубка 33 охватывает снаружи внутреннюю хвостовую трубку 32, причем один конец наружной хвостовой трубки 33 соединен с наружной оболочкой 21, а другой конец соединен с замкнутым кольцом 30. В то же время первое пространство A и зазор между замкнутым кольцом 30, хвостовым стержнем 31 и внутренней хвостовой трубкой 32 вместе образуют первую секцию C, а в замкнутом кольце 30 имеется внутреннее аспирационное отверстие 34, сообщающееся с первой секцией C. Второе пространство B и зазор между замкнутым кольцом 30, внутренней хвостовой трубкой 32 и наружной хвостовой трубкой 33 вместе образуют вторую секцию D, а в замкнутом кольце 30 дополнительно имеется наружное аспирационное отверстие 35, сообщающееся со второй секцией D. As shown in FIG. 4, the optical fiber preform further comprises a
Конец заготовки оптического волокна согласно настоящему изобретению имеет комбинированную хвостовую трубку 3 для обеспечения хорошего сплошного сплавления между стержнем 1 сердцевины и внутренней оболочкой 20, а также между внутренней оболочкой 20 и наружной оболочкой 21 в ходе вытяжки оптического волокна, причем газ из первого пространства A (или первой секции C) и второго пространства B (или второй секции D) откачивают по отдельности для регулирования степени вакуумирования в процессе вытяжки оптического волокна, чтобы добиться хорошего сплошного сплавления стержня 1 сердцевины и оболочки 2, а также между внутренней оболочкой 20 и наружной оболочкой 21 в ходе вытяжки оптического волокна. The end of the optical fiber preform according to the present invention has a combined
В четвертом варианте осуществления настоящего изобретения предложен способ изготовления оптического волокна со сверхнизким ослаблением из заготовки оптического волокна, который включает следующие этапы: In a fourth embodiment of the present invention, a method for manufacturing an ultra-low attenuation optical fiber from an optical fiber preform is provided, which includes the following steps:
S1: обеспечение вытяжной башни 6; S1: provision of
S2: закрепление заготовки оптического волокна в вытяжной башне 6; S2: fixing the optical fiber preform in the
S3: откачивание газа наружу через внутреннее аспирационное отверстие 34 для регулирования степени вакуумирования в первом пространстве A до первой заданной степени вакуумирования, откачивание газа наружу через наружное аспирационное отверстие 35 для регулирования степени вакуумирования во втором пространстве B до второй заданной степени вакуумирования, а затем вытяжка оптического волокна; причем первое пространство A находится далеко от зоны нагрева и подвержено воздействию небольшого количества тепла, в то время как второе пространство B находится ближе к зоне нагрева и подвержено воздействию большого количества тепла, поэтому вторая заданная степень вакуумирования меньше первой заданной степени вакуумирования, благодаря чему может быть обеспечено равномерное и хорошее сплошное сплавление стержня 1 сердцевины и оболочки 2, а также внутренней оболочки 20 и наружной оболочки 21. S3: pumping gas out through the
Как показано на фиг. 2 или 4, в пятом варианте осуществления настоящего изобретения предложена вытяжная башня 6, содержащая нагревательный элемент 60 для предварительного нагрева, нагревательный элемент 61 для сплавления, нагревательный элемент 62, поддерживающий нагрев, печь 63 для отжига и датчик температуры; причем As shown in FIG. 2 or 4, in the fifth embodiment of the present invention, there is provided an
нагревательный элемент 60 для предварительного нагрева выполнен с возможностью предварительного нагрева заготовки оптического волокна и содержит зону 600 предварительного нагрева для размещения заготовки оптического волокна; the preheating
нагревательный элемент 61 для сплавления выполнен с возможностью сплавления предварительно нагретой заготовки оптического волокна в сплошной стержень и образования оптического волокна 7 со сверхнизким ослаблением, и содержит зону 610 сплавления для размещения предварительно нагретой заготовки оптического волокна, а зона 610 сплавления расположена ниже зоны 600 предварительного нагрева; the
нагревательный элемент 62, поддерживающий нагрев, выполнен с возможностью медленного охлаждения оптического волокна 7 со сверхнизким ослаблением до первой заданной температуры (обычно около 2000°C) для снятия напряжения сплавления и имеет зону 620 поддержания нагрева для размещения оптического волокна 7 со сверхнизким ослаблением, причем зона 620 поддержания нагрева расположена ниже зоны 610 сплавления; the
печь 63 для отжига выполнена с возможностью нормального отжига оптического волокна 7 со сверхнизким ослаблением со снятием напряжения сплавления при второй заданной температуре (намного меньшей, чем первая заданная температура, обычно при комнатной температуре, например, около 25°C), обеспечивающей снятие напряжения на поверхности раздела, и имеет зону 630 отжига для размещения оптического волокна 7 со сверхнизким ослаблением, причем зона 630 отжига расположена ниже зоны 620 поддержания нагрева; the
датчик температуры содержит датчик 64 верхней температуры и датчик 65 нижней температуры, причем датчик 64 верхней температуры выполнен с возможностью определения температуры, при которой оптическое волокно 7 со сверхнизким ослаблением со снятым напряжением сплавления поступает в печь 63 для отжига, а датчик 65 нижней температуры выполнен с возможностью определения температуры, при которой оптическое волокно 7 со сверхнизким ослаблением со снятым напряжением сплавления выходит из печи 63 для отжига. the temperature sensor includes a
За счет определения температуры оптического волокна 7 со сверхнизким ослаблением, поступающего в печь 63 для отжига, и температуры оптического волокна 7 со сверхнизким ослаблением, выходящего из печи 63 для отжига, температуру нагревательного элемента 62, поддерживающего нагрев, регулируют таким образом, чтобы температура оптического волокна 7 со сверхнизким ослаблением, поступающего в печь 63 для отжига, достигла заданного требуемого значения. А температуру в печи 63 для отжига регулируют таким образом, чтобы температура оптического волокна 7 со сверхнизким ослаблением, выходящего из печи 63 для отжига, удовлетворяла заданным требованиям для обеспечения удовлетворения требованиям по снятию напряжения. By determining the temperature of the ultra-low attenuation
Как показано на фиг. 5, в шестом варианте осуществления настоящего изобретения предложено оптическое волокно со сверхнизким ослаблением, изготовленное с использованием заготовки оптического волокна согласно первому варианту осуществления, содержащей слой 4 сердцевины и слой 5 защитного покрытия, охватывающий снаружи слой 4 сердцевины; причем слой 4 сердцевины содержит область 40 сердцевины, легированную калием, и область 41 сердцевины, легированную совместно фтором и калием, последовательно расположенные изнутри наружу; слой 5 защитного покрытия содержит глубокую область 50, легированную фтором, неглубокую область 51, легированную фтором, и кварцевую область 52, последовательно расположенные изнутри наружу; а на рабочей длине волны 1550 нм ослабление в оптическом волокне со сверхнизким ослаблением составляет менее 0,150 дБ/км. As shown in FIG. 5, the sixth embodiment of the present invention provides an ultra-low attenuation optical fiber manufactured using an optical fiber preform according to the first embodiment, comprising a
Диаметры области 40 сердцевины, легированной калием, и области 41 сердцевины, легированной совместно калием и фтором, равны, соответственно, D40 и D41. Толщина глубокой области 50, легированной фтором, и неглубокой области 51, легированной фтором, равна, соответственно, H50 и H51, причем 1,1 ≤ D41/D40 ≤ 1,5, 3 ≤ H50/D40 ≤ 5, 0,05 ≤ H51/H50 ≤ 0,2. The diameters of the
Ниже представлены три конкретных варианта осуществления: Below are three specific implementation options:
Таблица 1 Параметры оптических волокон 1-3 Table 1 Optical fiber parameters 1-3
Диаметр заготовок оптического волокна, используемых в первом варианте осуществления, достигает 150 мм, скорость вытяжки достигает 2000 м/мин, вытянутые оптические волокна 1-3 имеют ослабление 0,150 дБ/км на длине волны 1550 нм, а оптическое волокно с меньшим диаметром сердцевины имеет лучшие характеристики изгиба. The diameter of the optical fiber preforms used in the first embodiment reaches 150 mm, the drawing speed reaches 2000 m/min, the drawn optical fibers 1-3 have an attenuation of 0.150 dB/km at a wavelength of 1550 nm, and the optical fiber with a smaller core diameter has better bend characteristics.
Как показано на фиг. 5, в седьмом варианте осуществления настоящего изобретения предложено оптическое волокно со сверхнизким ослаблением, изготовленное с использованием заготовки оптического волокна согласно третьему варианту осуществления, содержащей слой 4 сердцевины и слой 5 защитного покрытия, охватывающий снаружи слой 4 сердцевины; причем слой 4 сердцевины содержит область 40 сердцевины, легированную калием, и область 41 сердцевины, легированную совместно фтором и калием, последовательно расположенные изнутри наружу; слой 5 защитного покрытия содержит глубокую область 50, легированную фтором, неглубокую область 51, легированную фтором, и кварцевую область 52, последовательно расположенные изнутри наружу; а ослабление в оптическом волокне со сверхнизким ослаблением составляет менее 0,150 дБ/км на рабочей длине волны 1550 нм. As shown in FIG. 5, the seventh embodiment of the present invention provides an ultra-low attenuation optical fiber manufactured using an optical fiber preform according to the third embodiment, comprising a
Диаметры области 40 сердцевины, легированной калием, и области 41 сердцевины, легированной совместно калием и фтором, равны, соответственно, D40 и D41. Толщина глубокой области 50, легированной фтором, и неглубокой области 51, легированной фтором, равна, соответственно, H50 и H51, причем 1,1 ≤ D41/D40 ≤ 1,5, 3 ≤ H50/D40 ≤ 5, 0,05 ≤ H51/H50 ≤ 0,2. The diameters of the
Ниже представлены три конкретных варианта осуществления: Below are three specific implementation options:
Таблица 2 Параметры оптических волокон 4-6 Table 2 Optical fiber parameters 4-6
Диаметр заготовок оптического волокна, используемых в вышеупомянутом третьем варианте осуществления, достигает 150 мм, скорость вытяжки достигает 2200 м/мин, вытянутые оптические волокна 4-6 имеют ослабление 0,150 дБ/км на длине волны 1550 нм, а оптическое волокно с меньшим диаметром сердцевины имеет лучшие характеристики изгиба, причем потери в точках сращивания оптического волокна 6 и обычного оптического волокна G.652D можно отрегулировать на уровне 0,1 дБ. The diameter of the optical fiber preforms used in the above third embodiment reaches 150 mm, the drawing speed reaches 2200 m/min, the drawn
Настоящее изобретение не ограничивается вышеупомянутыми вариантами осуществления. Специалист в данной области техники сможет предложить несколько усовершенствований и изменений без отступления от идеи настоящего изобретения, причем считается, что эти усовершенствования и изменения также находятся в пределах объема защиты настоящего изобретения. Сведения, которые не описаны подробно в настоящем описании, относятся к предшествующему уровню техники, хорошо известному специалисту в данной области техники.The present invention is not limited to the above embodiments. A person skilled in the art will be able to offer several improvements and changes without departing from the idea of the present invention, and it is considered that these improvements and changes are also within the protection scope of the present invention. Information that is not described in detail in the present description refers to the prior art, well known to a person skilled in the art.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910507965.2A CN110357410B (en) | 2019-06-12 | 2019-06-12 | Optical fiber preform and method for manufacturing ultra-low attenuation optical fiber and optical fiber |
| CN201910507965.2 | 2019-06-12 | ||
| PCT/CN2019/124974 WO2020248553A1 (en) | 2019-06-12 | 2019-12-13 | Optical fiber preform and method for fabricating ultra-low attenuation optical fiber, and optical fiber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2768315C1 true RU2768315C1 (en) | 2022-03-23 |
Family
ID=68215942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021111844A RU2768315C1 (en) | 2019-06-12 | 2019-12-13 | Optical fiber billet and method for manufacturing ultra-low attenuation optical fiber, as well as optical fiber |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110357410B (en) |
| BR (1) | BR112021008406A2 (en) |
| MX (1) | MX2021006383A (en) |
| RU (1) | RU2768315C1 (en) |
| WO (1) | WO2020248553A1 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110357410B (en) * | 2019-06-12 | 2020-08-04 | 烽火通信科技股份有限公司 | Optical fiber preform and method for manufacturing ultra-low attenuation optical fiber and optical fiber |
| CN110981181B (en) * | 2019-12-19 | 2021-03-26 | 华中科技大学 | Drawing method for heterogeneous glass material optical fiber |
| CN111362571A (en) * | 2019-12-30 | 2020-07-03 | 中天科技精密材料有限公司 | Optical fiber, optical fiber preform and method of manufacturing |
| CN112876060B (en) * | 2021-02-02 | 2022-09-02 | 烽火通信科技股份有限公司 | Preparation method of large-size optical fiber preform core rod |
| CN115594396B (en) * | 2022-11-07 | 2024-05-14 | 江苏亨通光纤科技有限公司 | Multi-core optical fiber drawing device, multi-core optical fiber drawing method, and multi-core optical fiber |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2247414C2 (en) * | 2002-03-15 | 2005-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научный центр "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова (ФГУП ГОИ) | A single-mode electrooptical fiber and a method of its production |
| CN101328012A (en) * | 2007-06-21 | 2008-12-24 | 江苏亨通光纤科技有限公司 | Large size rock quartz optical fibre prefabricated bar manufacturing method |
| RU2363668C2 (en) * | 2007-08-08 | 2009-08-10 | Леонид Михайлович Блинов | Method for making of fiber light guides workpieces, device for its implementation and workpiece fabricated thereof |
| RU2457519C1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Фиберус" | Integral optical waveguide with activated core, double light-reflective shell and its manufacture method |
| EP3121155A1 (en) * | 2015-07-24 | 2017-01-25 | Ofs Fitel Llc, A Delaware Limited Liability Company | Optical fiber with low loss and nanoscale structurally homogeneous core |
| CN108083628A (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-29 | 赫罗伊斯·坦尼沃有限公司 | For manufacturing collapse upwards technique and the equipment of glass. preform |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0162604B1 (en) * | 1994-10-07 | 1999-04-15 | 김광호 | Optical fiber preform making method |
| US5596668A (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-21 | Lucent Technologies Inc. | Single mode optical transmission fiber, and method of making the fiber |
| US7483610B2 (en) * | 2004-05-03 | 2009-01-27 | Nufern | Optical fiber having reduced defect density |
| US9658395B2 (en) * | 2014-10-21 | 2017-05-23 | Ofs Fitel, Llc | Low loss optical fiber and method of making the same |
| US9874686B2 (en) * | 2015-05-29 | 2018-01-23 | Corning Incorporated | Optical fiber with macrobend loss mitigating layer |
| CN104898200B (en) * | 2015-06-25 | 2018-03-16 | 长飞光纤光缆股份有限公司 | A kind of ultralow decay single-mode fiber for adulterating optimization |
| CN108469648B (en) * | 2018-05-14 | 2020-05-05 | 烽火通信科技股份有限公司 | Ultralow-loss large-effective-area single-mode fiber and manufacturing method thereof |
| CN110357410B (en) * | 2019-06-12 | 2020-08-04 | 烽火通信科技股份有限公司 | Optical fiber preform and method for manufacturing ultra-low attenuation optical fiber and optical fiber |
-
2019
- 2019-06-12 CN CN201910507965.2A patent/CN110357410B/en active Active
- 2019-12-13 MX MX2021006383A patent/MX2021006383A/en unknown
- 2019-12-13 BR BR112021008406-1A patent/BR112021008406A2/en unknown
- 2019-12-13 RU RU2021111844A patent/RU2768315C1/en active
- 2019-12-13 WO PCT/CN2019/124974 patent/WO2020248553A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2247414C2 (en) * | 2002-03-15 | 2005-02-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научный центр "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова (ФГУП ГОИ) | A single-mode electrooptical fiber and a method of its production |
| CN101328012A (en) * | 2007-06-21 | 2008-12-24 | 江苏亨通光纤科技有限公司 | Large size rock quartz optical fibre prefabricated bar manufacturing method |
| RU2363668C2 (en) * | 2007-08-08 | 2009-08-10 | Леонид Михайлович Блинов | Method for making of fiber light guides workpieces, device for its implementation and workpiece fabricated thereof |
| RU2457519C1 (en) * | 2010-12-03 | 2012-07-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Фиберус" | Integral optical waveguide with activated core, double light-reflective shell and its manufacture method |
| EP3121155A1 (en) * | 2015-07-24 | 2017-01-25 | Ofs Fitel Llc, A Delaware Limited Liability Company | Optical fiber with low loss and nanoscale structurally homogeneous core |
| CN108083628A (en) * | 2016-11-22 | 2018-05-29 | 赫罗伊斯·坦尼沃有限公司 | For manufacturing collapse upwards technique and the equipment of glass. preform |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR112021008406A2 (en) | 2021-09-14 |
| CN110357410B (en) | 2020-08-04 |
| MX2021006383A (en) | 2021-07-15 |
| CN110357410A (en) | 2019-10-22 |
| WO2020248553A1 (en) | 2020-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2768315C1 (en) | Optical fiber billet and method for manufacturing ultra-low attenuation optical fiber, as well as optical fiber | |
| EP3715923B1 (en) | Single-mode optical fiber with ultralow loss and large effective area and manufacturing method therefor | |
| KR102126089B1 (en) | Optical fiber and silica glass preform for optical fiber | |
| KR20130116009A (en) | Optical fiber | |
| US5790736A (en) | Quartz glass preform for optical waveguide | |
| CN109298482A (en) | A kind of large-effective area single mode fiber of low decaying and low bend loss | |
| US11577982B2 (en) | Method to prevent cracks in optical fiber preforms | |
| CN111308609B (en) | Large-effective-area low-loss single-mode optical fiber | |
| EP1287392A1 (en) | Single mode optical fibre, and method for the manufacture of a single mode optical fibre | |
| WO2020119244A1 (en) | Optical fiber and preparation method therefor | |
| US9919956B2 (en) | Method of assembling optical fiber preforms | |
| CN110028235B (en) | Optical fiber preform based on continuous melting quartz sleeve and manufacturing method thereof | |
| US8689587B2 (en) | Polarization controlling optical fiber preform and preform fabrication methods | |
| JPS61191543A (en) | Quartz base optical fiber | |
| WO2023240881A1 (en) | Land-type g.654.e optical fiber and manufacturing process therefor | |
| KR100345358B1 (en) | Quartz glass tube for optical fiber preform and manufacturing method therefor | |
| WO2012100581A1 (en) | Bend-proof multimode optical fiber | |
| US8567217B2 (en) | Optical fiber preform and manufacturing method therefor | |
| CN105182471B (en) | A kind of single mode optical fiber | |
| WO2021217905A1 (en) | Low-loss optical fiber with large effective mode area and optimized cladding composition | |
| US11161767B2 (en) | Viscocity-reducing dopants in optical fibers | |
| CN220650930U (en) | Low-attenuation large-mode-field-diameter bending insensitive single-mode optical fiber | |
| CN116908957A (en) | G.654.E optical fiber and preparation method thereof | |
| CN111505763A (en) | Bending insensitive single mode fiber | |
| KR102217526B1 (en) | Method for manufacturing silica glass preform for optical fiber |