專利名稱：一種生產(chǎn)低偏振模色散光纖的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖制造領(lǐng)域，尤其是涉及一種生產(chǎn)低偏振模色散光纖的方法和裝置。
背景技術(shù)：
理想的單模光纖具有完美的圓對(duì)稱性。它可以傳播入射進(jìn)光纖的任何偏振態(tài)而不發(fā)生變化，即任何兩個(gè)正交的偏振本征模式是簡并的，具有相同的傳播速度。在光纖的實(shí)際生產(chǎn)制造過程中，由于各種原因造成大量的擾動(dòng)，破壞了理想光纖的對(duì)稱性，并引起模式耦合造成單模光纖中光偏振態(tài)的不穩(wěn)定，引起雙折射效應(yīng)導(dǎo)致PMD增大。常用改善PMD的方法主要有以下兩種一種是改善芯層的不圓度，另一種是施加扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。但是后者對(duì)環(huán)境變化非常敏感。公開號(hào)為CN 1592860A的中國專利《通過橢圓度的改善最終具有低PMD的光纖預(yù)制棒的制造方法》介紹了通過控制芯層圓整度的方法生產(chǎn)低PMD光纖預(yù)制棒。此方法通過多次熔縮芯棒預(yù)制棒來控制芯層的圓整度，生產(chǎn)效率極低，無法滿足目前普通光纖大規(guī)模生產(chǎn)的需求。

公開號(hào)為CN 1487315A和CN1083449A的中國專利《抗偏振模色散(PMD)系統(tǒng)》和《包括具有低偏振模色散的光纖制品及制造該光纖的方法》采用旋轉(zhuǎn)振動(dòng)輪，給光纖施加扭矩的方法降低PMD。該方法制作的光纖PMD值最小可達(dá)0. 051ps/km1/2。但是此方法在拉絲過程中容易給光纖造成損傷，嚴(yán)重影響光纖強(qiáng)度的同時(shí)也影響了拉絲速度。

發(fā)明內(nèi)容
—種生產(chǎn)的低偏振模色散(以下簡稱低PMD)光纖的制造方法,包括光纖預(yù)制棒的制作步驟及光纖預(yù)制棒的拉絲步驟。其特別之處在于在預(yù)制棒與石英套管組裝之前，將只做好的預(yù)制棒局部加熱并沿軸向旋轉(zhuǎn)拉伸，在預(yù)制棒冷卻過程中形成固定的旋轉(zhuǎn)和拉伸。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是采用一種高效率，并且對(duì)光纖強(qiáng)度無損害的方法生產(chǎn)低PMD光纖預(yù)制棒及光纖。此方法中必須嚴(yán)格控制芯棒預(yù)制棒拉伸爐溫度，旋轉(zhuǎn)夾具的速度，拉伸速度及退火時(shí)間。為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種生產(chǎn)低偏振模色散光纖的方法，該方法包括以下步驟
步驟(I)采用VAD、OVD、MCVD、PCVD方法中的一種，制作具有特定包芯比的預(yù) 制棒，芯棒預(yù)制棒的包芯比為2 < b/a < 5 ;
步驟(2)對(duì)芯棒預(yù)制棒放置在拉伸塔上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉伸；拉伸爐按照設(shè)定程序升溫至175(T220(TC，開始延伸時(shí)，上部夾具設(shè)定(T200rpm速度旋轉(zhuǎn)，拉伸夾具設(shè)定I 30mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動(dòng)控制速度上升；
步驟(3)將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設(shè)定退火溫度為80(Tll0(rC，退火時(shí)間大于5小時(shí)；步驟(4)將芯棒與石英套管組裝成光纖預(yù)制棒；
步驟(5)在拉絲塔上進(jìn)行拉絲。進(jìn)一步，芯棒預(yù)制棒102首末端分別焊接尾柄，并固定在旋轉(zhuǎn)夾具101和拉伸夾具105 上。進(jìn)一步，拉伸爐升溫至2100°C，開始延伸時(shí)，上部夾具設(shè)定為5rpm速度旋轉(zhuǎn)，拉伸夾具設(shè)定為2mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動(dòng)控制速度上升,芯棒預(yù)制棒被緩慢拉伸成芯棒，將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設(shè)定退火溫度為900°C，退火時(shí)間為10h。進(jìn)一步，步驟(4)所述石英套管為直徑125_的石英套管。本發(fā)明還提供了一種生產(chǎn)低偏振模色散光纖的裝置，該裝置包括
芯棒預(yù)制棒生產(chǎn)裝置，采用VAD、0VD、MCVD、PCVD方法中的一種，制作具有特定 包芯比的預(yù)制棒，芯棒預(yù)制棒的包芯比為2 ^ b/a ^ 5 ；
拉伸塔，用于對(duì)芯棒預(yù)制棒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉伸；其包括拉伸爐、上部夾具、拉伸夾具，拉伸爐按照設(shè)定程序升溫至175(T220(TC，開始延伸時(shí)，上部夾具設(shè)定(T200rpm速度旋轉(zhuǎn)，拉伸夾具設(shè)定l 30mm/min向下拉伸,拉伸爐以自動(dòng)控制速度上升；
退火爐，用于對(duì)拉伸后的芯棒退火，退火爐退火溫度為80(ni00°C，退火時(shí)間大于5小
時(shí)； 組裝裝置，將芯棒與石英套管組裝成光纖預(yù)制棒；
拉絲塔，包括高溫爐以及收線機(jī)，用于對(duì)光纖預(yù)制棒進(jìn)行拉絲。進(jìn)一步，芯棒預(yù)制棒首末端分別焊接尾柄，并固定在旋轉(zhuǎn)夾具101和拉伸夾具105上。進(jìn)一步,拉伸爐升溫至2100°C,開始延伸時(shí),上部夾具設(shè)定為5rpm速度旋轉(zhuǎn),拉伸夾具設(shè)定為2mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動(dòng)控制速度上升,芯棒預(yù)制棒被緩慢拉伸成芯棒，將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設(shè)定退火溫度為900°C，退火時(shí)間為10小時(shí)。進(jìn)一步，用于組裝光纖預(yù)制棒的石英套管為直徑125_的石英套管。使用本發(fā)明方法和裝置生產(chǎn)出來的光纖不僅具有較低的PMD，還可以根據(jù)需求設(shè)計(jì)不同尺寸的光纖預(yù)制棒，生產(chǎn)效率高，可滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需求。


圖1拉伸塔結(jié)構(gòu)示意圖。101為旋轉(zhuǎn)夾具；102為芯棒預(yù)制棒；103為芯棒拉伸爐；104為芯棒；105為拉伸夾具。圖2對(duì)低PMD光纖預(yù)制棒拉絲的拉絲塔的結(jié)構(gòu)示意圖。201為低PMD光纖預(yù)制棒，202為石英套管，203為芯棒，204為高溫爐，205為收線機(jī)。圖3低PMD光纖生產(chǎn)流程圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合說明書附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。采用VAD、OVD、MCVD, PCVD方法中的一種，制作具有特定包芯比的預(yù)制棒，芯棒預(yù)制棒的包芯比為2 < b/a < 5。優(yōu)選地，以VAD+套管法生產(chǎn)光纖預(yù)制棒為例，首先生產(chǎn)包/芯比為3,直徑為IOOmm的芯棒預(yù)制棒102。將芯棒預(yù)制棒102首末端分別焊接尾柄，并固定在旋轉(zhuǎn)夾具101和拉伸夾具105上，如圖1所示。將拉伸爐103按照設(shè)定程序升溫至175(T2200°C，優(yōu)選地為2100°C。開始延伸時(shí)，上部夾具101設(shè)定(T200rpm，優(yōu)選地為5rpm速度旋轉(zhuǎn)，拉伸夾具105設(shè)定l 30mm/min ,優(yōu)選地為2mm/min向下拉伸，拉伸爐103以自動(dòng)控制速度上升。芯棒預(yù)制棒102被緩慢拉伸成芯棒104。將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設(shè)定退火溫度為為80(Tll0(TC，優(yōu)選地為900°C，退火時(shí)間大于5小時(shí)，優(yōu)選地為10小時(shí)。最后按照設(shè)計(jì)需求將芯棒203與直徑為125mm的石英套管202組裝成光纖預(yù)制棒201，并在拉絲塔上實(shí)施拉絲(如圖2所示)，拉絲塔包括高溫爐204和收線機(jī)205。如圖3所示，為低PMD光纖生產(chǎn)流程圖，共分為5個(gè)步驟步驟(I)采用VAD、0VD、MCVD, PCVD方法中的一種，制作具有特定包芯比的預(yù)制棒，芯棒預(yù)制棒的包芯比為2彡b/a <5。步驟(2)對(duì)芯棒預(yù)制棒放置在拉伸塔上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉伸。步驟(3)將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設(shè)定退火溫度為為80(Tll0(rC，優(yōu)選地為900°C，退火時(shí)間大于5小時(shí)，優(yōu)選地為10h。步驟(4)將芯棒與直徑為125mm的石英套管組裝成光纖預(yù)制棒。步驟(5)在拉絲塔上進(jìn)行拉絲。
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實(shí)施例
選用G. 652D類型的單模芯棒預(yù)制棒，將芯棒預(yù)制棒置于本發(fā)明所述的拉伸塔(圖1所示)上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉伸至直徑30mm。將旋轉(zhuǎn)拉伸后的芯棒與石英套管組裝成低PMD光纖預(yù)制棒201，并至于拉絲塔(如圖2所示)上進(jìn)行拉絲，制造出低PMD光纖。表I給出了不同拉伸旋轉(zhuǎn)參數(shù)時(shí)所制造獲得的單模光纖及測試所得的光纖PMD的大小。表I
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)低偏振模色散光纖的方法，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟(I)采用VAD、OVD、MCVD、PCVD方法中的ー種，制作具有特定包芯比的預(yù) 制棒，芯棒預(yù)制棒的包芯比為2 < b/a < 5 ; 步驟(2)對(duì)芯棒預(yù)制棒放置在拉伸塔上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉伸；拉伸爐按照設(shè)定程序升溫至175(T2200°C，開始延伸時(shí)，上部夾具設(shè)定(T200rpm速度旋轉(zhuǎn)，拉伸夾具設(shè)定I 30mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動(dòng)控制速度上升； 步驟(3)將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設(shè)定退火溫度為800 1100で，退火時(shí)間大于5小時(shí)； 步驟(4)將芯棒與石英套管組裝成光纖預(yù)制棒； 步驟(5)在拉絲塔上進(jìn)行拉絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 芯棒預(yù)制棒(102)首末端分別焊接尾柄，并固定在旋轉(zhuǎn)夾具(101)和拉伸夾具(105)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 拉伸爐升溫至210(TC，開始延伸吋，上部夾具設(shè)定為5rpm速度旋轉(zhuǎn)，拉伸夾具設(shè)定為2mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動(dòng)控制速度上升，芯棒預(yù)制棒被緩慢拉伸成芯棒，將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設(shè)定退火溫度為900°C，退火時(shí)間為10小吋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于 步驟(4)所述石英套管為直徑125_的石英套管。
5.一種生產(chǎn)低偏振模色散光纖的裝置，其特征在于該裝置包括 芯棒預(yù)制棒生產(chǎn)裝置，采用VAD、OVD、MCVD, PCVD方法中的ー種，制作具有特定包芯比的預(yù)制棒，芯棒預(yù)制棒的包芯比為2 < b/a < 5 ; 拉伸塔，用于對(duì)芯棒預(yù)制棒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉伸；其包括拉伸爐、上部夾具、拉伸夾具，拉伸爐按照設(shè)定程序升溫至175(T2200°C，開始延伸時(shí)，上部夾具設(shè)定(T200rpm速度旋轉(zhuǎn)，拉伸夾具設(shè)定l 30mm/min向下拉伸,拉伸爐以自動(dòng)控制速度上升； 退火爐，用于對(duì)拉伸后的芯棒退火，退火爐退火溫度為800 1100で，退火時(shí)間大于5小時(shí)； 組裝裝置，將芯棒與石英套管組裝成光纖預(yù)制棒； 拉絲塔，包括高溫爐以及收線機(jī)，用于對(duì)光纖預(yù)制棒進(jìn)行拉絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于 芯棒預(yù)制棒首末端分別焊接尾柄，并固定在旋轉(zhuǎn)夾具(101)和拉伸夾具(105)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于 拉伸爐升溫至2100で，開始延伸時(shí)，上部夾具設(shè)定為5rpm速度旋轉(zhuǎn)，拉伸夾具設(shè)定為2mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動(dòng)控制速度上升，芯棒預(yù)制棒被緩慢拉伸成芯棒，將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設(shè)定退火溫度為900°C，退火時(shí)間為10小吋。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于 用于組裝光纖預(yù)制棒的石英套管為直徑125_的石英套管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)低偏振模色散光纖的方法和裝置，該方法包括以下步驟采用VAD、OVD、MCVD、PCVD方法中的一種，制作具有特定包芯比的預(yù)制棒，芯棒預(yù)制棒的包芯比為2≤b/a≤5；對(duì)芯棒預(yù)制棒放置在拉伸塔上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拉伸；拉伸爐按照設(shè)定程序升溫至1750～2200℃，開始延伸時(shí)，上部夾具設(shè)定0～200rpm速度旋轉(zhuǎn)，拉伸夾具設(shè)定1～30mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動(dòng)控制速度上升；將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設(shè)定退火溫度為800～1100℃，退火時(shí)間大于5小時(shí)；將芯棒與石英套管組裝成光纖預(yù)制棒；在拉絲塔上進(jìn)行拉絲。
文檔編號(hào)C03B37/025GK103030271SQ20121055430
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月19日
發(fā)明者錢建林, 肖華, 沈震強(qiáng), 顧志華, 趙奉闊, 李要飛, 李曉東 申請(qǐng)人:江蘇亨通光電股份有限公司