[發明專利]一種光纖的熱處理方法及裝置

有效

• 申請號: 201010504881.2
• 申請日: 2010-10-13
• 公開（公告）號: CN102010123A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: 吳儀溫;李江;錢新偉;曹蓓蓓
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜有限公司
• 主分類號: C03B37/025
• 分類號: C03B37/025
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

技術領域

本發明涉及一種光纖的熱處理方法及裝置，具體涉及對石英玻璃光纖進行熱處理的方法及熱處理裝置，用以進一步改善光纖的性能。

背景技術

衰減和對熱應力的敏感性是光纖的關鍵特性，尤其是對于高速率長距離通信光纖而言。光纖的工作窗口波長在600nm～1600nm的衰減主要來自于瑞利散射。當光線入射到不均勻的介質中，介質就因折射率不均勻而產生散射光。介質中分子質點無規則的熱運動，破壞了分子間固定的位置關系，從而也產生一種分子散射，即瑞利散射。瑞利散射強度受摻雜劑和濃度的影響很大。密度和濃度的微小波動都會導致光纖瑞利散射損耗的增大，摻雜量越大，濃度和密度的波動也越大。

在制造光纖時，需要將光纖的工作窗口的衰減系數降至最低。而光纖在制造過程中產生的內部應力會使光纖的衰減增加。由于內部應力導致光纖內部的缺陷增加，并使得光纖隨著環境溫度的波動而惡化這種缺陷，這些缺陷都會增加瑞利散射損失，從而引起光纖衰減增加。為此，在把光纖預制棒加熱熔融拉制成纖時，采用適當的熱處理可以防止熔融拉伸成的石英玻璃纖維急劇冷卻，改善光纖內部應力，減少原子排列的缺陷，從而抑制光纖內部瑞利散射損失。

在已公開的專利文獻中，已存在一些對光纖進行保溫處理的制造方法示例。中國專利CN1318337描述了一種光纖的制造方法，該方法在冷卻速度2000℃/秒以下，熱處理爐溫度在800℃以上、1600℃以下使光纖保溫退火，但未具體敘述保溫時間和保溫爐溫度設置。中國專利CN100336753描述了一種光纖的制造方法，該方法包括以830℃/秒至4000℃/秒的冷卻速率對光纖進行冷卻，熱處理溫度范圍是1100℃～1500℃，處理時間在0.025秒至0.5秒，該方法需要應用復雜的充有惰性氣體的馬弗爐系統，成本高昂。中國專利CN100453483描述了一種光纖的制造方法，該方法包括以2000℃/秒至3500℃/秒的冷卻速率對光纖進行冷卻，并將熱處理多個區域分別設定為不同的溫度，且第一區溫度范圍是1100℃～1300℃，下游第二區具有1400℃～1600℃范圍內的溫度，該方法未明確各溫區的長度及光纖在各溫區的處理時間。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足而提供一種可以降低光纖瑞利散射損耗、且具有衰減穩定性好即抗氫損能力強、制造效率高的光纖熱處理方法以及熱處理裝置。

本發明為解決上述提出的問題所采用的熱處理方法的技術方案為：當光纖由光纖預制棒加熱熔融拉制成纖時，在光纖從拉絲爐中被牽引出處于高溫尚未冷卻的狀態下，設置穿引光纖的保溫爐對光纖進行保溫熱處理，光纖進入所述保溫爐時的溫度控制在1400℃～1800℃，光纖離開所述保溫爐時的溫度控制在1145℃～1170℃，光纖穿引運行經過保溫爐的時間為0.08s至0.24s。

按上述方案，所述的保溫爐爐腔溫度控制在600℃～1300℃，且爐腔溫度沿光纖運行方向遞增。

按上述方案，所述的爐腔溫度沿光纖運行方向可分為兩個或兩個以上獨立溫控區域，各溫控區域的爐腔溫度沿光纖運行方向遞增，逐漸升高。即光纖進入保溫爐時溫控區域的爐腔溫度低于光纖離開保溫爐時溫控區域的爐腔溫度。

按上述方案，所述的光纖拉絲運行速度大于或等于600m/min，通常為1500m/min～2500m/min。

按上述方案，所述的光纖為匹配包層的單模光纖、多包層抗彎曲單模光纖、色散補償光纖、保偏光纖或其他特種光纖。

光纖從保溫爐中牽引出后按常規工序被強制冷卻至接近于常溫，然后運行至涂覆系統進行樹脂護層的涂覆。

按上述方案，本發明所述的保溫爐技術方案為：包括長筒形爐體，所述的長筒形爐體包括外殼體和內襯管，在內襯管外周安設發熱器件，在發熱器件外周設置保溫層，所述的內襯管爐腔溫度沿光纖運行方向即從入口至出口分為兩個或兩個以上獨立溫控區域，各溫控區域的爐腔溫度沿入口至出口方向遞增。

按上述方案，所述的內襯管為合成陶瓷管、剛玉管或耐高溫玻璃管，或者其他具耐高溫和抗氧化特性的高純耐火材料制成的管件；所述的內襯管的內徑為10mm～30mm。

按上述方案，所述的發熱器件為電發熱器件，每個溫控區域的電發熱器件對應配置溫度傳感器，并且發熱器件與溫度控制器相聯。

按上述方案，在外殼體與保溫層之間設置空氣隔熱層，在外殼體的內側設置熱反射層。所述的保溫層的單邊厚度為20mm～75mm。

按上述方案，所述的爐體為整體或者分體結構，內襯管爐腔各溫控區域的溫度設置范圍為600℃～1300℃。