[發明專利]光纖制造方法

有效

• 申請號: 201210199740.3
• 申請日: 2012-06-14
• 公開（公告）號: CN102826750B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 春名徹也;平野正晃;田村欣章
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: C03B37/027
• 分類號: C03B37/027
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司11112
• 代理人: 宋丹氫,張天舒

技術領域

本發明涉及一種光纖制造方法

背景技術

周知的光纖包括含有堿金屬元素的芯部（參見日本專利申請公開（PCT申請的翻譯）No.2005-537210、No.2007-504080、No.2008-536190、No.2009-541796、No.2010-501894、以及No.2010-526749，美國專利申請公開No.2006/0130530，美國專利No.5146534，以及國際公開No.98/002389）。通常認為：通過將堿金屬元素添加進芯部，降低了拉制光纖預制棒以生產光纖時芯部的粘性，并且讓玻璃網絡結構能夠松弛，從而減少光纖的傳輸損耗。

另外，周知另一低損耗光纖，其包括由未添加堿金屬元素的純石英玻璃構成的芯部。周知在制造這種光纖的過程中，為了促進玻璃網絡結構的松弛，在拉絲爐下方布置退火爐，以延長加熱時間。

發明內容

本發明的目的是提供一種光纖制造方法，這種光纖包括含有堿金屬元素的芯部，該光纖具有低傳輸損耗。

根據本發明的一方面，一種光纖制造方法，包括：拉制包括芯部和包層部的硅基光纖預制棒，芯部具有大于等于5原子ppm的堿金屬元素平均濃度，其中，在拉制期間使玻璃溫度保持大于等于1500°C的時間為小于等于110分鐘。

在根據本發明實施例的光纖制造方法中，光纖預制棒芯部中堿金屬元素的平均濃度優選小于等于500原子ppm。適宜地，光纖預制棒的芯部含有堿金屬元素和鹵族元素，以及，芯部中除這些元素以外的添加元素的平均濃度等于或低于芯部中鹵族元素的平均濃度。光纖預制棒的芯部中鹵族元素的平均濃度優選在1,000原子ppm至20,000原子ppm的范圍內。堿金屬元素優選是鉀。

在根據本發明實施例的光纖制造方法中，光纖預制棒拉制期間的拉制速度適宜為1200米/分鐘或更高，更適宜在1200米/分鐘至2500米/分鐘的范圍內。光纖預制棒具有的直徑適宜為70毫米至170毫米。光纖預制棒拉制期間的拉制張力（施加于玻璃部的力）適宜在30克（0.29牛頓）至150克（1.47牛頓）的范圍內。

在根據本發明實施例的光纖制造方法中，適宜地，在光纖預制棒的拉制期間，使直徑小于等于200微米的拉制玻璃纖維在1500°C或更高溫度下加熱0.3秒或更短時間，以及，光纖預制棒的單個位置在拉絲爐中滯留時間小于等于4小時。更具體地，滯留時間定義為：從光纖預制棒的一個位置通過拉絲爐上端的時刻、到該位置通過拉絲爐下端的時刻之間的持續時間。優選地，直徑小于等于200微米的拉制玻璃纖維在1500°C或更高溫度下加熱0.01秒或更短時間。在光纖預制棒的拉制過程中，光纖預制棒的任意位置在拉絲爐中的滯留時間優選小于等于4小時。

一種根據本發明實施例的光纖制造方法是：一種光纖制造方法，該光纖包括芯部和圍繞芯部的包層部，其中，光纖預制棒的芯部具有大于等于5原子ppm的堿金屬平均濃度、以及1000原子ppm或更高的鹵族元素平均濃度，芯部中除堿金屬或鹵族元素以外的添加元素的平均濃度等于或低于芯部中鹵族元素的平均濃度，光纖預制棒具有70毫米至170毫米的直徑，拉制光纖時光纖的拉制速度為600米/分鐘或更高，以及，施加于玻璃部的力在30克（0.29牛頓）至150克（1.47牛頓）的范圍內。光纖的拉制速度優選在1200米/分鐘至3000米/分鐘的范圍內。

此外，提供了一種由根據本發明實施例的光纖制造方法所制造的光纖，其中，該光纖在1550納米波長下傳輸損耗小于等于0.18分貝/千米（dB/km）。

根據本發明的實施例，能夠制造具有低傳輸損耗的光纖，該光纖包括含有堿金屬元素的芯部。

附圖說明

圖1A是圖示光纖預制棒的折射率分布和堿金屬元素濃度分布的曲線，而圖1B是圖示光纖的折射率分布、堿金屬元素濃度分布、以及光功率分布的曲線；

圖2的曲線圖示，在拉絲爐中將玻璃溫度維持于1500℃或更高溫度的持續時間與1.55微米波長下光纖的傳輸損耗之間的關系；

圖3是拉制裝置的方案視圖；

圖4是圖示在拉制裝置中將玻璃溫度維持于1500℃或更高溫度的時間T1的方案視圖；

圖5是圖示在拉制裝置的拉絲爐中滯留時間T2的方案視圖；

圖6是圖示拉制速度與1.55微米波長下光纖的傳輸損耗之間關系的曲線；

圖7是圖示拉制速度與1.55微米波長下光纖的傳輸損耗之間關系的曲線；

圖8是圖示光纖預制棒直徑與1.55微米波長下光纖的傳輸損耗之間關系的曲線；