[發(fā)明專利]一種制造大尺寸彎曲不敏感光纖預(yù)制棒的裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210243973.9
• 申請(qǐng)日: 2012-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN102730961A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 錢建林;馬建強(qiáng);肖華;柳錦煒;沈震強(qiáng);陸學(xué)剛;李曉東;張建波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇亨通光電股份有限公司
• 主分類號(hào): C03B37/018
• 分類號(hào): C03B37/018
• 代理公司: 北京宇生知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11116
• 代理人: 倪駿;莊益利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制造大尺寸彎曲不敏感光纖預(yù)制棒的裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步普及，視頻以及其他高帶寬應(yīng)用對(duì)包括無(wú)線寬帶在內(nèi)的寬帶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展都具有巨大的促進(jìn)作用，市場(chǎng)對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)的需求持續(xù)增長(zhǎng)。在光纖骨干網(wǎng)建設(shè)基本就緒的背景下，為滿足寬帶市場(chǎng)以及3G建設(shè)的需求，近幾年，運(yùn)營(yíng)商都把光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)放在光纖城域網(wǎng)和光纖接入網(wǎng)上。運(yùn)營(yíng)商也紛紛推出自己的寬帶發(fā)展戰(zhàn)略，大力推進(jìn)FTTx的建設(shè)，這一方面帶動(dòng)了我國(guó)光纖光纜需求的持續(xù)增長(zhǎng)，另一方面也對(duì)光纖光纜性能提出了更高的要求，市場(chǎng)對(duì)適合城域網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展的新型光纖的需求呈不斷增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

彎曲不敏感光纖光纜要求具有與普通G.652光纖不同的傳輸特性，特別要求光纖在極小的彎曲半徑下，產(chǎn)生的附加損耗很小的性能。市場(chǎng)調(diào)查機(jī)構(gòu)?Heavy?Reading日前發(fā)表的題為“FTTH在全世界的技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展”的報(bào)告預(yù)計(jì)，到2012年全球5%的家庭將實(shí)現(xiàn)FTTH，?FTTH用戶總數(shù)有望從2000萬(wàn)增至9000萬(wàn)。

對(duì)于單模光纖，模場(chǎng)直徑和截止波長(zhǎng)對(duì)光纖的宏彎損耗起主要作用，可用MAC值來衡量光纖的彎曲性能，其中：MAC定義為模場(chǎng)直徑與截止波長(zhǎng)的比值。MAC越小，則光纖的彎曲不敏感性能越好。顯然，降低模場(chǎng)直徑、增大截止波長(zhǎng)能達(dá)到降低MAC的目的，所以需要在模場(chǎng)直徑和截止波長(zhǎng)兩個(gè)參數(shù)上做出平衡，以滿足實(shí)際使用需要。研究表明，采用雙包層下陷型的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（圖1）在降低光纖截止波長(zhǎng)的同時(shí)可提高光纖的彎曲不敏感性能，而且光學(xué)部分可維持G.652光纖的設(shè)計(jì)，因而為當(dāng)前G.657光纖的較優(yōu)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

國(guó)內(nèi)發(fā)明專利ZL200410061392.9公開了一種彎曲不敏感光纖及其制備方法，采用PCVD工藝制備光纖預(yù)制棒，但其工藝要求需分別制造五個(gè)包層，因此折射率剖面難以控制，而且在熔縮過程中需通入大氣臭氧層的破壞元兇氟利昂氣體，目前已被禁止生產(chǎn)和使用，同時(shí)采用PCVD工藝制備的光纖預(yù)制棒尺寸較小，拉絲效率較低。國(guó)內(nèi)發(fā)明專利ZL200910062855.6公開了一種單模光纖及其制造方法，只是提到了一種彎曲不敏感光纖的設(shè)計(jì)方法，而沒有具體提及光纖預(yù)制棒的制造方法，其制棒工藝要求較高，實(shí)際生產(chǎn)過程中難以實(shí)施。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種制造大尺寸彎曲不敏感光纖預(yù)制棒的裝置，該裝置包括沉積設(shè)備、燒結(jié)設(shè)備，沉積設(shè)備包括芯層噴燈、芯層內(nèi)包層噴燈、芯層外包層噴燈，用于將初始靶棒沉積為芯棒松散體，其中芯棒松散體包括芯層、芯層內(nèi)包層、芯層外包層；燒結(jié)設(shè)備包括加熱爐、進(jìn)氣口和排氣口，用于將芯棒松散體燒結(jié)為具有內(nèi)包層的玻璃芯棒；對(duì)上述制備的玻璃芯棒沉積外包層，再通過脫水燒結(jié)成透明的光纖預(yù)制棒，或者將上述制備的玻璃芯棒插入純石英套管中組裝好光纖預(yù)制棒。

進(jìn)一步，所述的芯層通過摻鍺控制其相對(duì)折射率差Δ₁在0.41%~0.50%之間；所述芯層內(nèi)包層在沉積過程中通過摻鍺控制其相對(duì)折射率差Δ₂在0.25%~0.35%之間；所述的芯層外包層是在沉積過程中通過摻氟控制其相對(duì)折射率差Δ3在-0.05%~-0.20%之間；所述的內(nèi)包層是在脫水燒結(jié)過程中摻氟控制其相對(duì)折射率差Δ4在-0.02%~-0.07%之間；所述的外包層是純SiO2玻璃。

進(jìn)一步，所述芯層噴燈將生成的SiO₂和GeO₂微粒由火焰送至初始靶棒的端面附近，最終沉積在初始靶棒端面上，由此形成芯棒松散體的芯層。

進(jìn)一步，所述芯棒松散體中的芯層內(nèi)包層也是芯層內(nèi)包層噴燈將生成的SiO₂和GeO₂微粒由火焰送至芯層端面附近，最終沉積在芯層端面上形成的一層摻鍺的SiO₂疏松體。

進(jìn)一步，所述芯棒松散體中的芯層外包層是芯層外包層噴燈通過摻雜CF₄的SiCl₄將生成摻氟的SiO₂微粒沉積在芯層內(nèi)包層表面上而形成的疏松體。

進(jìn)一步，在沉積設(shè)備中，初始靶棒由伺服電機(jī)緩慢提升并勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，提升速率與沉積速率相對(duì)應(yīng)，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速為25轉(zhuǎn)/分鐘，提速為0.85毫米/分鐘。