[發明專利]一種低損耗光纖的制造方法及制造設備

有效

• 申請號: 201710067440.2
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN106892557B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 沈小平;唐成;蔣錫華;祝君;朱坤;蔣小強;甘發勇;石碧波;鄧奮
• 申請（專利權）人: 通鼎互聯信息股份有限公司
• 主分類號: C03B37/10
• 分類號: C03B37/10
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 張斯盾

本發明提供一種低損耗光纖的制造方法及制造設備，該制造方法包括以下步驟：在拉絲爐外設置水蒸汽環境，使拉絲爐內生成的熱光纖由拉絲爐口伸出后，經過水蒸汽環境。本發明提供的制造方法及相應的制造設備，利用水蒸汽退火的方式，改善光纖內部晶體結構，使內部晶體結構達到最優，降低光纖的瑞利散射，從而降低損耗，損耗最低可降至0.18db/km。

技術領域

本發明涉及光纖制造領域，尤其涉及一種低損耗光纖的制造方法及制造設備。

背景技術

隨著光纖技術的發展，光纖的長距離傳輸越來越大，現有的光纖由于衰耗較高，傳輸的距離短，在長距離傳輸過程中需要增加中繼站進行信號的增強，但是由于中繼站的價格昂貴，運營商希望有在長距離傳輸過程即能降低建設成本又不影響正常的傳輸損耗較小的光纖。光纖的損耗分本征損耗和制造損耗，本征損耗是光纖材料固有的損耗，是無法避免的。光纖的制造損耗是制造光纖過程產生的，主要是在制造過程中引入的一些不純成分(雜質吸收)和結構缺陷造成的，雜質吸收主要是過渡金屬離子和OHˉ導致的光的損耗。

隨著光棒制造工藝的完善，過渡金屬離子和OHˉ導致的光的損耗已經微乎其微，但是光纖的結構缺陷帶來散射損耗卻始終存在。光纖的結構缺陷主要受光纖內部的晶體結構影響，光纖內部晶體的結構主要受光纖的制造工藝影響，現有的光纖生產工藝包括熔融拉絲工序、定型冷卻工序、退火工序、拉絲冷卻工序、涂覆工序和固化工序，其中退火工序對光纖內部結構的影響至關重要。

在現有技術中，已提出一些用來降低輻射引發的光功率衰減的退火技術方案，比如利用熱退火降低被動單模光纖的輻射引發的光功率衰減。然而，熱退火的方法須要加溫至200℃到300℃才能有效降低輻射引發的衰減，如此高溫的環境可能會損害或降低元件其周遭元件組的功能。

此外，在現有技術中，光致退火方法雖已提出用來降低被動單模光纖，例如玻璃光纖和摻鍺光纖，以及摻鉺光纖的輻射引發的衰減，但成效不彰。

發明內容

本發明通過優化光纖的制造工序及制造設備，改造光纖內部晶體的結構，達到降低光纖散射損耗的目的。本發明的目的具體是通過以下技術方案實現的。

根據本發明的一個方面，提供一種低損耗光纖的制造方法，包括以下步驟：

在拉絲爐外拉絲爐口附近設置隔絕環境的步驟，以隔絕水蒸汽進入拉絲爐內；

在拉絲爐外設置水蒸汽環境的步驟，使拉絲爐內生成的熱光纖由拉絲爐口伸出后，經過水蒸汽環境；設置的水蒸汽環境的濕度為20％～30％；

設置水蒸汽環境的步驟包括，在有機玻璃管的中間部分充入水蒸汽，使熱光纖由拉絲爐口伸出后進入有機玻璃管，依次經過氣封氣體和水蒸汽環境；其中，在有機玻璃管的距離充入氣封氣體處10～15mm處充入水蒸汽，充入的水蒸汽的流量為15～30L/min。

其中，設置隔絕環境的步驟包括，在拉絲爐外爐口的下方設置兩端相通的有機玻璃管，在有機玻璃管內靠近拉絲爐口的一端充入氣封氣體。

其中，設置隔絕環境的步驟包括，在拉絲爐的出口下方40～60cm處設置有機玻璃管，有機玻璃管的長度為50～60cm，直徑為4～6cm，在有機玻璃管靠近拉絲爐口的一端15～20mm處充入氣封氣體，充入的氣封氣體的流量為15～25L/min。

其中，制造方法還包括使熱光纖經過水蒸汽環境后的固化工序和收線工序。

根據本發明的另一方面，提供一種低損耗光纖的制造設備，包括拉絲爐、拉絲塔架和水蒸汽退火系統，水蒸汽退火系統包括有機玻璃管、可活動支架組件、氣封氣體流量控制裝置和可調流量的水蒸汽供給設備，拉絲爐和可活動支架組件均設置于拉絲塔架上，有機玻璃管通過可活動支架組件可活動地架設于拉絲爐的下方拉絲爐的出口的對應位置，有機玻璃管的位置可沿拉絲爐的高度和高度垂直方向調節。