[發(fā)明專利]一種基于空氣孔棒的多芯光纖及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910843247.2
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN110568549A
• 公開（公告）日: 2019-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 裴麗;巴拉及;解宇恒;維捷;卡彬;楊梅
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇斯德雷特通光光纖有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;C03B37/012;C03B37/025
• 代理公司: 11619 北京辰權(quán)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 孫瑞峰

本發(fā)明提供了一種基于空氣孔棒的多芯光纖及其制備方法，其特征在于：包括實心棒、第一空心棒、毛細(xì)空心管和第二空心棒；所述實心棒設(shè)有若干個，且均勻分布在空氣孔棒內(nèi)，所述第一空心棒套裝在實心棒中，所述毛細(xì)空心管填充在第一空心棒之間的間隙中，且毛細(xì)空心管的直徑大小不一，所述第二空心管容納上述所有的實心棒、第一空心棒和毛細(xì)空心管，第二空心管內(nèi)與第一空心管不直接接觸，且第二空心管和第一空心管之間填充有若干毛細(xì)空心管。在光纖制造技術(shù)領(lǐng)域，存在現(xiàn)有多芯光纖制作工藝不能實現(xiàn)復(fù)雜光纖結(jié)構(gòu)，批量化生產(chǎn)難度大的問題，提出了一種工藝簡單易于批量生產(chǎn)的多芯光纖制造工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于空氣孔棒的多芯光纖及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著高速信息時代的快速發(fā)展，普通單模光纖已逐漸無法滿足光纖系統(tǒng)傳輸容量的需求。近年來，以多芯光纖、少模光纖以及少模多芯光纖等為主導(dǎo)的新型空分復(fù)用光纖由于其獨特的纖芯排列方式和模場特性，成為解決光纖系統(tǒng)中傳輸容量受限以及非線性效應(yīng)損傷等問題的良好光學(xué)元件。其中，多芯光纖可以在有限包層范圍內(nèi)容納多個芯子，有效提升了單根光纖的傳輸容量，從而降低了光纖的鋪設(shè)成本，成為下一代光纖通信網(wǎng)中不可缺少的重要元件。

現(xiàn)有的多芯光纖制作技術(shù)主要有以下幾種：堆棒法，擠壓法，超聲波打孔法以及模具鑄件法。目前，堆棒法被主要應(yīng)用于多芯光纖的制作。堆棒法是將石英管與毛細(xì)管緊密排列后，加以抽真空技術(shù)，抽出空氣，然后熔縮拉制成光纖預(yù)制棒。石英棒的排布需均勻且無雜質(zhì)引入，并且需要嚴(yán)格控制毛細(xì)管直徑誤差。超聲波打孔方法制作的多芯光纖預(yù)制棒是實現(xiàn)復(fù)雜多孔結(jié)構(gòu)的直接方法，通過聲波的震動，利用打孔時玻璃之間的摩擦力和壓力的變?nèi)酰梢詫崿F(xiàn)對光纖預(yù)制棒的打孔操作，進(jìn)而將纖芯預(yù)制棒導(dǎo)入孔內(nèi)，抽真空后，進(jìn)行熔縮制作出多芯光纖預(yù)制棒。超聲波打孔技術(shù)需要精確控制孔的位置、大小和角度，不過其可以制作不同結(jié)構(gòu)的光纖預(yù)制棒。

但是，多芯光纖在實際制作中面臨以下問題：第一，采用類似于光子晶體光纖的制作方法——堆棒法制作的多芯光纖，由于實心棒的位置在堆棒過程中無法固定，造成纖芯的位置與設(shè)計位置存在一定的偏差，進(jìn)而對光纖的整體性能產(chǎn)生較大影響。且現(xiàn)有堆棒方式只能制作具有緊密堆積結(jié)構(gòu)和對稱結(jié)構(gòu)的特種光纖，對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，例如大空芯型光纖的制作，難度十分巨大。堆棒法的光纖預(yù)制棒制作周期長，無法批量生產(chǎn)。第二，采用光纖預(yù)制棒打孔方式制作的多芯光纖，由于對打孔位置及磨料選擇的要求較高，對打孔的頻率、轉(zhuǎn)速的控制需要十分精確。另一方面，由于打孔深度的限制，光纖預(yù)制棒的尺寸不能過長。同時，二氧化硅本身較弱的張力和彎曲性，要求在打孔過程中沿半徑方向不能有絲毫的裂痕，否則將對光纖預(yù)制棒的生產(chǎn)造成重大影響。因此，需要設(shè)計一種簡單、易操作的多芯光纖制作技術(shù)，不僅使光纖預(yù)制棒的性能滿足設(shè)計要求，還需要具有大批量生產(chǎn)的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)中的現(xiàn)有多芯光纖制作工藝不能實現(xiàn)復(fù)雜光纖結(jié)構(gòu)，批量化生產(chǎn)難度大這一問題，提出了一種基于空氣孔棒的多芯光纖，包括實心棒、第一空心棒、毛細(xì)空心管和第二空心棒；所述實心棒設(shè)有若干個，且均勻分布在空氣孔棒內(nèi)，所述第一空心棒套裝在實心棒中，所述毛細(xì)空心管填充在第一空心棒之間的間隙中，且毛細(xì)空心管的直徑大小不一，所述第二空心管容納上述所有的實心棒、第一空心棒和毛細(xì)空心管，第二空心管內(nèi)與第一空心管不直接接觸，且第二空心管和第一空心管之間填充有若干毛細(xì)空心管。

作為優(yōu)選的，所述第一空心棒套裝在實心棒中，所述實心棒和第一空心棒之間設(shè)有真空層，且實心棒和第一空心棒之間在多芯光纖的節(jié)點處設(shè)有空氣抽取設(shè)備接口。

通過采用上述技術(shù)方案，第一空心棒和實心棒之間采用抽真空的處理，在后續(xù)熔縮的過程中能夠避免芯棒中出現(xiàn)氣泡，提高芯棒的質(zhì)量。

作為優(yōu)選的，所述第一空心棒均勻分布在第二空心棒內(nèi)，且第一空心棒按照第二空心棒的軸線狀陣列排布，所述第一空心棒在第二空心棒內(nèi)與周圍的毛細(xì)空心管活動連接，所述第一空心棒、第二空心棒和毛細(xì)空心管管道之間存在間隙。