[發(fā)明專利]一種大芯徑單偏振光纖的拉絲設備與方法

在審

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• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111704357A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 肖春;司旭;戎亮;任軍江
• 申請（專利權）人: 上海傳輸線研究所(中國電子科技集團公司第二十三研究所)
• 主分類號: C03B37/027
• 分類號: C03B37/027
• 代理公司: 上海市嘉華律師事務所 31285
• 代理人: 黃琮;夏燁

本發(fā)明涉及一種大芯徑單偏振光纖的拉絲設備與方法。所述設備其特征在于包括了拉絲爐低溫區(qū)、拉絲爐高溫區(qū)、退火管，拉絲爐低溫區(qū)與拉絲爐高溫區(qū)交替依次排列形成加熱爐區(qū)，兩個拉絲爐高溫區(qū)的中心線與光纖的應力元的中心連線相互垂直，兩個拉絲爐低溫區(qū)的中心線與應力元的中心連線一致，退火管放置于爐區(qū)中心線的正下方。所述方法的特征包括步驟一，將預制棒夾持在拉絲爐內；步驟二，對拉絲爐升溫；步驟三，進行上盤，退火管設置溫度；步驟四，并對預制棒進行抽真空處理；步驟五，拉絲；步驟六，剪斷光纖。本發(fā)明能夠對大芯徑單偏振光纖在拉絲過程中產(chǎn)生的不均勻內應力進行消除，使得光纖在切割后具備可完好熔接的特性，進而實現(xiàn)光纖的可用性。

技術領域

本發(fā)明涉及光纖技術領域，具體為一種大芯徑單偏振光纖的拉絲設備與方法。

背景技術

普通光纖是對稱圓柱體結構設計，但在實際應用中也會受到機械應力變得不對稱，產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，因此光的偏振態(tài)在普通光纖中傳輸?shù)臅r候就會毫無規(guī)律地變化。主要的影響因素有波長、彎曲度、溫度等。保偏光纖可以解決偏振態(tài)變化的問題，通常采用熊貓型或者領結型的應力圓對纖芯施加應力，產(chǎn)生應力致偏，從而成為保偏光纖或者單偏振光纖。

傳統(tǒng)的保偏光纖的拉絲方法是在非保偏光纖的基礎上對加熱的液態(tài)應力元進行抽真空處理，避免氣泡混入應力元中。但是該拉絲工藝主要存在兩方面的缺陷，一是預制棒由于應力元的存在導致形狀并非處處均勻，應力元占據(jù)的部位需要的加熱溫度相對于與應力元垂直方向部分的溫度更低，因為應力元主要由熔點較低的摻硼石英組成，而環(huán)形的加熱爐對其加熱既浪費了能耗又對優(yōu)化石英與應力元的均勻性是不利的；二是在退火過程中，由于退火的溫度、時長不充分，導致光纖內部殘余的應力不均勻。內應力不均勻或含有結構缺陷的光纖會導致光纖翹曲過度以及切割時的端面裂紋出現(xiàn)，進而導致光纖喪失使用性。特別是包層直徑400μm左右的保偏光纖或者單偏振光纖，常規(guī)的保偏光纖拉絲工藝會使得光纖在切割后幾乎100％的會產(chǎn)生端面裂紋，從而導致熔接時產(chǎn)生很多氣泡，傳輸幾十瓦甚至更低激光功率時損耗、發(fā)熱已很大，極易燒毀，因此承受百瓦級以上功率，且光纖的機械抗拉強度、抗彎曲性能通常也很低，失去了使用性。因此需要尋找一種可以解決應力不均勻，提高光纖切割面質量，提高光纖成品率的工藝方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，提供一種可以消除光纖中的不均勻的應力，使得大芯徑光纖切割、熔接時無缺陷的大芯徑單偏振光纖的拉絲設備與方法，其具體結構為：

一種大芯徑單偏振光纖的拉絲設備，其特征在于：包括了兩個拉絲爐低溫區(qū)(2)、兩個拉絲爐高溫區(qū)(3)、退火管，所述拉絲爐低溫區(qū)(2)與所述拉絲爐高溫區(qū)(3)交替依次排列形成加熱爐區(qū)，兩個所述拉絲爐高溫區(qū)(3)的中心線與光纖的應力元(1)的中心連線相互垂直，兩個所述拉絲爐低溫區(qū)(2)的中心線與所述應力元(1)的中心連線一致，所述退火管放置于爐區(qū)中心線的正下方。

進一步地，所述拉絲爐高溫區(qū)(3)的弧長與所述拉絲爐低溫區(qū)(2)的弧長比例在1:2至2:1之間。

進一步地，所述拉絲爐高溫區(qū)(3)的溫度在2000℃至2100℃，所述拉絲爐低溫區(qū)(2)的溫度在1800℃至2000℃。

進一步地，所述退火管的數(shù)量可以為兩個、三個、四個，溫度由高至低排列，退火管的溫度為1000℃至100℃，所述退火管的長度為80cm至150cm。

進一步地，所述拉絲爐高溫區(qū)(3)和所述拉絲爐低溫區(qū)(2)根據(jù)弧長比例由數(shù)個可調溫拉絲爐片組成。

進一步地，所述退火管為可調溫退火管。

本發(fā)明提供了一種使用上述大芯徑單偏振光纖拉絲設備的方法，其特征在于：

步驟一、將單偏振光纖預制棒通過夾持吊裝的方式置于拉絲爐內，所述應力元(1)的圓心連線的方向對準所述拉絲爐低溫區(qū)(2)中軸線，所述應力元(1)的圓心連線的方向與所述拉絲爐高溫區(qū)(3)的中軸線垂直；