制造低衰減光纖的方法

專利名稱：制造低衰減光纖的方法
技術領域：
本發明涉及形成光纖的方法與設備，更具體地，涉及形成性能提高了的光纖的方 法與設備。
背景技術：
衰減和對加熱(或熱)老化的敏感程度可能是光纖的重要特性，尤其對于高數據 傳送速率的光纖而言更是如此。在制造光纖的過程中，可能必須或者希望盡量減小纖維在 設計的操作范圍的衰減損失。纖維加工之后，由于稱之為”熱老化”的現象，光纖的衰減會 增加。熱老化是某些光纖在形成纖維之后隨著時間的推移，由于纖維周圍環境的溫度波動 造成的衰減增加的趨勢。典型地，由熱老化引起的衰減變化在光譜衰減圖上約1200納米 (nm)出現，然后影響越來越大直至約1700納米(nm)明顯看出。另外，衰減還可能是瑞利 (Rayleigh)散射損耗的結果。因此，期望能減小由于像熱老化和瑞利散射的影響造成的纖 維衰減的改進的方法。一種已經減小了由于像熱老化和瑞利散射的影響造成的衰減的纖維制造方法涉 及在從拉制爐中拉制纖維的同時，以有控制的速率來冷卻纖維。但是，在常規的光纖制造過 程中可能難于實現以有控制的速率來冷卻纖維。這些過程一般都是沿著直線型的通道垂直 向下拉絲，典型地，沿著這個通道幾乎沒有可用的空間來加上另外的設備，例如以可控制的 速率來冷卻纖維的設備，而又不增加整個系統的高度。由于增加現有系統的高度會大大增 加系統的成本，所以期望加工系統中有可用的空間來實現有控制的冷卻而不必增加系統的 總尚度。

發明內容
本發明的一個方面包括制造光纖的方法，它包括從加熱的玻璃源拉制纖維，通過 將該光纖保持在一個處理區域中來處理該光纖，同時使該光纖在該處理區域內經受的平均 冷卻速率低于5000°C /秒，例如低于2500°C /秒，包括低于1000°C /秒，冷卻速度定義為纖 維進入處理區域時的表面溫度與纖維離開處理區域時的表面溫度之差除以光纖在該處理 區域內的整個停留時間，其中，纖維在離開處理區域時的溫度至少約1000°C。在至少一個實施方式中，該處理區域的長度至少約3. 5米，例如至少約5米，包括 至少約10米。在至少一個實施方式中，纖維在該處理區域內的總停留時間大于0.25秒。
在至少一個實施方式中，纖維以大于或等于10米/秒，例如大于或等于20米/秒， 包括大于或等于30米/秒的拉制速度被拉伸。在至少一個實施方式中，纖維以約25 200克，例如60 170克的拉伸張力被拉伸。在至少一個實施方式中，光纖進入處理區時的表面溫度為約1300-2000°c，例如約 1550-1750°C，光纖離開處理區域時的表面溫度為約1250-1450°C。本發明的另外一個方面包括沿第一路徑在處理區域內對裸光纖進行處理，隨后， 使裸光纖與流體軸承中的液體區接觸，所述流體軸承包含一條由至少兩個側壁限定的溝 道，纖維被保持在所述溝道的區域內，足以使纖維由于在通道內纖維下方存在的壓差而基 本上漂浮在該溝道內。該壓差是由在溝道內纖維下方供給的液體較高的壓力相對于纖維上 方存在的壓力所造成的。當所述裸光纖在液體墊區上拉伸時，使光纖改變方向為沿第二路 徑。本發明其他的特征和優點將在隨后的詳細描述中敘述，本領域的技術人員根據這 些描述，會從這些描述中容易地明白或者通過實施例本文描述的發明，包括隨后的具體描 述，權利要求書和附圖，而認識到其中的一部分。應該理解，前面的綜述和隨后的詳細描述都介紹了本發明的實施方式，并旨在為 理解要求保護的本發明的本質和特征耳提供綜述或總綱。附圖被包括在內以提供對本發明 的進一步理解，并且包括在本說明中構成本說明的一部分。附圖用圖示的方式說明了本發 明實例的實施方式，與描述一起用來解釋本發明的構思和操作。附圖簡要說明

圖1所示的為一種光纖制造系統；圖2所示的為用于一種光纖制造系統的流體軸承的分解圖；圖3所示的為光纖制造系統的具有錐形區的流體軸承的側視圖；圖4所示的為依照本發明實施方式的形成光纖的裝置的側視截面示意圖；圖5所示的為依照本發明另外的實施方式的形成光纖的裝置的側視截面示意圖；圖6所示的為依照本發明另外的實施方式的形成光纖的裝置的側視截面示意圖。優選實施方式的詳細說明下面將詳細地說明本發明的優選實施方式，附圖示出它們的一些例子。本發明提供形成光纖，例如摻雜的光纖的方法與設備。由于光纖是由光纖預制件 以一定的拉伸速度和拉伸張力拉制成的，所以，不希望有的缺陷，像熱老化缺陷就被帶進光 纖中來。同樣，某些拉伸條件產生了更多的微尺度的密度變化，它導致瑞利散射增加。為了 克服這些缺陷，依照本發明，將光纖保持在處理溫度范圍內處理一段時間。尤其是在拉伸 時，希望使光纖經受給定的冷卻速率。熱老化現象最好通過緩慢的冷卻，而同時將光纖保持 在處理張力范圍內來減小到最低程度。同樣，通過使纖維經受給定的冷卻速率來減少瑞利 背散射現象的發生。于是，本發明可以有利地減少光纖形成之后因為隨時間推移的熱老化 造成的衰減增加的傾向，亦即它能減小所謂熱老化的影響。另外，本發明還能進一步減少會 促使瑞利散射的微密度的變化，因此能減小光纖的衰減。玻璃預制件，和因此的光纖，可以摻雜至少一種摻雜物，如鍺，氟，磷，氯或者它們 的組合。特別是，發明者發現，某些光纖折射率分布對于熱老化更加敏感，例如，發現帶有高含量摻雜物的光纖是非常敏感的。所有的折射率分布呈現出來自瑞利散射的衰減。在各個實施方式中，光纖從拉制爐中拉出進入處理區域。如本文所用的術語“處理區域”表示位于拉制爐下游的一個區域，在此區域以一定 速率冷卻該光纖，當纖維離開處理區域時的表面溫度至少約為1000°c時，它的冷卻速率要 比纖維在室溫下的空氣(例如，約25°C的空氣)中的冷卻速率低。在一優選的實施方式中， 當纖維溫度至少在1000°C左右時，例如纖維溫度在1250 1750°C時，纖維在該處理區域中 的平均冷卻速率可以小于5000°C /秒，包括小于2500°C /秒，進一步還包括小于1000°C / 秒。纖維在處理區域中的平均冷卻速率被定義為纖維進入處理區域進口的表面溫度 (纖維在進口表面溫度)與纖維離開處理區域出口的表面溫度(纖維在出口表面溫度)之 差除以纖維在該處理區域內的總停留時間。在至少一個實施方式中，處理區域包括處理爐。在一個實施方式中，該處理爐設置 于基本上緊靠拉制爐的下游，但是本發明并不限于將處理爐設置在基本上緊靠拉制爐的下 游的實施方式。在一個優選的實施方式中，處理爐直接與拉制爐的末端在纖維離開拉制爐 的位置上相連，使得能夠在拉制爐與處理爐較好地形成密封。這樣能使不希望發生的空氣 進入拉制爐的情況減少到最低程度。在另外一些實施方式中，光纖從拉制爐中拉制，使拉制的纖維最初被第一氣體所 包圍。通過使拉制成的光纖從被動處理組件(passive treatment assembly)的通道或室 通過進行處理。該通道或室最好含有第二氣體，第二氣體的熱導率小于第一氣體。優選這 兩種氣體混合起來從被動套筒(muffle)的一端排出去。根據本發明的一個實施fs，纖維在含有第二氣體的室中的冷卻速率受到控制從 而把引起的熱老化影響減小到最低程度。業已發現，在約iioo°c至約i5oo°c的溫度范圍， 8400C /秒至4000°C /秒的冷卻速率對于控制光纖的熱老化是合乎要求的。根據本發明另外的實施方式，提供一種高速制造光纖的方法，它包括以下步驟，即 從加熱的玻璃源，例如光纖預制件以大于或等于10米/秒，優選大于或等于20米/秒，甚 至更好的是大于或等于30米/秒的速度拉制光纖，然后，使該光纖保持在一個處理區域內 進行熱處理，而同時使光纖在該處理區域中經受小于5000°C /秒的平均冷卻速率，例如平 均冷卻速率為500-5000°C /秒，包括平均冷卻速率為500-2500°C /秒，進一步還包括平均 冷卻速率為500-1000°C /秒。為了實現以上所述，本發明的一個實施方式包括一種制造光纖的方法，它包括從 加熱的玻璃源拉制纖維，在處理區域沿第一通道處理該纖維，使裸光纖與流體軸承的流體 墊接觸，當在流體墊的區域上拉制該裸光纖時，使光纖改變方向沿著至少一個第二通道。本發明包括用于處理，以及用于形成和處理拉制的光纖以降低經處理過的光纖的 熱老化敏感性(缺陷)。如本文所用的“熱老化”指的是光纖中存在的一種缺陷，它造成在 最初形成光纖后，隨著時間的推移光纖的衰減增加。就像從以下的描述中會更好地理解那 樣，本發明的方法及設備可以使拉制的，摻雜的光纖以較高速度，高張力形成，與在同樣速 度和張力下但未經本發明的處理步驟形成的纖維相比，它的熱老化敏感性較低。本文所使用的術語“裸光纖”指的是直接從預制件拉制的，未經在其外表面上涂敷 一層保護涂層的光纖(例如，在裸光纖尚未涂上一曾聚合物基的物質之前)。本發明的靈活性在于讓光纖在被涂上保護涂層之前沿著非線性的路徑經過數個生產步驟。此外，如下面 要討論的那樣，本發明的系統和方法不僅提供了非線性的路徑，還能有助于在光纖制造過 程中的加工(例如，冷卻)。參照圖1，圖示說明制造光纖的系統108的例子。在如圖1所示的實施方式中，預 制件110被放置在爐112中，纖維從爐中拉出，形成裸光纖114。預制件110可以用任何玻 璃或適合于光纖制造的材料構成。一旦從預制件110拉制出裸光纖114并離開爐112，裸光 纖114進入處理區域130，在該區域使纖維在受控速率下冷卻。當裸光纖114離開處理區 域130時，裸光纖接觸到至少一個固定的流體軸承116(如圖1所示，有多個流體軸承)并 從沿一個實質上第一或垂直路徑(Y)移動轉向到第二路徑(Z)。如圖所示，第二路徑(Z)是 與第一路徑水平或者垂直取向，但是應該理解到，這里描述的系統和方法可以在光纖上施 涂保護涂層之前沿著任何非線型路徑改變光纖的方向。在如圖1所說明的實施方式中，光纖114通過流體軸承116，經過涂敷單元120，在 該單元中將初始保護涂層121施涂到裸光纖114的外表面。離開涂敷單元120之后，帶有 保護層121的光纖(不再是裸光纖了)可以經過在系統內的多個加工階段(未示出)。使 用牽引機構128以在光纖被拉引通過如圖1所示的整個系統時為光纖提供必需的張力，最 終光纖被卷繞在纖維儲存線筒(未示出)上。當光纖114在流體軸承116 (以后描述)上傳輸時，在每個流體軸承116上的流體 墊區對裸光纖114進行冷卻。例如，參照圖1，離開處理區域130的光纖114在進入流體軸 承116時的溫度可約為500°C -1500°C。在某些優選的實施方式中，光纖在進入流體軸承 116的一個位置的溫度低于1300°C，優選低于1200°C，在某些實施例中低于1100°C。由于 流體軸承采用了支承著光纖的流動的流體流，光纖的冷卻速率要比如果纖維在室溫下不流 動的空氣中的冷卻速率快，就像它在拉制爐的外面立刻呈現的那樣。光纖與流體軸承中的 流體(優選室溫的空氣)的溫差越大，流體軸承冷卻光纖114的能力就越大。在另外一個 實施方式中，經流體軸承116冒出的流體實際上可以被冷卻，使得能以甚至更快的速率來 冷卻光纖。流體墊區的流體可以向光纖114提供足夠的冷卻，所以光纖可以被直接輸送至 涂敷單元120，將保護涂層施涂在裸光纖114的外表面上形成涂敷的光纖121。在一個實施 方式中，流體軸承116的流體墊區可以包含對裸光纖114為非反應性的流體(例如，空氣， 氦氣)。除了提供冷卻外，在將裸光纖從基本上線型設置(Y)改變至基本上非線型的設置 (Y+Z)時，圖1中采用多個流體軸承116的布置方式提供了更好的穩定性。不打算拘泥于 理論，將多個流體軸承116布置成相互靠近，可以更容易地控制光纖114從一個流體墊區移 動至下一個流體墊區所要求的精度。當然，應該理解到，任何數量的軸承組合件(下面再討 論)，包括一個軸承組合件，以任何順序排列，以及提供任何數量所需的路徑，都可以用來制 造光纖。至此，已經描述了在非線型的路徑中制造光纖的系統和方法。如本文所述，這樣的 系統和方法可以包含引入一個或多個軸承組合件。圖2圖示說明一個可用于制造本文所述 的光纖的軸承組合件216的實施方式。在圖2所示的實施方式中，軸承組合件216(有時 稱之為“流體軸承”)包含第一板230，第二板232，內構件236，在第一和第二板的至少一板 上有至少一個開孔234。第一板230和第二板232可由金屬制成，它們包含弧形的外表面238，239，互相對置。第一板230和第二板232用緊固件(例如，螺栓240)連接在一起，使 得流體可以穿過軸承組件216。230，232板的各自的弧形外表面238，239通常分別位于沿 著板230，232各板的外周上。第一板230和第二板232分別具有內表面242，244以及外表 面243，245，其中，板230，232的內表面242和244互相對齊。凹進部分247至少部分地在 第一板230或者第二板232的內表面242，244周圍延伸，向流動的流體提供增壓。在另一 個實施方式中，如下面討論的那樣，凹進部分可以包含各種各樣的構形提供均勻流入光纖 的支承溝道250。在圖示的實施方式中，第一板230和第二板232的弧形外表面238，239優選基本 上是對齊的，在第一板230和第二板232的弧形外表面238，239之間形成一個區域。使該 區域具備的一定的構形來接受光纖，使光纖能沿著該區域前行而軸承組合件不旋轉。在圖3 所示的實施方式中(下邊再討論)更清楚地說明該光纖支承溝道250 (下邊再討論)。至少 一個開孔234穿過第一板230和第二板232中的至少一塊板。如圖2所示，第一板230和 第二板232的開孔234允許流體(例如空氣，氦氣或者其他所需的氣體或液體)通過軸承 組合件216輸送，該流體可以在光纖支承溝道250處離開軸承組件216，光纖支承溝道250 形成于第一板230和第二板232之間。此外，如圖2所示，軸承組件216可以包含位于第一板230和第二板232之間的內 構件236。該內構件236(例如，薄墊片237)設計的構形狀能幫助將流體引導到第一板230 和第二板232的外表面238，239之間的區域，使流體離開光纖支承溝道250時有預先規定 的流動方向。內構件236靜置在第一板230和第二板232之間，提供在它們之間的間隙。 內構件236引導流體使流體在離開光纖支承溝道250時有預先規定的流動方向。如果希望 的話，內構件236可以包含多個指狀物(未示出)通過抑制非徑向的流動以進一步控制流 體的流動。另外，內構件236用作密封部分，為第一板230和第二板232之間提供實質上接 觸。內構件還可以包含凹口便于光纖的進出。如圖3所示，在第一板230和第二板232的外表面238，239之間形成的光纖支承 溝道250可以在流體離開第一板230和第二板232之間的位置逐漸縮小。但在另一個實 施方式中，例如，纖維支承溝道250可以包含平行或倒置的錐形。還有，在錐形的纖維支承 溝道250之中的開孔260可根據光纖214垂直定位的地點而變化。開孔260和纖維支承溝 道250優選設計的構形能對于采用的特定拉伸張力和拉制速度以及流經開孔260的流體流 速，將典型外徑為125 μ的纖維保持在纖維支承溝道250的一部分中，該部分寬度小于500 微米，更適宜的小于400微米，甚至更優選小于300微米，最好小于200微米。因此，纖維優 選地被保持在溝道250的一個區域內，它是光纖直徑的1至2倍，更加優選地是纖維直徑的 1至1. 75倍，最好是纖維直徑的1至1. 5倍。優選地，纖維位于所述溝道的一段區域內，纖 維外表面與每個溝壁之間的距離是纖維直徑的0. 05至0. 5倍。在圖示的實施方式中，為了易于觀察，圖中的錐形角從優選的錐形開口朝著纖維 支承溝道250的角已被放大。實際上，至少支承溝道250對置的兩個面中的一個，優選兩個 面都各自傾斜的角度大于0度小于10度，更優選在0. 3度至7度之間，最好在0. 4度至3度 之間，使纖維支承溝道250的頂部或外部部分的寬度260大于纖維支承溝道250的底部或 內部部分237的寬度260。例如，在這樣一個實施方式中，第一板230和第二板232形成的 區域可以分別傾斜-0. 6度和+0. 6度。或者，纖維支承溝道250可以包含任意的深度，寬度和錐形角度。通過利用錐形的纖維支承溝道250以及將流體射入由纖維支承溝道250構成 的狹縫，使流體進入纖維支承溝道250較窄的內部部分，離開纖維支承溝道250較寬的外部 部分，通過溝道250排出的流體墊會使得纖維本身定位于溝道250的深度之內。例如，對于 一定的流體流速，當纖維的拉伸張力加大時，纖維會在溝道250內往下移行直至纖維214與 溝道壁之間的間隙小到足以使區域237的壓力足夠高來準確地抵消新的較高的張力。當纖 維的張力減小時，纖維會在溝道250內往上移行直至纖維214與溝道壁之間的間隙大到足 以使區域237的壓力足夠低來準確地抵消新的較低的張力。使溝道250漸縮能使溝道250 在較寬張力范圍操作。不然的話，如果溝道250不是像圖示的那樣有錐度，當張力減小時， 纖維就會往上移行到纖維支承溝道250的外邊。優選地，纖維位于溝道250中的區域，該區域是纖維直徑的1至2倍，更加優選地 是纖維直徑的1至1. 75倍，最好是纖維直徑的1至1. 5倍。通過使纖維定位在溝道250內 這樣一個比較狹窄的區域，由于伯努利效應(Bernoulli effect)，在操作過程中纖維會自 己居中。例如，當纖維接近溝道250任一相對的表面時，空氣的速度會在最接近一個表面的 地方增加，而在最接近另一個表面的地方減小。根據伯努利效應，流體速度增加的同時發生 壓力的降低。結果，由于接近一個表面處流體流速的降低所造成的較高的壓力會迫使纖維 回到溝道250的中央。因此，在優選的實施方式中，至少基本上通過伯努利效應使纖維在支 承溝道250內處于中心位置，它是由于當纖維被拉伸時，有一股流體流在纖維周圍通過，并 從纖維支承溝道250流出。值得注意的是，這樣的居中現象的發生毋須利用任何可能會從 側面撞擊到纖維上的流體的流動，例如，沒有利用從溝道250的側壁上發射出來的流體射 流。流經狹縫的流體速度優選地被調整到使纖維完全位于狹縫250的錐形區域內。在目前 被描述的實施例中，因為纖維位于溝道250的1至2倍于纖維直徑的地區，纖維被存在于纖 維214之下的壓差所支承(寧愿與氣動牽引相比，如果選擇氣動牽引的話，它也可能會被用 于支承光纖)。利用流體的壓差將纖維支承或飄浮在溝道250內，可以比用氣動牽引使纖維 飄浮所用少得多的流體流動。在圖示的實施例中，流體流優選由單股流體提供，該流體流通過纖維支承溝道250 較窄的內部部分進入纖維支承溝道250，通過纖維支承溝道250較寬的外部部分離開纖維 支承溝道250。以這種方式，纖維能完全定位在由纖維支承溝道250形成的狹縫內，如此，纖 維飄浮在狹縫最窄和最寬的部分之間。通過利用錐形的纖維支承溝道250以及用這種方式 注入流體通過區域250，有可能將纖維保持在由纖維支承溝道250形成的所述狹縫區域中， 其中，狹縫的寬度比被引導穿過纖維支承溝道250的纖維直徑大10 150微米，更優選地 大15 100微米，最好大24 70微米。在纖維拉制過程中，纖維也優選保持在該溝道的 一個區域內，以使纖維的外層與各壁之間的距離是光纖直徑的0. 05至0. 5倍。在某些優選的實施方式中，纖維支承溝道250配置有在纖維下面的降壓手段，以 當纖維從流體流動源向外移動時降低壓力。這種壓力釋放手段可以通過像上面所述那樣的 錐形的通道設計來實現。另外的降低壓力的手段在美國專利申請序列號60/861，587中描 述，其全部內容通過參考結合于本文。在此描述的流體軸承能夠使光纖沿著流體墊前行以防止或基本上防止光纖與軸 承組合件之間的實際機械接觸，例如，光纖在支承構道250中移動時不與板230或232接 觸。另外，由于該區域的尺寸大小和構形，流體軸承能夠將光纖保持在該區域內，在拉伸應力范圍內在無主動控制流體流動下不發生機械接觸。參照圖3，流體流速對防止光纖214向纖維支承溝道250的底部移動并與薄墊片 237或者纖維支承溝道250的側壁接觸是重要的。當光纖仍然是裸露的時候這點尤其這樣， 這樣就不會因為光纖與軸承組合件的機械接觸而損害纖維的質量。還相信，光纖214的位 置越靠近纖維支承溝道250的底部，為了將光纖214保持在纖維支承溝道250內所希望的 位置時所需的壓力就越高。很明顯，溝道側壁的錐度會造成溝道壁與纖維之間的縫隙變小， 造成這個必需的較高壓力。影響纖維在纖維支承溝道250內位置的其他因素包括拉伸張力。例如，在相同的 流體流速下，用200克的張力牽拉的纖維飄浮在纖維支承溝道250的位置要比用200克的 張力牽拉的纖維飄浮在纖維支承溝道250的位置低。因此，重要的是，在特定的拉絲速度和 拉伸張力條件下，離開流體軸承區域的流體要足以將光纖保持在所希望的位置。例如，在一個實施方式中使用的纖維支承溝道250在板230和板232之間的最內 一段的寬度約127微米，最外一段的寬度約380微米，流體流速為約0. 5升/秒至約5升/ 秒。這樣的構造和流體流速可以在光纖周圍產生高達800千米/小時或者更高的局部流體 流速。在某些實施方式中，在纖維支承溝道250內所采用的纖維周圍的最大流體流速可高 于900千米/小時。例如，申請者已在纖維支承溝道250內成功地采用纖維周圍的最大為 1000千米/小時的流體流速。但是，這里披露的方法并不限制在這些流體流速上，事實上， 要根據拉制條件(例如，拉絲速度，拉伸張力等)和流體軸承的設計，選擇流體流速，宜能使 纖維位于纖維支承溝道250內合乎希望的位置。在另一個實施方式中，流體的流速可以從 約3升/秒至約4升/秒。當然可以采用在一定的拉伸張力下能足以將光纖保持在所希望 的位置上的任意流速。利用這么高的流體流速能大大促進光纖的冷卻效果。纖維與從流體 軸承流出的流體的溫差越大，流體的流速越高，能達到的冷卻量就越大。在某些實施方式 中，進入流體軸承的纖維溫度要比從流體軸承流出并支承纖維在該流體軸承內的流體的溫 度高100°C，高500°C，高1000°C，甚至高1500°C。利用在上述實施方式中所討論的這樣的 溫差，當光纖的拉絲速度大于20米/秒時，光纖進入流體軸承時的溫度為1100°C，利用室 溫的(即，20°C左右)流體(優選空氣)，通過使纖維從流體軸承通過，使纖維做180度的 轉向，冷卻量可高達1000°C，S卩，冷卻至100°C左右。這個非常可觀的冷卻量表明，采用在此 披露的流體軸承，其冷卻纖維冷的能力大于50 V，200°C以上，500°C以上，700°C以上，甚至 9000C以上。或許更加有意義的是，能夠在3米以下，更加優選2米以下，最好1米以下的纖 維距離范圍(纖維接觸流體軸承的流體墊上的切線距離)得以實現這樣的纖維冷卻量。不 過，纖維/流體墊的距離遠一點或近一點都可以，它取決于希望得到的結果和制造現場的 布局。這里披露的流體軸承出色的冷卻能力有可能最終完全將氦氣冷卻裝置從光纖拉制過 程中去掉。流體軸承116的半徑不是關鍵因素。在某些實施方式中，流體軸承的結構能使得 纖維的轉彎半徑約8 16cm。可以用半徑大些的或小些的流體軸承，或者可以使用附加的 幾個流體軸承(如圖1所示的那樣)，它取決于是需要更多的冷卻(在這種情況下，優選更 大半徑的流體軸承)，或者光纖拉制過程中的限制。下面參照另一處理區域(如圖1中的130所示)的實施方式來描述本發明的實施方式。
圖4中的光纖形成裝置300通常包括拉制爐112，處理爐350，和張力調整站128， 如圖中所示的牽引機組合件，以向拉制的纖維施加張力。例如裝置300可用來處理由摻雜 的玻璃預制件110形成的裸光纖114。更具體地，拉制爐112可用來形成裸光纖114，然后， 處理爐350可用來處理拉制出的纖維114以形成被處理過的裸光纖310A，經過處理使熱老 化效應減小到最低程度。張力調整站128用來控制和保持纖維114中所需的張力。還可以 包含其他常規的工藝步驟，包括非接觸型的直徑測量儀器，纖維進一步冷卻的裝置，以施涂 和固化初始纖維涂層和二次纖維涂層的纖維涂敷和固化裝置，線軸卷繞裝置。這些另外的 工藝步驟都是常規的，為清晰，未示出中心步驟。另外，在處理爐的底部可以采用一個隔板 或移門裝置以使進入處理爐的空氣量減少到最少程度。玻璃預制件110最好由摻雜過的石英玻璃制成。可以形成預制件110，以使拉制出 的光纖的芯或包層(如果有的話)被摻雜，或者使拉制出的光纖的芯及包層都被摻雜。石英 玻璃可以用鍺，氟，磷或氯的一種或多種或它們的組合來進行摻雜。也可以采用其他合適的 摻雜劑。發明者發現，鍺摻雜的纖維在大多數制造條件下發生熱老化。形成預制棒110的 方法及設備是大家熟知的，業內人士很容易理解。這些方法包括IVD，VAD, MCVD, OVD, PCVD寸。拉制爐112最好包括包圍預制件112的外殼322，在外殼底端固定有法蘭323，法 蘭323作為拉制爐112的出口壁。法蘭323上開有軸向開孔324，纖維114從中通過，前面 滴下來的玻璃料滴從中通過。環形套筒狀接受器326(例如，可由石墨制成)延伸通過拉制 爐112，在其中限定出通道330。通道330包括適合接受和保持光纖預制棒110的上段，以 及當玻璃熔化從預制件上拉出時拉制的纖維114從中通過的下段。在拉伸開始時形成的玻 璃料滴也通過次段。通道330的下段與開孔324連通。優選將中空出口錐體339設置于開 孔324之上。環狀隔熱器332和感應線圈336包圍該接受器326。將一種合適的惰性形成氣體re，例如氦氣，以大約1個大氣壓的壓力通過合適的 流動入口 338進入通道330，往下流動并從開孔324從拉制爐112連出。如圖所示和描述， 拉制爐112只是一個合適的拉制爐的例子，業內人士會理解到可以采用其他設計和結構的 拉制爐，例如其他類型的加熱裝置，接受器和隔熱等。再參見圖4，對置的流動通道348徑向地延伸穿過法蘭323，在法蘭的上表面323A 的開孔324處終止。通道348也垂直延伸穿過法蘭323，在錐體339的外周附近終止。通過 流動通道348的開口還輸入形成氣體TO，該氣體繞錐體339向上流動，并折返通過錐體339 的中心開口向下流動。形成氣體TO可以是氦氣(He)，氮氣(N2),氬氣(Ar)，或者任何其他 合適的惰性氣體。處理爐350位于法蘭323的底下，最好與法蘭323相互連接。處理爐350包括加 熱單元360，該單元中有一個或多個環形加熱元件368。加熱元件例如可以是電阻或感應加 熱線圈。開口 352A和354A分別限定在處理爐的頂端352和底端354上。沿著拉絲路徑的 開口應足夠大，以使玻璃料滴在拉絲開始時滴下去。兩端352，354以及套筒346作為處理 爐350的外殼。但是要理解，可以采用其他的外殼結構和元件。處理爐350最好通過合適 的手段例如緊固件與拉制爐112的法蘭323固定在一起。將通常為圓柱形線軸或管子362置于加熱單元360中。線軸或管子362可以由基 本上純的石英玻璃，陶瓷和/或碳素材料制成，它限定出通道362A，有一對法蘭(例如石英
11法蘭)362B位于其相對的兩個端部。法蘭362B例如可以用火焰焊在一根管子的兩端形成 線軸362。第一石墨墊片364設置在法蘭352的下表面與上部法蘭362B之間。第二石墨墊 片364置于在下邊的法蘭354與下邊的法蘭362B之間。帶有輸氣通道366A的氣體環366包圍住石墨墊片364，并且具有小的穿孔，適合 于將吹掃氣體PG引向石墨墊片364。提供吹掃氣體PG是為了減少或防止石墨墊片接觸空 氣，PG可以是氦氣(He)、氬氣(Ar)或氮氣(N2)，或者任何其他合適的惰性氣體。吹掃氣體構件359固定在法蘭354的下表面上。吹掃氣PG被泵送到吹掃管通道 359A以防止空氣從底下進入通道362A。管子362的通道362A的直徑在沿長度方向上的所有點都大于12毫米，優選約12 毫米至80毫米之間，更好的是45毫米至80毫米之間，使拉絲開始時形成的玻璃料滴容易 從該通道滴下。處理爐350的處理區域從法蘭352的上表面延伸至法蘭354的下表面的長 度L優選約2. 5米 10米之間，更好的是約3. 5米 8. 5米之間，例如，約5. 0米 7. 5米 之間。優選的長度L將取決于纖維114的拉制速度，拉制速度范圍的例子有從約5米/秒至 約45米/秒，例如從約10米/秒至約35米/秒，包括從約15米/秒至約25米/秒。存 在于光纖形成裝置300下游的流體軸承116 (如圖1所示)使得處理區域有較長的長度，例 如處理區域有至少5米的長度，包括處理區域有至少7. 5米的長度，進一步還包括處理區域 有至少10米的長度。優選地，形成光纖的總系統容納在由外部元件保護的區域內，例如建筑物或工廠， 屋頂高度約6米至15米之間，例如屋頂高度約9米至11米之間。在至少一個實施方式中，處 理區域的長度L可延伸為總系統垂直高度的至少50%，包括總系統垂直高度的至少60%， 還包括總系統垂直高度的至少70%，甚至包括總系統垂直高度的至少80%。另外，處理區 域的長度L可延伸為容納總系統的建筑物或工廠屋頂至地面的垂直距離的至少50%，包括 從容納總系統的建筑物或工廠屋頂至地面的垂直距離的至少60%，還包括從容納總系統的 建筑物或工廠屋頂至地面的垂直距離的至少70%，甚至包括從容納總系統的建筑物或工廠 屋頂至地面的垂直距離的至少80%。張力調整站128可以是用于控制拉制的纖維114的張力的任何合適裝置。優選 地，張力調整裝置370包括微處理器，它連續地接收來自一個或多個纖維張力和/或直徑傳 感器(未示出)的輸入信號，運算，給纖維114施加所需要的張力。在一個優選的實施方式 中，發出的張力指令是根據將直徑控制在等于儲存在存儲器中的設定好的直徑。裝置300可以通過以下的方式用于制造經處理的光纖114。操作爐的感應線圈 336，以加熱光纖預制件110的尖端302A至預先選定的拉絲溫度TD。拉絲溫度Td優選約 1800°C 2200°C的范圍。更好些的是，拉絲溫度Td在約1900°C 2050°C的范圍。將預制件 尖端302A保持在選定的拉絲溫度TD，使拉制的纖維114按拉絲方向V(優選垂直往下)連 續地拉出離開尖端302A。通過如上所述的張力調整裝置370，或者其他合適的施加張力的 設備，將纖維114保持在計算好的拉力FD，例如在預先設置好的公差帶內滿足纖維的設定直 徑(典型的為125 μ m)。形成氣體TO (例如氦氣)從上部入口 338泵入，從通道330，324， 352A，362A，354A通過，并經過吹掃管通道359A排出。以這種方法，拉制的纖維114以如上所述的選定拉絲速度Sd從預制件110拉出。 用于制造纖維的選定拉絲溫度Td和張力Fd使纖維具有不希望的熱老化缺陷。亦即，用于以所需速度Sd來拉制纖維114的拉絲溫度Td和張力Fd使拉制的纖維呈現對于熱老化的敏感 性。由于處理裝置350基本上緊鄰拉制爐320的開孔324固定，當拉制的纖維114離開 拉制爐320時，纖維114未被較冷的環境空氣所急冷。又，氧氣進入拉制爐的可能性減小， 因此使石墨接受器降解的可能性減少到最低程度。當裸光纖114從通道324通過時，該裸 光纖114基本上立即被加熱單元360加熱。加熱單元360將纖維114的溫度保持在處理溫 度Tt，其溫度范圍選為1\至1~2。低些的溫度T1最好在約1100°C至1400°C之間，高些的溫度 T2最好在約1200°C至1800°C之間。更優選地，低些的溫度T1最好在約1200°C至1350°C之 間，高些的溫度T2最好在約1300°C至1450°C之間。當纖維114從通道362A通過時，纖維 114保持在選定的處理張力Ft下。優選地，處理張力Ft為約25克至約200克。更優選地， 處理張力Ft為約90克至約170克。選擇處理區域的長度L，使拉制的纖維114對選定的停 留時間tT保持在選定的T1和T2溫度范圍之內。經過處理的纖維114經過底部的開孔354A 離開處理爐350，優選繼續向下進入其他加工工序(另外的冷卻，測量，涂敷等)。協同選擇上述的處理溫度Ττ，處理拉力Ft和停留時間tT，以減小或消除纖維114中 的熱老化缺陷或敏感性。因此，如此形成的經過處理的纖維114，與未經過如上所述的方法 處理的但是以相同的方法形成的纖維相比，會有較少的熱老化缺陷或較低的敏感性。上述 的方法及設備使得拉絲速度較高的光纖比用同樣拉絲速度但未經處理的纖維有較少的熱 老化缺陷。優選地，拉制爐112和處理爐350是相關地結構和固定的，氣體的供應方式使它們 提供了從通道330至開口 359A的氣密路徑。在一個優選的實施方式中，處理爐350包含多個獨立的沿著處理爐350軸向長度 方向間隔的加熱器。每個加熱器都圍繞著纖維，每個加熱器優選由控制器單獨控制。在加熱 處理過程中，纖維經受了來自多個加熱區的熱量；在多個加熱區中至少有一個加熱區(每 個加熱區大致對應于加熱器的物理尺寸)的溫度設定為不同于多個加熱器中的另外一個 加熱區。優選地，各加熱器的壁溫由控制器所控制，這樣一來，至少一個加熱區的通道溫度 在1400 1600°C。在一個優選的操作模式中，控制靠近拉制爐112的第一區使其中心的通 道溫度為1400 1300°C，控制遠離拉制爐的第二區使通道溫度為1400-1500°C。實際的壁 溫設定為能達到所需的纖維離開時的表面溫度，以提供所需的冷卻速率。例如，如果使用的 氣體不是氦氣，則壁溫就要設定得低一些，這是因為氬氣，氬氣與氦氣的混合物的的導熱系 數較低，所以爐子通道溫度與纖維溫度之間的溫差就要設定得更大些以實現相同的冷卻速 率。在至少一個優選的實施方式中，處理爐的加熱元件優選Kanthal公司出品的焦硅 酸鉬(molydisilicide)高溫加熱元件。圖5示出一種光纖形成裝置400，它包括相應于拉制爐112的一臺拉制爐112。裝 置400包含一個被動式處理組合件450來代替處理爐350。組合件450之所以是“被動式 的”在于它在任何部分都不包含相應于加熱模塊360的加熱設備。換言之，纖維不需要借助 于主動的加熱模塊就能以有控制的速率冷卻。裝置400包括分別相應于拉制爐112和張力調整站128的拉制爐112和張力調整 站128。優選地，拉制爐112的形式是有石墨接收器的那種。被動式處理組合件450包括一個有上部法蘭454的管式套筒452。套筒452通過用穿過法蘭454上的孔并與端壁423嚙 合的螺栓或其他緊固件(未示出)直接固定在爐112的下端的壁423上。套筒452最好由 金屬，例如不銹鋼或鋁制成。套筒452在第一端限定的上部開口 456，在第二端的相對下部的開口 458，以及在 它們之間延伸的通道452A。優選地，通道452A的直徑E基本上是均一的，大于12毫米，更 優選的是在約12毫米 80毫米之間，最好是在約45毫米 80毫米之間。上部開口 456 與拉制爐112的下部開口 424連通。在套筒452的側壁上形成有多個軸向間隔的供應端口 459，它們在沿著套筒的長度方向上與通道452A連通。處理氣體流動系統460可操作和流動地連接于套筒452。處理氣體流動系統460 包括處理氣體源461，它通過多支歧管或導管462的操作和流動與每一個開口 459相連。處 理氣體供應站461包括選擇的處理氣體TG的供給，泵等對處理氣體TG加壓至足以使TG穿 過導管462和加氣口 459進入通道452A。處理氣體供應站461可選地可包含加熱單元，以 加熱處理氣體TG。但是優選供給20°C左右的處理氣。裝置400可以如下的方式來形成經處理的光纖114。利用拉制爐112和張力調整 站128，按照上面對裝置300所述的方式可以從預制件110拉制得裸光纖114，此時的拉絲 溫度和張力足以帶來熱老化缺陷。當纖維114被拉制時，形成氣體re通過與圖4所示相同 的進口被引入。形成氣體在預制件110和纖維114的周圍流經通道430，通過拉制爐端壁 423上的開口 424，經開口 456進入通道452A的第一端。拉制的纖維114離開拉制爐112后立即進入套筒452的通道452A。當纖維114經 過通道452A時，將處理氣體TG從處理氣供應站461泵送通過按圖5箭頭所示方向經過至 少兩個軸向間隔的供給口 459進入通道452A。處理氣在各段流入通道452A，與形成氣體TO 混合。優選地，處理氣體25°C的導熱系數k小于約120xl0-6cal/(sec) (cm)2(°C /cm)，更優 選地，小于約65X10_6cal/(sec) (cm)2 (°C /cm)。處理氣TG與形成氣TO的混合物流經通道 452A，經過第二端開口 458流出。處理氣TG的導熱系數比形成氣re的導熱系數低。優選地，處理氣TG的導熱系數 為形成氣re的導熱系數的40%以下，更優選地，20%以下。處理氣體優選氮氣或氬氣，但也 可以包括氪氣或氙氣。當拉制的纖維114被牽拉通過通道452A時，拉制的纖維114保持在選定的張力FT， 和纖維114的處理溫度Tt條件，同時，通道452A按照上面有關裝置300討論的那樣，保持在 選定的溫度范圍T1-T2內達選定的停留時間tT。采用上面有關裝置300討論的方式，協同選 擇選定的處理張力Ft，溫度范圍T1-T2和和停留時間tT，使得它們減少或消除纖維114中的 熱老化缺陷，提供經過處理的裸光纖114。在裝置400的情況下，選擇被動處理設備450的 通道452A的長度M，考慮到纖維114的拉制速度，提供有利的停留時間tT。處理氣TG較低的導熱系數減慢了從拉制的纖維114的傳熱或纖維的冷卻，使纖維 114在通道452A中時保持在選定的溫度范圍T1-T2內。適當選擇處理氣體TG的流速，湍流 度和溫度來提供所希望的冷卻速率。根據本發明的這個實施方式，在1200°C 1500°C的溫 度范圍，處理區中所需的冷卻速率可以在1000°C /秒 3500°C /秒之間。在光纖形成裝置 400下游存在流體軸承116(如圖1所示)能使處理區域有更長的長度，例如處理區域長度 至少5米，包括處理區域長度至少為7. 5米，進一步還包括處理區域長度至少為10米。
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根據本發明的另外一些實施方式的光纖形成裝置500如圖6所示。裝置500包括 帶有石墨接受器類型的拉制爐112。裝置500相當于裝置400，也可以相同方式使用，除了 以下所述的內容。套筒450被多節套筒組合件549所代替，該組合件限定出連續的通道549A。套筒 組合件549包含環形的上套筒部分551，它包含法蘭554，用于將套筒組合件549固定于拉 制爐112的出口壁523。第二環形套筒部分553固定于套筒部分551的下端，并限定出通 道553A。在套筒553的側壁上形成出口的端口 557并與通道553A連通。第三環形套筒部 分552固定于套筒部分553的下端，并限定出通道552A。第四環形套筒部分555固定于套 筒部分552的下端，并限定出通道555A。在套筒555上形成有進料口 559，它與通道555A 連通。通道549A的直徑F優選基本上是均一的，優選大于12毫米，更優選約為12毫米 80毫米之間，最好是在約45毫米 80毫米之間，沿著其長度N方向上的直徑基本上是一 致的。套筒組合件549的長度L優選約2. 5米 10米之間，更優選的約3. 5米 8. 5米之 間，例如5. 0米 7. 5米之間。光纖形成裝置500下游存在流體軸承116(如圖1所示)能 使處理區域有更長的長度，例如處理區域長度至少為5米，包括處理區域至少為7. 5米，進 一步還包括處理區域長度至少為10米。另外，在設備500中，處理氣流動設備460被處理氣流動系統560所代替。流動系 統560包括相當于處理氣體供應站461的處理氣供應站561。處理氣體供應站561通過導 管562與進料口 559流體連通。流動系統560還包括泵564，該泵通過導管563與輸出口 557流體連通。泵564優選是文丘理(Venturi)泵，它配置有來自圖示的入口 565A的壓縮
空氣源。使用時，處理氣體TG經過導管562和進料口 559從處理氣供應站561引入通道 555A。泵564提供了足夠的真空，結果至少抽出一部分的處理氣體TG經過通道552A和 553A，經過輸出口 557和導管563，經過出口 565B流出去。同時，由泵564產生的真空將形 成氣體TO從拉制爐112經過通道553A，輸出口 557和導管563抽出，也經過泵出口 565B流 出。這是有利的，因為這避免了兩種氣體在通道549A的下端混合。操作時，依照本發明實施方式的方法包括以下步驟將光纖從加熱的玻璃源，例如 光纖預制件以大于或等于10米/秒的拉絲速度拉出，優選大于或等于20米/秒，包括大于 或等于30米/秒，接著，通過將光纖保持在處理區域內一段停留時間來處理光纖，至少在一 個實施方式中停留時間可超過0. 05秒但不超過0. 25秒，在其他的實施方式中可以至少為 0. 25秒(例如從0. 25秒至0. 5秒)，同時讓光纖在處理區域內經受超過500°C /秒但不超 過5000°C /秒的平均冷卻速率，在某些實施方式中，超過500°C /秒但不超過2500°C /秒， 在進一步的實施方式中，超過500°C/秒但是不超過1000°C /秒，其中的處理區域長度至少 為3. 5米，例如至少5米，包括至少7. 5米，進一步還包括10米。在優選的實施方式中，光纖是單模階躍型光纖，中央芯中有鍺摻雜劑，包層是基本 純石英。但是應該認識到，在此描述的方法對于處理任何具有鍺摻雜的中央芯的光纖都 是同樣有用和合適的。優選地，芯中的鍺含量應足以提供與包層相比，至少0.3%的相對 折射率百分數。優選通過以下方式拉制光纖，將預制件加熱到在其拉伸根部的流動稠度 (1800-2000°C )，利用張力調整設備向涂覆的光纖施加約25克至約200克之間的張力，更優 選地，約60克至約170克的張力，最好是約90-150克的張力。高速度和高張力條件下拉制能生產大量的光纖，然后再依照本發明進行處理，與未經處理的光纖相比，進一步將衰減減 小到最低程度。 依照本發明的實施方式，優選構建和放置處理區域以提供纖維的入口表面溫度， 當進入處理區域時在1300°C至2000°C之間；更優選地，在1550°C至1750°C之間；在某些 實施方式中高于1600°C。同樣優選地，希望構建處理區域的長度和操作參數，以提供光纖 在離開處理區域時的出口表面溫度至少約1100°C，例如在1250°C與1450°C之間，更優選 1300-1450°C，最優選 1325-1425°C。
實施例由以下實施例進一步說明本發明。實施例1-12將代表了本發明各種實施方式的實施例1-12列于表1中。這些實施例顯示出在 以下條件通過處理區域對光纖進行處理，處理區域具有指示的長度L (以米表示)，光纖經 過處理區域的指示的拉制速度(米/秒表示)，纖維進入處理區域時的指示的纖維表面溫 度(以。C表示)，纖維離開處理區域時的指示的纖維表面溫度(以。C表示)，計算的纖維在 處理區域內的平均冷卻速率(以。C /秒表示)。表 1 本領域的技術人員將清楚，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，可以對本發 明作各種修改和變化。因此，本發明意欲涵蓋本發明的修改形式和變化形式，只要這些修改 形式和變化形式落在附加的權利要求和它們的等同物的范圍內。
權利要求
一種制造光纖的方法，所述方法包含從加熱的玻璃源拉制光纖，和通過將該光纖保持在處理區域中來處理該光纖，其中，處理區域的長度至少約5米，同時使該光纖在該處理區域內經受的平均冷卻速率小于5000℃/秒，平均冷卻速率定義為纖維進入處理區域時的表面溫度與纖維離開處理區域時的表面溫度之差除以光纖在該處理區域內的總停留時間，其中，光纖在離開處理區域時的表面溫度至少約1000℃。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，纖維在該處理區域內的總停留時間大于 0. 25 秒。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，纖維以大于或等于20米/秒的拉制速度被 拉伸。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，纖維在處理區域內的平均冷卻速率小于 25000C / 秒。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，光纖進入處理區域時的表面溫度約為 1550-1750°C，光纖離開處理區域時的表面溫度約為1250-1450°C。
6.如權利要求4所述的方法，其特征在于，纖維在處理區域內的平均冷卻速率小于 IOOO0C / 秒。
7.如權利要求3所述的方法，其特征在于，纖維以大于或等于30米/秒的拉制速度被 拉伸。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，從加熱的玻璃源拉制纖維和在處理區域內 處理該纖維的步驟沿第一路徑發生，該方法還進一步包括使裸光纖與流體軸承中的流體區接觸，所述流體軸承包含由至少兩個側壁限定的溝 道，纖維保持在所述溝道的區域內，它足以使纖維由于在通道內纖維下方存在的壓差而基 本上漂浮在該通道內，所述壓差是由在通道內纖維下方供給的液體較高的壓力相對于纖維 上方存在的壓力所造成的，以及當所述裸光纖在流體墊區上拉伸時，使光纖改變方向為沿第二路徑。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，以大于或等于20米/秒的拉制速度拉伸纖維。
10.一種制造光纖的方法，所述方法包括以大于或等于20米/秒的拉制速度從加熱的玻璃源拉制纖維，和 通過將該光纖保持在處理區域中來處理該光纖，光纖在處理區域的總停留時間超過 0. 25秒，同時使該光纖在該處理區域內經受的平均冷卻速率小于5000°C /秒，平均冷卻速 率定義為纖維進入處理區域時的表面溫度與纖維離開處理區域時的表面溫度之差除以光 纖在該處理區域內的總停留時間，其中，光纖離開處理區域時的表面溫度至少約為1000°c。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，纖維在處理區域內的平均冷卻速率小于 25000C / 秒。
12.如權利要求10所述的方法，其特征在于，以大于或等于30米/秒的拉制速度拉伸纖維。
13.如權利要求11所述的方法，其特征在于，纖維在處理區域內的平均冷卻速率小于 IOOO0C / 秒。
14.如權利要求10所述的方法，其特征在于，光纖進入處理區時的表面溫度約為 1550°C至約1750°C，光纖離開處理區域時的表面溫度為約1250°C至約1450°C。
15.如權利要求10所述的方法，其特征在于，從加熱的玻璃源拉制纖維和在處理區域 內處理該纖維的步驟沿著第一路徑發生，該方法還進一步包括使裸光纖與流體軸承中的流體區接觸，所述流體軸承包含由至少兩個側壁限定的溝 道，纖維保持在所述溝道的區域內，足以使纖維由于在溝道內纖維下方存在的壓差而基本 上漂浮在該溝道內，所述壓差是由在溝道內纖維下方所述供給的液體較高的壓力相對于纖 維上面存在的壓力所造成的，以及當所述裸光纖在所述流體墊區拉伸時，使纖維改變方向為沿著第二路徑。
16.一種制造光纖的方法，所述方法包括以大于或等于10米/秒的拉制速度從加熱的玻璃源拉制纖維，和 通過將該光纖保持在處理區域中來處理該光纖，其中，該處理區域的長度至少約5米， 光纖進入處理區域時的表面溫度為約1300°C至約2000°C，光纖離開處理區域時的表面溫 度至少約為1000°C。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于，以大于或等于20米/秒的拉制速度拉伸纖維。
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，以大于或等于30米/秒的拉制速度拉伸纖維。
19.如權利要求16所述的方法，其特征在于，光纖進入處理區域時的表面溫度為約 1550°C至約1750°C，光纖離開處理區域時的表面溫度為約1250°C至約1450°C。
20.如權利要求16所述的方法，其特征在于，從加熱的玻璃源拉制纖維和在處理區域 內處理該纖維的步驟沿著第一路徑發生，該方法進一步包括使裸光纖與流體軸承中的流體區接觸，所述流體軸承包含由至少兩個側壁限定的溝 道，纖維保持在所述溝道的區域內，足以使纖維由于在溝道內纖維下方存在的壓差而基本 上漂浮在該溝道內，所述壓差是由在通道內纖維下方供給的液體較高的壓力相對于纖維上 面存在的壓力所造成的，以及當所述裸光纖在流體墊區上拉伸時，使光纖改變方向為沿著第二通道。
全文摘要
一種形成光纖的方法，它包括從玻璃供給來源拉制光纖，通過將該光纖保持在處理區域中來處理該光纖，該光纖在該區域中以特定的冷卻速度冷卻。光纖處理減少了光纖由于瑞利(Rayleigh)散射，和/或由于光纖形成之后隨著時間推移的熱老化造成的衰減增加的傾向。也提供了沿著非線型路徑結合流體軸承制造光纖的方法，因而可以增加光纖處理區域的垂直空間。
文檔編號C03B37/03GK101925548SQ200880126085
公開日2010年12月22日 申請日期2008年11月21日 優先權日2007年11月29日
發明者A·V·菲利波夫, B·K·謝帕德, B·W·雷丁, D·A·特克, H·B·馬修斯三世 申請人:康寧股份有限公司