專利名稱：一種生產低偏振模色散光纖的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及光纖制造領域，尤其是涉及一種生產低偏振模色散光纖的方法和裝置。
背景技術：
理想的單模光纖具有完美的圓對稱性。它可以傳播入射進光纖的任何偏振態而不發生變化，即任何兩個正交的偏振本征模式是簡并的，具有相同的傳播速度。在光纖的實際生產制造過程中，由于各種原因造成大量的擾動，破壞了理想光纖的對稱性，并引起模式耦合造成單模光纖中光偏振態的不穩定，引起雙折射效應導致PMD增大。常用改善PMD的方法主要有以下兩種一種是改善芯層的不圓度，另一種是施加扭轉應力。但是后者對環境變化非常敏感。公開號為CN 1592860A的中國專利《通過橢圓度的改善最終具有低PMD的光纖預制棒的制造方法》介紹了通過控制芯層圓整度的方法生產低PMD光纖預制棒。此方法通過多次熔縮芯棒預制棒來控制芯層的圓整度，生產效率極低，無法滿足目前普通光纖大規模生產的需求。
公開號為CN 1487315A和CN1083449A的中國專利《抗偏振模色散(PMD)系統》和《包括具有低偏振模色散的光纖制品及制造該光纖的方法》采用旋轉振動輪，給光纖施加扭矩的方法降低PMD。該方法制作的光纖PMD值最小可達0. 051ps/km1/2。但是此方法在拉絲過程中容易給光纖造成損傷，嚴重影響光纖強度的同時也影響了拉絲速度。
發明內容
—種生產的低偏振模色散(以下簡稱低PMD)光纖的制造方法,包括光纖預制棒的制作步驟及光纖預制棒的拉絲步驟。其特別之處在于在預制棒與石英套管組裝之前，將只做好的預制棒局部加熱并沿軸向旋轉拉伸，在預制棒冷卻過程中形成固定的旋轉和拉伸。本發明要解決的技術問題就是采用一種高效率，并且對光纖強度無損害的方法生產低PMD光纖預制棒及光纖。此方法中必須嚴格控制芯棒預制棒拉伸爐溫度，旋轉夾具的速度，拉伸速度及退火時間。為了解決上述問題，本發明提供了一種生產低偏振模色散光纖的方法，該方法包括以下步驟
步驟(I)采用VAD、OVD、MCVD、PCVD方法中的一種，制作具有特定包芯比的預 制棒，芯棒預制棒的包芯比為2 < b/a < 5 ;
步驟(2)對芯棒預制棒放置在拉伸塔上進行旋轉拉伸；拉伸爐按照設定程序升溫至175(T220(TC，開始延伸時，上部夾具設定(T200rpm速度旋轉，拉伸夾具設定I 30mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動控制速度上升；
步驟(3)將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設定退火溫度為80(Tll0(rC，退火時間大于5小時；步驟(4)將芯棒與石英套管組裝成光纖預制棒；
步驟(5)在拉絲塔上進行拉絲。進一步，芯棒預制棒102首末端分別焊接尾柄，并固定在旋轉夾具101和拉伸夾具105 上。進一步，拉伸爐升溫至2100°C，開始延伸時，上部夾具設定為5rpm速度旋轉，拉伸夾具設定為2mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動控制速度上升,芯棒預制棒被緩慢拉伸成芯棒，將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設定退火溫度為900°C，退火時間為10h。進一步，步驟(4)所述石英套管為直徑125_的石英套管。本發明還提供了一種生產低偏振模色散光纖的裝置，該裝置包括
芯棒預制棒生產裝置，采用VAD、0VD、MCVD、PCVD方法中的一種，制作具有特定 包芯比的預制棒，芯棒預制棒的包芯比為2 ^ b/a ^ 5 ；
拉伸塔，用于對芯棒預制棒進行旋轉拉伸；其包括拉伸爐、上部夾具、拉伸夾具，拉伸爐按照設定程序升溫至175(T220(TC，開始延伸時，上部夾具設定(T200rpm速度旋轉，拉伸夾具設定l 30mm/min向下拉伸,拉伸爐以自動控制速度上升；
退火爐，用于對拉伸后的芯棒退火，退火爐退火溫度為80(ni00°C，退火時間大于5小
時； 組裝裝置，將芯棒與石英套管組裝成光纖預制棒；
拉絲塔，包括高溫爐以及收線機，用于對光纖預制棒進行拉絲。進一步，芯棒預制棒首末端分別焊接尾柄，并固定在旋轉夾具101和拉伸夾具105上。進一步,拉伸爐升溫至2100°C,開始延伸時,上部夾具設定為5rpm速度旋轉,拉伸夾具設定為2mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動控制速度上升,芯棒預制棒被緩慢拉伸成芯棒，將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設定退火溫度為900°C，退火時間為10小時。進一步，用于組裝光纖預制棒的石英套管為直徑125_的石英套管。使用本發明方法和裝置生產出來的光纖不僅具有較低的PMD，還可以根據需求設計不同尺寸的光纖預制棒，生產效率高，可滿足大規模生產的需求。
圖1拉伸塔結構示意圖。101為旋轉夾具；102為芯棒預制棒；103為芯棒拉伸爐；104為芯棒；105為拉伸夾具。圖2對低PMD光纖預制棒拉絲的拉絲塔的結構示意圖。201為低PMD光纖預制棒，202為石英套管，203為芯棒，204為高溫爐，205為收線機。圖3低PMD光纖生產流程圖。
具體實施例方式以下結合說明書附圖及實施例對本發明做進一步說明。采用VAD、OVD、MCVD, PCVD方法中的一種，制作具有特定包芯比的預制棒，芯棒預制棒的包芯比為2 < b/a < 5。優選地，以VAD+套管法生產光纖預制棒為例，首先生產包/芯比為3,直徑為IOOmm的芯棒預制棒102。將芯棒預制棒102首末端分別焊接尾柄，并固定在旋轉夾具101和拉伸夾具105上，如圖1所示。將拉伸爐103按照設定程序升溫至175(T2200°C，優選地為2100°C。開始延伸時，上部夾具101設定(T200rpm，優選地為5rpm速度旋轉，拉伸夾具105設定l 30mm/min ,優選地為2mm/min向下拉伸，拉伸爐103以自動控制速度上升。芯棒預制棒102被緩慢拉伸成芯棒104。將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設定退火溫度為為80(Tll0(TC，優選地為900°C，退火時間大于5小時，優選地為10小時。最后按照設計需求將芯棒203與直徑為125mm的石英套管202組裝成光纖預制棒201，并在拉絲塔上實施拉絲(如圖2所示)，拉絲塔包括高溫爐204和收線機205。如圖3所示，為低PMD光纖生產流程圖，共分為5個步驟步驟(I)采用VAD、0VD、MCVD, PCVD方法中的一種，制作具有特定包芯比的預制棒，芯棒預制棒的包芯比為2彡b/a <5。步驟(2)對芯棒預制棒放置在拉伸塔上進行旋轉拉伸。步驟(3)將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設定退火溫度為為80(Tll0(rC，優選地為900°C，退火時間大于5小時，優選地為10h。步驟(4)將芯棒與直徑為125mm的石英套管組裝成光纖預制棒。步驟(5)在拉絲塔上進行拉絲。
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實施例
選用G. 652D類型的單模芯棒預制棒，將芯棒預制棒置于本發明所述的拉伸塔(圖1所示)上進行旋轉拉伸至直徑30mm。將旋轉拉伸后的芯棒與石英套管組裝成低PMD光纖預制棒201，并至于拉絲塔(如圖2所示)上進行拉絲，制造出低PMD光纖。表I給出了不同拉伸旋轉參數時所制造獲得的單模光纖及測試所得的光纖PMD的大小。表I
權利要求
1.一種生產低偏振模色散光纖的方法，其特征在于該方法包括以下步驟 步驟(I)采用VAD、OVD、MCVD、PCVD方法中的ー種，制作具有特定包芯比的預 制棒，芯棒預制棒的包芯比為2 < b/a < 5 ; 步驟(2)對芯棒預制棒放置在拉伸塔上進行旋轉拉伸；拉伸爐按照設定程序升溫至175(T2200°C，開始延伸時，上部夾具設定(T200rpm速度旋轉，拉伸夾具設定I 30mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動控制速度上升； 步驟(3)將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設定退火溫度為800 1100で，退火時間大于5小時； 步驟(4)將芯棒與石英套管組裝成光纖預制棒； 步驟(5)在拉絲塔上進行拉絲。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于 芯棒預制棒(102)首末端分別焊接尾柄，并固定在旋轉夾具(101)和拉伸夾具(105)上。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于 拉伸爐升溫至210(TC，開始延伸吋，上部夾具設定為5rpm速度旋轉，拉伸夾具設定為2mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動控制速度上升，芯棒預制棒被緩慢拉伸成芯棒，將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設定退火溫度為900°C，退火時間為10小吋。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于 步驟(4)所述石英套管為直徑125_的石英套管。
5.一種生產低偏振模色散光纖的裝置，其特征在于該裝置包括 芯棒預制棒生產裝置，采用VAD、OVD、MCVD, PCVD方法中的ー種，制作具有特定包芯比的預制棒，芯棒預制棒的包芯比為2 < b/a < 5 ; 拉伸塔，用于對芯棒預制棒進行旋轉拉伸；其包括拉伸爐、上部夾具、拉伸夾具，拉伸爐按照設定程序升溫至175(T2200°C，開始延伸時，上部夾具設定(T200rpm速度旋轉，拉伸夾具設定l 30mm/min向下拉伸,拉伸爐以自動控制速度上升； 退火爐，用于對拉伸后的芯棒退火，退火爐退火溫度為800 1100で，退火時間大于5小時； 組裝裝置，將芯棒與石英套管組裝成光纖預制棒； 拉絲塔，包括高溫爐以及收線機，用于對光纖預制棒進行拉絲。
6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于 芯棒預制棒首末端分別焊接尾柄，并固定在旋轉夾具(101)和拉伸夾具(105)上。
7.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于 拉伸爐升溫至2100で，開始延伸時，上部夾具設定為5rpm速度旋轉，拉伸夾具設定為2mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動控制速度上升，芯棒預制棒被緩慢拉伸成芯棒，將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設定退火溫度為900°C，退火時間為10小吋。
8.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于 用于組裝光纖預制棒的石英套管為直徑125_的石英套管。
全文摘要
本發明涉及一種生產低偏振模色散光纖的方法和裝置，該方法包括以下步驟采用VAD、OVD、MCVD、PCVD方法中的一種，制作具有特定包芯比的預制棒，芯棒預制棒的包芯比為2≤b/a≤5；對芯棒預制棒放置在拉伸塔上進行旋轉拉伸；拉伸爐按照設定程序升溫至1750～2200℃，開始延伸時，上部夾具設定0～200rpm速度旋轉，拉伸夾具設定1～30mm/min向下拉伸，拉伸爐以自動控制速度上升；將拉伸后的芯棒在退火爐中退火，設定退火溫度為800～1100℃，退火時間大于5小時；將芯棒與石英套管組裝成光纖預制棒；在拉絲塔上進行拉絲。
文檔編號C03B37/025GK103030271SQ20121055430
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月19日 優先權日2012年12月19日
發明者錢建林, 肖華, 沈震強, 顧志華, 趙奉闊, 李要飛, 李曉東 申請人:江蘇亨通光電股份有限公司