[发明专利]FTTH用微结构光纤预制棒的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及新材料领域，特别是涉及一种FTTH(Fiber To The Home，光纤到户)用微结构光纤预制棒的制造方法。

背景技术

信息技术的爆炸性需求带动了FTTH的飞速发展。光纤到户的应用需求促使光纤技术向小弯曲半径、低衰减方向发展，同时，小弯曲半径单模光纤的其他光学性能指标仍能与常规通信用单模光纤G.652光纤相一致。常规G.657光纤在极小弯曲直径(5mm以下)下，光纤的衰减迅速增大。这限制了其应用的范围，目前还很难在光纤到户最后一百米的应用中良好使用。FTTH用微结构光纤，是一种多孔型的微结构光纤，具有良好的弯曲性能，在极小弯曲直径下(1mm～5mm)下的附加光纤衰减仍能控制在合理范围内，非常适应光纤到户等复杂的应用环境。

常规的多孔微结构光纤主要采用毛细管堆积法、毛细管聚束法等方法制备。这些方法的缺点主要是制造过程中难以保证高纯环境和难以保证微孔的精确定型。由于毛细管在制造过程中会直接接触外界环境，难以达到普通单模光纤预制棒制造工艺的高纯特性，使得利用毛细管形成微孔的微结构光纤预制棒的衰减水平难以达到常规通信光纤的衰减水平。这是微结构光纤难以得到规模应用的主要限制因素。同时，由于毛细管在堆积和聚束中，容易发生错位，这可能导致微孔与微孔之间的夹角会不一致，导致模式泄露的偏差，从而造成光纤偏振模色散的异常，使得微结构光纤在常规光学指标如色散以及偏振模色散等特性上也会与常规通信单模光纤的水平存在一定差距。例如，专利号为“ZL 200410002286.3”的中国发明专利，采用多种材料件相结合的方式，制备光子晶体光纤预制件，还达不到通信光纤的制造要求；申请号为“200410093901.6”的中国发明专利申请中，采用一种飞秒激光的方式，进行微结构光纤预制件的制备，其制备的光纤预制棒的微孔在1mm以下，适合制备复杂结构的微结构光纤，不太适合制备高性能、低成本的FTTH用微结构光纤预制棒。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种高质量、低成本的FTTH用微结构光纤预制棒的制造方法，实现了FTTH用微结构光纤预制棒的微孔高纯制备和微孔精确定型，有效改善FTTH用微结构光纤的偏振模特性和弯曲损耗特性，避免了常见的微结构光纤制造工艺中微孔形成环节所带来的二次杂质引入和污染问题，保障FTTH用微结构光纤的衰减特性。

本发明提供的FTTH用微结构光纤预制棒的制造方法，包括以下步骤：S1、采用常规通信光纤制备方法制备出单模光纤预制棒，所述单模光纤预制棒包括一个掺锗的石英芯层和位于芯层外围的纯硅的石英包层，芯层和石英包层为同心圆；S2、在单模光纤预制棒的外侧沿圆周方向等角度的钻一定数量的直径相同的孔；S3、将钻好孔的单模光纤预制棒用酸液清洗干净，再使用去离子水清洗净、烘干后，在单模光纤预制棒的一端接续一根尾管，并在尾管接续一根用于夹持的尾棒，在单模光纤预制棒的另一端接续一段便于拉丝熔融的锥形石英头子，至此一根FTTH用微结构光纤预制棒制作完成。

在上述技术方案中，步骤S1中所述常规通信光纤制备方法包括VAD法、PCVD法和MCVD法。

在上述技术方案中，步骤S2包括以下步骤：在单模光纤预制棒的芯层外的石英包层内，以芯层的中心为圆心，各个孔分布在同一个圆上，每个孔的孔心与芯层中心连线的夹角相等；根据计算出的孔的直径选择钻杆，将单模光纤预制棒放置在钻孔机上，使用钻杆依次钻出所需数量的孔。

在上述技术方案中，步骤S2中所钻的各个孔的外边缘与单模光纤预制棒外边缘的距离之间的偏差在1mm以内，使各个孔与芯层的位置保持一致性。

在上述技术方案中，步骤S2中所钻的孔的数量为偶数。

在上述技术方案中，步骤S2中所钻的孔的直径在2～12mm之间。

在上述技术方案中，所述孔的直径在2～5mm之间时，采用高能激光器作为钻杆；孔的直径在5～12mm之间时，采用金属钻杆作为钻杆。

在上述技术方案中，步骤S3之后还包括以下步骤：将制造出来的FTTH用微结构光纤预制棒悬挂在拉丝塔上，在2200℃的高温下，熔融拉制成FTTH用微结构光纤。

在上述技术方案中，所述FTTH用微结构光纤在1625nm波段，绕1个弯曲直径为2mm的圈时，弯曲损耗在0.20～0.25dB，该光纤的偏振模色散系数在0.045～0.051ps/km^1/2，在1550nm波段的衰减为0.191～0.202dB/km，其他光学性能指标也与常规通信单模光纤G.652一致。