[发明专利]光纤制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤制造方法

背景技术

周知的光纤包括含有碱金属元素的芯部（参见日本专利申请公开（PCT申请的翻译）No.2005-537210、No.2007-504080、No.2008-536190、No.2009-541796、No.2010-501894、以及No.2010-526749，美国专利申请公开No.2006/0130530，美国专利No.5146534，以及国际公开No.98/002389）。通常认为：通过将碱金属元素添加进芯部，降低了拉制光纤预制棒以生产光纤时芯部的粘性，并且让玻璃网络结构能够松弛，从而减少光纤的传输损耗。

另外，周知另一低损耗光纤，其包括由未添加碱金属元素的纯石英玻璃构成的芯部。周知在制造这种光纤的过程中，为了促进玻璃网络结构的松弛，在拉丝炉下方布置退火炉，以延长加热时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种光纤制造方法，这种光纤包括含有碱金属元素的芯部，该光纤具有低传输损耗。

根据本发明的一方面，一种光纤制造方法，包括：拉制包括芯部和包层部的硅基光纤预制棒，芯部具有大于等于5原子ppm的碱金属元素平均浓度，其中，在拉制期间使玻璃温度保持大于等于1500°C的时间为小于等于110分钟。

在根据本发明实施例的光纤制造方法中，光纤预制棒芯部中碱金属元素的平均浓度优选小于等于500原子ppm。适宜地，光纤预制棒的芯部含有碱金属元素和卤族元素，以及，芯部中除这些元素以外的添加元素的平均浓度等于或低于芯部中卤族元素的平均浓度。光纤预制棒的芯部中卤族元素的平均浓度优选在1,000原子ppm至20,000原子ppm的范围内。碱金属元素优选是钾。

在根据本发明实施例的光纤制造方法中，光纤预制棒拉制期间的拉制速度适宜为1200米/分钟或更高，更适宜在1200米/分钟至2500米/分钟的范围内。光纤预制棒具有的直径适宜为70毫米至170毫米。光纤预制棒拉制期间的拉制张力（施加于玻璃部的力）适宜在30克（0.29牛顿）至150克（1.47牛顿）的范围内。

在根据本发明实施例的光纤制造方法中，适宜地，在光纤预制棒的拉制期间，使直径小于等于200微米的拉制玻璃纤维在1500°C或更高温度下加热0.3秒或更短时间，以及，光纤预制棒的单个位置在拉丝炉中滞留时间小于等于4小时。更具体地，滞留时间定义为：从光纤预制棒的一个位置通过拉丝炉上端的时刻、到该位置通过拉丝炉下端的时刻之间的持续时间。优选地，直径小于等于200微米的拉制玻璃纤维在1500°C或更高温度下加热0.01秒或更短时间。在光纤预制棒的拉制过程中，光纤预制棒的任意位置在拉丝炉中的滞留时间优选小于等于4小时。

一种根据本发明实施例的光纤制造方法是：一种光纤制造方法，该光纤包括芯部和围绕芯部的包层部，其中，光纤预制棒的芯部具有大于等于5原子ppm的碱金属平均浓度、以及1000原子ppm或更高的卤族元素平均浓度，芯部中除碱金属或卤族元素以外的添加元素的平均浓度等于或低于芯部中卤族元素的平均浓度，光纤预制棒具有70毫米至170毫米的直径，拉制光纤时光纤的拉制速度为600米/分钟或更高，以及，施加于玻璃部的力在30克（0.29牛顿）至150克（1.47牛顿）的范围内。光纤的拉制速度优选在1200米/分钟至3000米/分钟的范围内。

此外，提供了一种由根据本发明实施例的光纤制造方法所制造的光纤，其中，该光纤在1550纳米波长下传输损耗小于等于0.18分贝/千米（dB/km）。

根据本发明的实施例，能够制造具有低传输损耗的光纤，该光纤包括含有碱金属元素的芯部。

附图说明

图1A是图示光纤预制棒的折射率分布和碱金属元素浓度分布的曲线，而图1B是图示光纤的折射率分布、碱金属元素浓度分布、以及光功率分布的曲线；

图2的曲线图示，在拉丝炉中将玻璃温度维持于1500℃或更高温度的持续时间与1.55微米波长下光纤的传输损耗之间的关系；

图3是拉制装置的方案视图；

图4是图示在拉制装置中将玻璃温度维持于1500℃或更高温度的时间T1的方案视图；

图5是图示在拉制装置的拉丝炉中滞留时间T2的方案视图；

图6是图示拉制速度与1.55微米波长下光纤的传输损耗之间关系的曲线；

图7是图示拉制速度与1.55微米波长下光纤的传输损耗之间关系的曲线；

图8是图示光纤预制棒直径与1.55微米波长下光纤的传输损耗之间关系的曲线；