[发明专利]光纤拉丝方法和拉丝炉

说明书

本申请是申请日为2009年3月27日、申请号为200910127933.6、发明名称为“光纤拉丝方法和拉丝炉”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于从光纤预制棒拉制光纤的光纤拉丝方法和拉丝炉。

背景技术

光纤通过所谓的“拉丝”获得。在拉制期间，光纤预制棒的底部通过加热来软化，并将张力施加到预制棒的软化部分以减小其直径。预制棒通常由诸如石英玻璃的材料制成。通常，用于这种过程的拉丝系统设有用于加热光纤预制棒的拉丝炉、用于冷却所拉制的玻璃光纤的冷却装置、用于绕所拉制的玻璃光纤涂覆树脂的涂覆装置，以及用于卷取所涂覆的光纤的卷取装置。此外，将拉丝炉尽可能地置于距地面最高的位置处，以增加用于冷却光纤的行程距离并增加拉丝速度以提高生产率。

然而，当从标准拉丝系统拉制光纤时，有时光纤的横截面为非等方性的圆（例如椭圆）。光纤横截面与等方性圆的偏差称为“非圆度”。光纤的非圆度被定义为（光纤横截面的最大和最小直径之差）/（最大和最小直径的平均值）。如果其非圆度不是零，则光纤是非圆形的。

这种非圆形光纤的原因是由于所加热的光纤预制棒中的温度分布的不均匀而导致的光纤预制棒沿周向方向的软化的不均匀，这种情形的产生是因为难以完美地将拉丝炉的中心轴与光纤预制棒的中心轴相匹配。而且，如果拉丝炉的加热元件的发热量沿周向方向不均匀，则光纤可能会具有非圆形的横截面。当光纤具有大的非圆度时，它导致诸如偏振模色散（PMD）增加以及当该光纤连接到另一光纤时由于芯的未对准而导致的连接损失增加的问题。

为了防止非圆形的光纤，在美国专利No.654760中已经公开了包括均衡化装置以沿加热器的周向方向均匀分布温度的拉丝炉。另一方面，在日本专利申请特开No.2004-224587中已经公开了一种光纤拉丝方法，该方法设定关系L(mm)≥5D(mm)-50(mm)。这里D是光纤预制棒的直径而L是由加热器产生的加热区沿拉丝方向的长度。

然而，即使利用美国专利No.654760中公开的方法，也难以沿加热器的周向均匀地分布温度，并且炉内电极的结构变得复杂。而且，当电极的结构复杂时，它导致沿加热元件的沿周向方向的不均匀，这导致热的不均匀分布。此外，利用日本专利申请特开No.2004-224587中公开的方法，由于加热器延长了，所以炉本身也需要延长，从而变得难以将光纤预制棒接收到拉丝炉中，或者拉丝炉的高度和用于冷却所拉制光纤的距离减少。在大的光纤预制棒，例如具有100mm以上直径的预制棒中，上述问题是特别明显的。

发明内容

本发明提供能够使用简单的拉丝系统来拉制具有小非圆度的光纤的光纤拉丝方法和拉丝炉。

为了解决上述问题，在本发明中公开的光纤拉丝方法之一是从光纤预制棒拉制光纤的方法，其中该光纤预制棒被接收到炉芯管中并通过环绕该炉芯管放置的主加热器加热，该方法包括以下步骤：加热光纤预制棒，使得弯月形部，即从光纤预制棒的外径开始降低其外径的开始位置到该外径达到1mm的点的部分的开始位置在其位置上高于主加热器的顶部，其中该弯月形部形成在光纤预制棒的下端。

而且，本发明中的光纤拉丝炉之一包括：炉芯管，用于容纳光纤预制棒；主加热器，用于加热该炉芯管的内部，该主加热器绕该炉芯管并与该炉芯管呈同心圆状配置；以及炉体，用于容纳该炉芯管和该主加热器；其中该光纤拉丝炉满足2E≥L≥1.5E，这里E是该炉芯管的内径，而L是以mm为单位的最高温度点与基准点之间的距离，所述最高温度点为所述炉芯管的纵向方向上形成最高温度的最高温度位置，所述基准点位于所述最高温度点的、所述炉芯管上侧且形成比最高温度低400℃的温度。

根据本发明，因为减少了弯月形部的开始点处沿周向方向的不均匀温度分布，而这对光纤的非圆度具有最大的影响，所以能从简单的拉丝系统拉制具有小非圆度的光纤。

附图说明

现在参照附图：

图1是与本发明的第一实施例有关的光纤拉丝炉的示意性纵剖面；

图2示出了图1的炉芯管内部的温度分布曲线；

图3说明使用图1中所示的拉丝炉来对光纤预制棒进行拉丝的方法；

图4示出了本发明的示例1和比较例1中的炉芯管内部的温度分布曲线；

图5示出了本发明的示例1和比较例1中的光纤预制棒的弯月形部的形状；

图6是与本发明的替代实施例1有关的光纤拉丝炉的示意性纵剖面；

图7是与本发明的替代实施例2有关的光纤拉丝炉的示意性纵剖面；以及