[发明专利]降低光纤损耗的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤产品的制造方法，尤其涉及降低光纤损耗的方法。

背景技术

光纤的损耗是光纤传输的主要性能,损耗大传输距离短,因此为了减少中继站的使用量,就必须降低光纤的损耗,光纤的损耗分为本征损耗和制造损耗.

本征损耗是指光纤材料固有的一种损耗，是无法避免的，它决定了光纤 瑞利散射的损耗极限。石英光纤的本征损耗包括光纤的本征吸收和瑞利散射造成的损耗。光纤制造损耗是在制造光纤的工艺过程中产生的，主要由光纤中不纯成分的吸收(杂质吸收)和光纤的结构缺陷引起。杂质吸收中影响较大的是各种过渡金属离子和OH-离子导致的光的损耗。其中OH-离子的影响比较大，它的吸收峰分别位于950nm，1240mm和1390nm，对光纤通信系统影响较大。随着光纤制造工艺的日趋完善，过渡金属的影响已不显著，最好的工艺已可以使OH-离子在1390nm处的损耗降低到0.04dB/km，甚至小到可忽略不计的程度。光纤结构的不完善也会带来散射损耗，主要是光纤内部的晶体结构会影响到光纤的损耗。拉丝工艺对光纤结构有着显著的影响。在拉丝工艺中，低水峰光纤经过将近10年的研发，基本上已经定性，降低光纤的损耗是现在许多光纤厂家都在致力研究的方向,现有的文献资料显示,有的厂家在加热炉中改善气体的流动速度降低光纤的损耗,有的是在出口处增加一个退火装置降低损耗,但是得到的光纤损耗仍然较高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供降低光纤损耗的方法，该方法简单、成本低，可以显著降低光纤的低损。

本发明的目的采用如下技术方案实现。

降低光纤损耗的方法，包括将预制棒拉丝后得到的裸光纤采用冷却系统冷却的步骤，所述冷却系统包括若干冷却筒，所述冷却筒内设置用于输送冷却气体和光纤移动的管道，所述冷却筒与管道之间通入冷却水，由上至下，冷却筒的进水温度依次降低。

优选的技术方案中，冷却筒的进水温度以2-8℃的梯度依次降低。

优选的技术方案中，所述冷却筒的个数为4-8个。

优选的技术方案中，所述冷却筒进水的温度为9-31℃。

本发明降低光纤损耗的方法，简单、成本低，可以显著降低光纤的低损。

附图说明

图1是本发明的原理图，其中1-裸光纤，2-第一冷却筒，3-连接器，4-第二、三、四、五冷却筒，5-第六冷却筒，7-氦气入口，6-模具，8-冷却水，9-氦气，10-冷却水入口，11-冷却水出口。

具体实施方式

结合图1对制造低损耗光纤的方法进行描述。

将预制棒拉丝后得到裸光纤，裸光纤经冷却系统冷却后进行涂覆得到光纤。冷却系统包括若干冷却筒及冷却筒间的连接器组成，冷却筒内设置用于输送氦气和光纤移动的管道，冷却筒与管道之间通入冷却水。裸光纤由上向下移动，冷却水和氦气由下向上流动。每个冷却筒都连接有一个冷水机，冷水机内的冷却水从进水口进入冷却筒与管道之间的空间，从出水口再进入冷水机。由上至下，冷却筒的进水温度依次降低。冷却筒的进水温度依次降低的梯度为2-3℃。氦气流量4-5L/min，进气温度20±3℃，光纤移动速度1500m/min，冷水机流量为8 L/min。

预制棒在加热炉内受到2000℃以上的高温熔融，在张力轮的作用下拉出丝来，冷却系统需要将通过其中的光纤在很短的时间内从2000℃以上冷却到50℃左右，以便涂覆系统顺利工作，当光纤通过冷却筒时，光纤将热量传给氦气，氦气通过冷却筒内壁传给冷却循环水，循环水在冷水机的作用下将热量传到外部环境中。

设置6个冷却筒，由上至下依次为第一、二、三、四、五、六冷却筒。冷却筒长度为1200mm，冷却筒内管道的内径为10mm。改变每一个冷却筒循环水进水的温度，冷却筒的进水温度由上到下分别设置成25℃、22℃、19℃、16℃、14℃、12℃。接近加热炉的冷却筒通入相对温度高些的循环水，远离加热炉的冷却筒通入温度低些的循环水。裸光纤从高温的加热炉出来经过空气后先进入相对高温的冷却筒内部，随着光纤向下，冷却筒温度逐渐降低，当光纤进入涂覆系统前达到所需的入线温度即可。自上而下的冷却过程中，形成由上到下、温度逐渐降低的温度梯度，光纤的冷却过程换成一个相对缓慢的过程，达到逐渐冷却裸光纤的目的。我们生产低损耗光纤的方向就是改变光纤从热到冷的过程，降低光纤内部的应力，从而使得光纤在1550nm波长上的平均衰减小于0.183dB/km。

对比方法（常规方法）调整各冷却筒的进水温度一致，均为17℃，其他条件同上，由于裸光纤在最上的冷却筒中温度急剧变化，玻璃丝的分子结构容易急剧变化，使裸光纤的内部应力增大，所以得到的光纤衰减较高，平均衰减约为0.190dB/km。