[发明专利]低偏振模色散光纤的制造方法及设备

说明书

一种光纤制造领域的低偏振模色散光纤的制造方法及设备，包括：设置于拉丝炉下方的光纤测试设备、PMD搓转控制设备以及分别与光纤测试设备和PMD搓转控制设备相连的闭环控制模块，其中：闭环控制模块从光纤测试设备获得实测光纤spin值，经分析处理后输出对应的搓转速度指令至PMD搓转控制设备，实现自动调节搓转。本发明通过spin值同twist关系，来降低spin从而减少twist从而减少纤后续成缆过程带来困难，并且利用光纤一个在线测试指标参数同光纤的PMD搓转控制设备形成一个自动闭环控制，有效解决了光纤指标失控以及报废问题。

技术领域

本发明涉及的是一种光纤制造领域的技术，具体是一种偏振模色散系数在0.015左右的光纤及其制造方法。

背景技术

近年来，为满足日益增长的带宽需求，光纤通讯系统已取得了巨大的进展。特别是在单模光纤得到广泛应用时，随着技术的改革偏振模色散已经成为了制约光纤应用的一个重要因数。光纤自身缺陷可能增大PMD(偏振模色散)，比如几何和压力不对称将导致两种偏振模式以不同的群速率在单模光纤中传输。在数字传输系统，PMD将导致脉冲分离和脉冲展宽，从而限制了比特速率和传输距离，制约光纤传输的带宽，是高速光纤通信的主要技术难点之一。

在过去十年，人们就如何降低系统PMD做了大量努力。主要有两种方法，一是提高光纤在折射率和侧压方面的对称性，这主要在光纤生产过程中改善，保证光纤几何性能并减低光纤侧压。另一种方法是通过光纤拉丝来控制偏振模式耦合。光纤拉丝技术在上世纪90时代开始应用于光纤生产，并证明是降低光纤PMD的有效方案，主要是采用模式耦合方式来控制双折射现象。

本在单模光纤传输中，光波的基模含有两个相互垂直的偏振态。在实际的光纤中，由于几何尺寸不均匀性和内应力不均匀性，两个相互垂直的偏振模以不同的速度传播，因而到达光纤另一端的时间也不同，从而引起两个模式之间的相位差，且称该光纤表现出“双折射”。

在实际的光纤生产过程中由于光纤的偏振模式色散(PMD)是受到光纤本身参数指标以及拉丝设备的状况等因数的影响，同一个拉丝设备拉制同一个预制棒时，光纤的PMD搓转控制设备很难采用一个相同的工艺参数来达到相同控制水平的光纤偏振模式色散水平；而且光纤偏振模式色散的测试是一个离线过程，这是一个延迟的过程，这给光纤生产控制过程带来困难，而且容易由于延迟过程造成光纤指标失控以及报废。

另外一方面，由于光纤的PMD搓转控制设备是给光纤两个方向上进行不停的搓动过程，特别是当这种搓转不对称性过大时，容易造成光纤的离线扭转(twist，即光纤完成拉丝后，由大桶分盘到小光纤盘后，让其自由垂直状态，来观察光纤旋转的圈数，常用单位为圈/米)过大，这给光纤后续成缆过程带来困难，特别是在并带缆的生产过程中。

如何有效的解决以上两个方面的问题，成为近年来光纤生产领域中面临一个重要挑战。

经过对现有技术的检索发现，美国专利号US 5,298,047公开了给予光纤一个具有非恒定空间频率的交替旋转，从而使光纤具有可变空间旋转周期，从而控制光纤生产中的双折射现象。该技术虽然解决了生产控制中降低光纤PMD系数的问题，但是实际生产过程中无法解决由于光纤偏振模式色散的测试是离线过程特点，容易由于延迟过程造成光纤指标失控以及报废；也无法解决搓转不对称性过大时，容易造成光纤的twist过大，这给光纤后续成缆过程带来困难问题。

中国专利文献号CN 1519212A公开了一种利用个别旋转速率的组合由具有最大椭圆度约为3％的预制件制造低偏振模式色散(PMD)的光纤的方特定法。在拉制期间的特定光纤长度之后重复旋转速率的组合，由此有效的减少嵌缆光纤的PMD。但该技术无法解决由于延迟过程造成光纤指标失控以及报废；也无法解决搓转不对称性过大时，容易造成光纤的twist过大，这给光纤后续成缆过程带来困难问题。