[发明专利]大尺寸光纤预制棒的脱羟退火方法

说明书

本发明公开了一种大尺寸光纤预制棒的脱羟退火方法，包括：1)将光纤预制棒放置在退火炉内；2)通过三次升温将光纤预制棒加热至去应力温度；3)保温；4)通过四次降温将光纤预制棒降温至冷却温度。本发明通过三次逐渐升温将预制棒加热至去应力温度，且根据预制棒的特性，三个阶段的升温速度不同且逐渐降低，这种加热形式能够保证预制棒的热稳定性；保温的目的是为了使预制棒的内部充分受热，确保去应力的可靠性；通过四次逐渐降温的方式，且前面阶段的降温速度低于后面阶段的降温速度，这种降温方式，能够有效保证预制棒的内部的热量能够缓和均匀的散发出来，进而有效地避免了光纤预制棒在去热应力工艺中产生新的热应力。

本申请是申请日为2017年01月05日，申请号为201710008218.5，发明名称为“大尺寸光纤预制棒的脱羟退火方法及装置”的分案申请。

技术领域

本发明涉及光纤制造领域，尤其涉及大尺寸光纤预制棒的脱羟退火方法及装置。

背景技术

大尺寸光纤预制棒通常是指直径在120mm以上，长度在1500mm以上的光纤预制棒，利用外部气相沉积法(OVD)制造大尺寸光纤预制棒，其内部除了内应力外还会存在一定量的羟基(OH)，这会导致光纤预制棒在拉丝过程中出现衰减超标、断纤、F变等情况。针对上述情况，现有技术将单根大尺寸光纤预制棒悬挂于石英管中，通过石英管外围包裹的加热元件直接加热到一定到温度，通过预设一个保温时长对其进行保温，然后直接降温冷却，使大尺寸光纤预制棒的内部的热应力消除，同时去除过量的羟基。但是在冷却过程中，会产生新的热应力，产生热应力的主要原因是因为大尺寸光纤预制棒尺寸较大，导致其内外层或不同部位存在温度梯度，在冷却过程中，由于光纤预制棒的形状、厚度、受冷却程度等不同，各部位将形成温度梯度，从而引起制品中产生不规则的热应力。

综上所述，如何有效地解决大尺寸光纤预制棒重新加热去热应力后产生新的热应力的问题，同时使羟基含量保持在合理范围内，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种大尺寸光纤预制棒的脱羟退火方法，能有效地解决光纤预制棒重新加热去热应力后产生新的热应力的问题，同时可以使羟基含量保持在合理范围内。本发明还提供了相应的脱羟退火装置以实施本发明的方法。

一种大尺寸光纤预制棒的脱羟退火方法，包括以下步骤：

1)将多根光纤预制棒放置在退火炉内，且各光纤预制棒之间留有间隙；

2)将光纤预制棒加热至去应力温度，所述加热至去应力温度的过程包括三次匀速升温的阶段，且满足：起始阶段升温速度≥中间阶段升温速度≥最终阶段升温速度；

3)对光纤预制棒以预设的保温时长进行保温；

4)将光纤预制棒降温至预设的冷却温度，所述降温至预设的冷却温度包括四次匀速降温的阶段，且满足：第四阶段降温速度≥第三阶段降温速度≥第二阶段降温速度≥第一阶段降温速度。

脱羟退火方法通过三次逐渐升温将预制棒加热至去应力温度，且根据预制棒的特性，三个阶段的升温速度不同且逐渐降低，这种加热形式能够保证预制棒的热稳定性；保温的目的是为了使预制棒的内部充分受热，确保去应力的可靠性；通过四次逐渐降温的方式，且前面阶段的降温速度低于后面阶段的降温速度，这种降温方式，能够有效保证预制棒的内部的热量能够缓和均匀的散发出来，进而有效地避免了光纤预制棒在去热应力工艺中产生新的热应力。本脱羟退火方法通过加热，能够将光纤预制棒内的部分羟基脱离，从而使羟基含量保持在合理范围内。

可选的，所述步骤2)中，起始阶段升温速度为10～15℃/min，中间阶段升温速度为5～10℃/min，最终阶段升温速度为3～5℃/min；其中，起始阶段用于将温度升温至550～650℃，中间阶段用于将温度升温至850～950℃，最终阶段用于将温度升温至1070～1130℃。

可选的，所述步骤3)中，预设的保温时长为400～500min。