[发明专利]一种拉丝光纤扭动控制装置、控制方法及多模光纤

说明书

本发明公开了一种拉丝光纤扭动控制装置、控制方法及多模光纤，属于光纤制造领域，在拉丝通道中的光纤护层涂覆固化装置下方与牵引轮上方区域增加光纤扭动控制装置，进而通过光纤扭动控制装置在垂直光纤方向上对光纤施加周期性旋转力，以使光纤进行周期性扭动。本发明通过增设光纤扭动控制装置对拉丝涂覆保护层固化后的光纤进行扭动及扭动力的传导，消除光纤预制件拉丝时在石墨炉内熔锥区锥型不规则形变的扰动，降低了光纤芯不圆度，改善了光纤预制件拉丝后折射率偏差，提升了折射率分布精确度。由于光纤扭动旋转，优化了光纤中不稳定残余应力的分布，利于降低残余应力带来的对折射率分布偏差的修正。

技术领域

本发明属于光纤制造领域，更具体地，涉及一种拉丝光纤扭动控制装置、控制方法及多模光纤，可以优化光纤残余应力及纤芯不圆度，实现多模光纤带宽的提升。

背景技术

近年来，多模光纤以其低廉的系统成本优势，成为短距离、高速率传输网络的优质解决方案，已广泛应用于大型数据中心、局域办公中心、高性能计算中心和存储区域网等领域。随着速率100Gb/s的普遍商用及向400Gb/s过渡的稳步演进，对高品质、高带宽性能多模光纤的需求愈加迫切。

生产多模光纤所需的光纤预制件采用等离子体化学气相沉积(plasma chemicalvapor deposition，PCVD)工艺制备。通过一定的途径在温度大约1000℃～1300℃的保温炉内的高纯石英玻璃管内通入高纯度的反应物SiCl₄、O₂和掺杂剂GeCl₄，利用微波源谐振腔提供的高频微波激活气体电离形成等离子体而进行化学反应和气相沉积，形成透明的石英玻璃沉积层。多模光纤芯棒制备反应式如下：

SiCl₄+O₂＝SiO₂+2Cl₂，GeCl₄+O₂＝GeO₂+2Cl₂。

通过石墨熔缩炉进行熔缩将沉积后的石英玻璃管制备成一根实心多模芯棒。然后，多模芯棒经清洗、腐蚀、干燥后与其相匹配的套管组合成多模光纤预制件，通过拉丝设备将该预制件拉制成光纤。

在预制件拉至成光纤的过程中，通过调控拉丝过程中光纤中的应力分布与纤芯不圆度，获得高带宽性能的多模光纤。这里的带宽性能是指光纤满注入带宽(OFLBandwidth)，采用TIA中规定的FOTP-204标准测试方法测得。有效模式带宽(EffectiveMode Bandwidth)，采用IEC 60793-1-49方法测得。

纤芯不圆度表示式如下：

N_core＝(d_core-max-d_core-min)/d_core

N_core：表示芯不圆度；

d_core-max：表示纤芯边界所作外接圆直径；

d_core-min：表示纤芯边界所作内切圆直径

d_core：表示纤芯直径。