一种抗弯曲光纤及其生产工艺

专利类型 发明公开 法律事件 公开;
专利有效性 公开 当前状态 公开
申请号 CN202510223034.5 申请日 2025-02-26
公开(公告)号 CN120065411A 公开(公告)日 2025-05-30
申请人 中天科技精密材料有限公司; 江苏中天科技股份有限公司; 申请人类型 企业
发明人 何亮; 沈一春; 周建峰; 陈京京; 陈娅丽; 吴椿烽; 第一发明人 何亮
权利人 中天科技精密材料有限公司,江苏中天科技股份有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 中天科技精密材料有限公司,江苏中天科技股份有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:江苏省 城市 当前专利权人所在城市:江苏省南通市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:江苏省南通市经济技术开发区中天路3号 邮编 当前专利权人邮编:226000
主IPC国际分类 G02B6/028 所有IPC国际分类 G02B6/028G02B6/036C03B37/018
专利引用数量 0 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 10 专利文献类型 A
专利代理机构 北京同立钧成知识产权代理有限公司 专利代理人 独旭; 刘芳;
摘要 本 申请 实施例 提供一种抗弯曲光纤及其生产工艺,涉及光纤的技术领域,抗弯曲光纤包括:芯层;第一包层,第一包层包裹芯层;渐变层,渐变层包裹第一包层;第二包层,第二包层包裹渐变层;芯层、第一包层、渐变层以及第二包层的折射率依次递减。本申请实施例提供的抗弯曲光纤及其生产工艺,解决了 现有技术 中光纤的弯曲损耗较大的问题。
权利要求

1.一种抗弯曲光纤,其特征在于,包括:
芯层(100);
第一包层(200),所述第一包层(200)包裹所述芯层(100);
渐变层(300),所述渐变层(300)包裹所述第一包层(200);
第二包层(400),所述第二包层(400)包裹所述渐变层(300);
所述芯层(100)、所述第一包层(200)、所述渐变层(300)以及所述第二包层(400)的折射率依次递减。
2.根据权利要求1所述的抗弯曲光纤,其特征在于,所述芯层(100)的折射率n1为0.35~
0.42%;
和/或,所述第一包层(200)的折射率n2为‑0.05% 0;
~
和/或,所述第二包层(400)的折射率n3为‑0.4 ‑0.2%;
~
和/或,所述渐变层(300)的折射率在n2 n3之间呈递减趋势。
~
3.一种权利要求1或2所述的抗弯曲光纤的生产工艺,其特征在于,包括以下步骤:
依次沉积出芯层(100)、第一包层(200)、渐变层(300)以及第二包层(400),以形成疏松体(10);
将所述疏松体(10)进行烧结,并完成脱、掺氟,以使所述芯层(100)、所述第一包层(200)、所述渐变层(300)和所述第二包层(400)折射率依次递减。
4.根据权利要求3所述的生产工艺,其特征在于,所述将所述疏松体(10)进行烧结,并完成脱水、掺氟,包括:
将所述疏松体(10)送入烧结设备(600),所述疏松体(10)的温度在1000 1100℃时,通~
入0.5 1.0slpm氯气和0.02 0.05slpm氦气,进行脱羟除去水分;
~ ~
所述疏松体(10)的温度在1000 1300℃时,通入0.3 2.0slpm的氟化物;
~ ~
其中,所述疏松体(10)的烧结速度为6 15mm/min。
~
5.根据权利要求4所述的生产工艺,其特征在于,所述将所述疏松体(10)送入烧结设备(600)包括:
将所述疏松体(10)放入具有进气孔(610)和出气孔(620)的烧结设备(600)内;
通过所述烧结设备(600)中的加热体(630)控制所述疏松体(10)的温度。
6.根据权利要求3所述的生产工艺,其特征在于,所述依次沉积出芯层(100)、第一包层(200)、渐变层(300)以及第二包层(400),以形成疏松体(10),包括:
在沉积设备(500)中的腔体(510)内,通过芯层喷灯(520)、第一包层喷灯(530)、渐变层喷灯(540)和第二包层喷灯(550)分别对应沉积出所述芯层(100)、所述第一包层(200)、所述渐变层(300)和所述第二包层(400)。
7.根据权利要求6所述的生产工艺,其特征在于,所述芯层喷灯(520)和所述第二包层喷灯(550)为环状多层圆柱结构的喷灯。
8.根据权利要求6所述的生产工艺,其特征在于,所述第一包层喷灯(530)和所述渐变层喷灯(540)为聚焦式结构的喷灯。
9.根据权利要求3所述的生产工艺,其特征在于,所述将所述疏松体(10)进行烧结,并完成脱水、掺氟之后,还包括:
对烧结后的所述疏松体(10)进行玻璃化,形成玻璃棒;
对所述玻璃棒进行延伸处理,形成芯棒;
在所述芯棒的外侧沉积出外包层,并对整体烧结得到光纤预制棒;
将所述光纤预制棒进行拉丝处理。
10.根据权利要求9所述的生产工艺,其特征在于,所述对烧结后的所述疏松体(10)进行玻璃化,包括:
所述疏松体(10)的温度在1300 1500℃时,通入0.02 0.05slpm氦气进行玻璃化,形成~ ~
所述玻璃棒。

说明书全文

一种抗弯曲光纤及其生产工艺

技术领域

[0001] 本申请涉及光纤的技术领域,尤其涉及一种抗弯曲光纤及其生产工艺。

背景技术

[0002] 光纤是一种用于传输光信号纤维材料,利用光的全反射原理,将光信号从一端传输到另一端。
[0003] 相关技术中,光纤通常包括芯层和将芯层包裹的包层。在部分通信网络建设的场景下,光纤需要被弯曲并安装在狭窄空间中,此时光纤弯曲易导致部分光信号不能完成全反射传输,进而使得弯曲损耗较大,以至于难以满足网络通信的需求。发明内容
[0004] 本申请实施例提供一种抗弯曲光纤及其生产工艺,以解决现有技术中光纤的弯曲损耗较大的问题。
[0005] 第一方面,本申请实施例提供一种抗弯曲光纤,包括:
[0006] 芯层;
[0007] 第一包层,所述第一包层包裹所述芯层;
[0008] 渐变层,所述渐变层包裹所述第一包层;
[0009] 第二包层,所述第二包层包裹所述渐变层;
[0010] 所述芯层、所述第一包层、所述渐变层以及所述第二包层的折射率依次递减。
[0011] 在一种可能的实施方式中,所述芯层的折射率n1为0.35 0.42%;~
[0012] 和/或,所述第一包层的折射率n2为‑0.05% 0;~
[0013] 和/或,所述第二包层的折射率n3为‑0.4 ‑0.2%;~
[0014] 和/或,所述渐变层的折射率在n2 n3之间呈递减趋势。~
[0015] 第二方面,本申请实施例提供一种抗弯曲光纤的生产工艺,包括以下步骤:
[0016] 依次沉积出芯层、第一包层、渐变层以及第二包层,以形成疏松体;
[0017] 将所述疏松体进行烧结,并完成脱、掺氟,以使所述芯层、所述第一包层、所述渐变层和所述第二包层折射率依次递减。
[0018] 在一种可能的实施方式中,所述将所述疏松体进行烧结,并完成脱水、掺氟,包括:
[0019] 将所述疏松体送入烧结设备,所述疏松体的温度在1000 1100℃时,通入0.5~ ~1.0slpm氯气和0.02 0.05slpm氦气,进行脱羟除去水分;
~
[0020] 所述疏松体的温度在1000 1300℃时,通入0.3 2.0slpm的氟化物;~ ~
[0021] 其中,所述疏松体的烧结速度为6 15mm/min。~
[0022] 在一种可能的实施方式中,所述将所述疏松体送入烧结设备包括:
[0023] 将所述疏松体放入具有进气孔和出气孔的烧结设备内;
[0024] 通过所述烧结设备中的加热体控制所述疏松体的温度。
[0025] 在一种可能的实施方式中,所述依次沉积出芯层、第一包层、渐变层以及第二包层,以形成疏松体,包括:
[0026] 在沉积设备中的腔体内,通过芯层喷灯、第一包层喷灯、渐变层喷灯和第二包层喷灯分别对应沉积出所述芯层、所述第一包层、所述渐变层和所述第二包层。
[0027] 在一种可能的实施方式中,所述芯层喷灯和所述第二包层喷灯为环状多层圆柱结构的喷灯。
[0028] 在一种可能的实施方式中,所述第一包层喷灯和所述渐变层喷灯为聚焦式结构的喷灯。
[0029] 在一种可能的实施方式中,所述将所述疏松体进行烧结,并完成脱水、掺氟之后,还包括:
[0030] 对烧结后的所述疏松体进行玻璃化,形成玻璃棒;
[0031] 对所述玻璃棒进行延伸处理,形成芯棒;
[0032] 在所述芯棒的外侧沉积出外包层,并对整体烧结得到光纤预制棒;
[0033] 将所述光纤预制棒进行拉丝处理。
[0034] 在一种可能的实施方式中,所述对烧结后的所述疏松体进行玻璃化,包括:
[0035] 所述疏松体的温度在1300 1500℃时,通入0.02 0.05slpm氦气进行玻璃化,形成~ ~所述玻璃棒。
[0036] 本申请实施例提供的一种抗弯曲光纤及其生产工艺,其中,抗弯曲光纤通过设置:芯层;第一包层,第一包层包裹芯层;渐变层,渐变层包裹第一包层;第二包层,第二包层包裹渐变层;芯层、第一包层、渐变层以及第二包层的折射率依次递减。由此,通过设置折射率的分布梯度,在芯层和各包层之间形成折射率差,进而使光纤在弯曲时更好地限制光的传播路径,减少因光纤弯曲而导致的光泄漏和损耗,有效的控制弯曲损耗,解决了现有技术中光纤的弯曲损耗较大的问题;并且,还具有大模场直径、大有效面积、弯曲性能优异的优点。
附图说明
[0037] 此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0038] 图1为本申请提供的一种抗弯曲光纤的结构示意图;
[0039] 图2为图1中抗弯曲光纤的折射率曲线图;
[0040] 图3为本申请提供的一种抗弯曲光纤的生产工艺中的沉积设备的结构示意图;
[0041] 图4为图3中芯层喷灯的结构示意图;
[0042] 图5为图4中芯层喷灯的侧视剖面图;
[0043] 图6为图3中第一包层喷灯的结构示意图;
[0044] 图7为本申请提供的一种抗弯曲光纤的生产工艺中的烧结设备的结构示意图;
[0045] 图8为本申请提供的一种抗弯曲光纤的生产工艺中实施例1的折射率曲线图;
[0046] 图9为本申请提供的一种抗弯曲光纤的生产工艺中实施例2的折射率曲线图;
[0047] 图10为本申请提供的一种抗弯曲光纤的生产工艺中实施例3的折射率曲线图;
[0048] 图11为本申请提供的一种抗弯曲光纤的生产工艺中对比例的折射率曲线图。
[0049] 附图标记说明:
[0050] 10‑疏松体;
[0051] 20‑种棒;
[0052] 100‑芯层;
[0053] 200‑第一包层;
[0054] 300‑渐变层;
[0055] 400‑第二包层;
[0056] 500‑沉积设备;510‑腔体;520‑芯层喷灯;530‑第一包层喷灯;540‑渐变层喷灯;550‑第二包层喷灯;560‑送件;570‑排风件;
[0057] 600‑烧结设备;610‑进气孔;620‑出气孔;630‑加热体。
[0058] 通过上述附图,已示出本申请明确的实施例,后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围,而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

[0059] 这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0060] 相关技术中,光纤通常包括芯层和将芯层包裹的包层。在部分通信网络建设的场景下,光纤需要被弯曲并安装在狭窄空间中。
[0061] 当光纤弯曲时,总会发生沿弯曲半径方向的能量辐射,原有光波导中的部分导波模将无例外地变为泄漏模,甚至有的变为辐射模,从而引起弯曲损耗。
[0062] 因此,光纤弯曲易导致部分光信号不能完成全反射传输,进而存在较大的弯曲损耗,以至于难以满足网络通信的需求。
[0063] 基于此,本申请实施例提供了一种抗弯曲光纤及其生产工艺,其中,抗弯曲光纤包括:芯层;第一包层,第一包层包裹芯层;渐变层,渐变层包裹第一包层;第二包层,第二包层包裹渐变层;芯层、第一包层、渐变层以及第二包层的折射率依次递减。由此,通过设置折射率的分布梯度,在芯层和各包层之间形成折射率差,进而使光纤在弯曲时更好地限制光的传播路径,减少因光纤弯曲而导致的光泄漏和损耗,有效的控制弯曲损耗,解决了现有技术中光纤的弯曲损耗较大的问题。
[0064] 下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图,对本申请的实施例进行描述。
[0065] 如图1所示,本申请实施例提供的一种抗弯曲光纤,包括:
[0066] 芯层100;
[0067] 第一包层200,第一包层200包裹芯层100;
[0068] 渐变层300,渐变层300包裹第一包层200;
[0069] 第二包层400,第二包层400包裹渐变层300;
[0070] 芯层100、第一包层200、渐变层300以及第二包层400的折射率依次递减。
[0071] 具体的,如图2所示,芯层100的折射率n1为0.35 0.42%;~
[0072] 和/或,第一包层200的折射率n2为‑0.05% 0;~
[0073] 和/或,第二包层400的折射率n3为‑0.4 ‑0.2%;~
[0074] 和/或,渐变层300的折射率在n2 n3之间呈递减趋势。~
[0075] 需要说明的是,渐变层300由第一包层200和第二包层400之间的梯度相对x轴成θ度,θ在30 90°之间,示例性的,θ可以是30°、50°、60°、70°、80°、90°或其他数值。以使第一~包层200、渐变层300和第二包层400自内而外形成一个阶梯式的凹陷结构。
[0076] 实施时,可将芯层100的折射率n1设置为0.35%、0.38%、0.40%、0.41%、0.42%或其他数值。可将第一包层200的折射率n2设置为‑0.05%、‑0.04%、‑0.03%、‑0.02%、‑0.01%、0或其他数值。可将第二包层400的折射率n3设置为‑0.4%、‑0.35%、‑0.30%、‑0.25%、‑0.2%或其他数值。
[0077] 由此,通过设置折射率的分布梯度,在芯层100和各包层之间形成折射率差,进而使光纤在弯曲时更好地限制光的传播路径,减少因光纤弯曲而导致的光泄漏和损耗,有效的控制弯曲损耗,解决了现有技术中光纤的弯曲损耗较大的问题;并且,还具有大模场直径、大有效面积、弯曲性能优异的优点。
[0078] 实施时,还可在第二包层400外部包裹外包层,以确保光纤使用时的安全性。
[0079] 补充说明的是,经研究发现,光纤的弯曲损耗α与光纤的折射率分布结构参数有关(如:相对折射率△、纤芯半径a),即
[0080]
[0081] 其中k是比例常数,与光纤接触面的粗糙度和材料特性有关。
[0082] 式中,可以看出降低弯曲损耗的其中一种方法是,增大相对折射率△或减小纤芯半径a就可以降低光纤弯曲损耗。
[0083] 本申请实施例中,采用的方法是将低折射率的玻璃嵌入到靠近纤芯的内包层中,或者作为包层的沟槽,将光更好的束缚在纤芯中,从而有效降低光纤的弯曲损耗。
[0084] 综上,本申请实施例提供的抗弯曲光纤,通过设置折射率的分布梯度,在芯层100和各包层之间形成折射率差,进而使光纤在弯曲时更好地限制光的传播路径,减少因光纤弯曲而导致的光泄漏和损耗,有效的控制弯曲损耗,解决了现有技术中光纤的弯曲损耗较大的问题;并且,还具有大模场直径、大有效面积、弯曲性能优异的优点。
[0085] 本申请实施例提供的一种抗弯曲光纤的生产工艺,包括以下步骤:
[0086] 依次沉积出芯层100、第一包层200、渐变层300以及第二包层400,以形成疏松体10;
[0087] 将疏松体10进行烧结,并完成脱水、掺氟,以使芯层100、第一包层200、渐变层300和第二包层400折射率依次递减。
[0088] 将疏松体10进行烧结,并完成脱水、掺氟之后,还包括:
[0089] 对烧结后的疏松体10进行玻璃化,形成玻璃棒
[0090] 对玻璃棒进行延伸处理,形成芯棒;
[0091] 利用OVD工艺(即外部气相沉积工艺),在芯棒的外侧沉积出外包层,并对整体烧结得到光纤预制棒;
[0092] 将光纤预制棒进行拉丝处理,从而得到抗弯曲光纤。
[0093] 由此,在芯层100和各包层之间形成折射率差,进而使光纤在弯曲时更好地限制光的传播路径,减少因光纤弯曲而导致的光泄漏和损耗,有效的控制弯曲损耗,解决了现有技术中光纤的弯曲损耗较大的问题
[0094] 在一些实施例中,依次沉积出芯层100、第一包层200、渐变层300以及第二包层400,以形成疏松体10,包括:
[0095] 利用VAD工艺(即气相轴向沉积工艺),并在沉积设备500中的腔体510内,通过芯层喷灯520、第一包层喷灯530、渐变层喷灯540和第二包层喷灯550分别对应沉积出芯层100、第一包层200、渐变层300和第二包层400。
[0096] 需要说明的是,如图3所示,沉积设备500包括腔体510以及设置在腔体510上且由下至上依次分布的芯层喷灯520、第一包层喷灯530、渐变层喷灯540和第二包层喷灯550。沉积设备500还包括送风件560和排风件570,送风件560和排风件570分别设置在腔体510的两侧,且分别用于向腔体510内送风和将腔体510内的气流排出,送风件560和排风件570均可设置为风扇。
[0097] 实施时,可将承载件(承载件可以是种棒20或其他杆件),从顶部伸入到腔体510内并以设定的速度旋转并向上提升,本实施例中承载件为种棒20。随后,控制芯层喷灯520先以预设的沉积气体流量在种棒20的末端沉积形成芯层100;再根据各包层折射率剖面结构,自内而外依次控制第一包层喷灯530以预设的沉积气体流量沉积出第一包层200,控制渐变层喷灯540以预设的沉积气体流量沉积出渐变层300,控制第二包层喷灯550以预设的沉积气体流量沉积出第二包层400。从而得到芯层100、第一包层200、渐变层300和第二包层400折射率依次递减的疏松体10,随后进入后续的工序。
[0098] 进一步的,芯层喷灯520和第二包层喷灯550为环状多层圆柱结构的喷灯;第一包层喷灯530和渐变层喷灯540为聚焦式结构的喷灯。
[0099] 本实施例中,如图4和图5所示,芯层喷灯520、第二包层喷灯550均为环状十二层喷孔结构的喷灯,其自内而外依次包括中心喷孔、第一层环形喷孔、第二层环形喷孔、第三层环形喷孔、第四层环形喷孔、第五层环形喷孔、第六层环形喷孔、第七层环形喷孔、第八层环形喷孔、第九层环形喷孔、第十层环形喷孔、第十一层环形喷孔。并且,环状十二层喷灯的喷灯口自中心管到第七环逐渐突出,呈阶梯式,以便通过此结构进行低密度沉积控制。
[0100] 本实施例中,如图6所示,第一包层喷灯530和渐变层喷灯540均为聚焦式六重喷灯,其自内而外依次包括中心层、第一层、第二层、第三层多孔聚焦、第四层、第五层。由此,聚焦式六重喷灯通过第三层气管聚焦一点沉积,以便达到高密度沉积控制。
[0101] 具体的,对于各喷灯中预设的气体及气流流量如下:
[0102] 芯层喷灯520:
[0103] 中心喷孔通有预设流量为2~6g的SiCl4气体与预设流量为0.3~0.5slpm的GeCl4气体;
[0104] 第一层环形喷孔通有预设流量为4~10slpm的氢气;
[0105] 第二层环形喷孔通有预设流量为1~5slpm的氩气;
[0106] 第三层环形喷孔通有预设流量为10~30slpm的氧气;
[0107] 第四层环形喷孔通有预设流量为1~6slpm的氩气;
[0108] 第五层环形喷孔通有预设流量为15~35slpm的氢气;
[0109] 第六层环形喷孔通有预设流量为1~6slpm的氩气;
[0110] 第七层环形喷孔通有预设流量为15~30slpm的氧气。
[0111] 第八层环形喷孔通有预设流量为1~6slpm的氩气;
[0112] 第九层环形喷孔通有预设流量为15~35slpm的氢气;
[0113] 第十层环形喷孔通有预设流量为1~6slpm的氩气;
[0114] 第十一层环形喷孔通有预设流量为15~30slpm的氧气。
[0115] 第一包层喷灯530:
[0116] 中心层通有预设流量为5~35g的SiCl4气体和0~2slpm的氧气;
[0117] 第一层通有预设流量为1~5slpm的氩气;
[0118] 第二层通有预设流量为60~100slpm的氢气;
[0119] 第三层多孔聚焦通有预设流量为20~50slpm的氧气;
[0120] 第四层通有预设流量为1~6slpm的氩气;
[0121] 第五层通有预设流量为20~50slpm的氧气;
[0122] 疏松体10中,第一包层200的密度控制范围为0.35~0.55g/cm3。
[0123] 渐变层喷灯540:
[0124] 中心层通有预设流量为1~20g的SiCl4气体和2~5slpm的氧气;
[0125] 第一层通有预设流量为1~5slpm的氩气;
[0126] 第二层通有预设流量为50~100slpm的氢气;
[0127] 第三层多孔聚焦通有预设流量为20~50slpm的氧气;
[0128] 第四层通有预设流量为1~6slpm的氩气;
[0129] 第五层通有预设流量为10~40slpm的氧气;
[0130] 疏松体10中,渐变层300的密度控制范围为0.45~0.60g/cm3。
[0131] 第二包层喷灯550:
[0132] 中心喷孔通有预设流量为20~60g的SiCl4气体;
[0133] 第一层环形喷孔通有预设流量为10~40slpm的氢气;
[0134] 第二层环形喷孔通有预设流量为1~5slpm的氩气;
[0135] 第三层环形喷孔通有预设流量为20~60slpm的氧气;
[0136] 第四层环形喷孔通有预设流量为1~6slpm的氩气;
[0137] 第五层环形喷孔通有预设流量为40~100slpm的氢气;
[0138] 第六层环形喷孔通有预设流量为1~6slpm的氩气;
[0139] 第七层环形喷孔通有预设流量为25~60slpm的氧气;
[0140] 第八层环形喷孔通有预设流量为1~6slpm的氩气;
[0141] 第九层环形喷孔通有预设流量为60~120slpm的氢气;
[0142] 第十层环形喷孔通有预设流量为1~6slpm的氩气;
[0143] 第十一层环形喷孔通有预设流量为50~120slpm的氧气;
[0144] 疏松体10中,第二包层400的密度控制范围为0.22~0.3g/cm。
[0145] 此外,实际实施时,还可在沉积设备500上设置控制系统,以通过控制系统控制种棒20的升降及旋转,同时通过控制系统控制芯层喷灯520、第一包层喷灯530、渐变层喷灯540和第二包层喷灯550中预设的沉积气体流量,进而确保沉积过程的稳定和可靠性。
[0146] 在一些实施例中,将疏松体10进行烧结,并完成脱水、掺氟,包括:
[0147] 将疏松体10送入烧结设备600,疏松体10的温度在1000 1100℃时,通入0.5~ ~1.0slpm氯气和0.02 0.05slpm氦气,进行脱羟除去水分;
~
[0148] 疏松体10的温度在1000 1300℃时,通入0.3 2.0slpm的氟化物;~ ~
[0149] 其中,疏松体10的烧结速度为6 15mm/min。~
[0150] 随后,对疏松体10进行玻璃化,从而制作出芯层100、第一包层200、渐变层300和第二包层400折射率依次递减的玻璃棒,最后经后续的工序制成抗弯曲光纤即可。
[0151] 在一些实施例中,将疏松体10送入烧结设备600包括:
[0152] 将疏松体10放入具有进气孔610和出气孔620的烧结设备600内;
[0153] 通过烧结设备600中的加热体630控制疏松体10的温度。
[0154] 需要说明的是,如图7所示,采用的烧结设备600包括内部中空的主体以及设置在主体上的加热体630,以通过加热体630对疏松体10进行加热;主体还具有与内部空间相连通的进气孔610和出气孔620,进气孔610位于主体的底部,出气孔620位于主体的顶部。其中,加热体630材料可以是石墨、陶瓷、电阻丝或其他材质,对此不作限制。
[0155] 实施时,将疏松体10送入至烧结设备600内的加热体630处,再将氯气和氦气从进气孔610通入,浸没疏松体10后,从出气孔620排出。同时通过加热体630控制烧结所需的温度,以达到相应的脱水、掺氟的效果。
[0156] 其次,对烧结后的疏松体10进行玻璃化,包括:
[0157] 在烧结设备600内,疏松体10的温度在1300 1500℃时,通入0.02 0.05slpm氦气进~ ~行玻璃化,形成所述玻璃棒。即得到芯层100、第一包层200、渐变层300和第二包层400折射率依次递减的玻璃棒。最后再将该玻璃棒进入后续的工序,以制成抗弯曲光纤即可。
[0158] 在一些实施例中,将光纤预制棒进行拉丝处理,包括:
[0159] 取光纤预制棒的先端、尾柄部分,以得到料头,对料头进行剖面测试,得到相应的测试参数,再根据测试参数合理控制拉丝处理的过程。从而可确保拉丝处理过程顺利进行。
[0160] 此外,通过实施例对本发明进行详细描述,本发明包括但不限于以下几种实施例。以下实施例和对比例均采用的生产工艺为:
[0161] 利用VAD工艺并通过沉积设备500依次沉积出芯层100、第一包层200、渐变层300以及第二包层400,以形成疏松体10;
[0162] 将疏松体10进行烧结,并完成脱水、掺氟,以使芯层100、第一包层200、渐变层300和第二包层400折射率依次递减;
[0163] 对疏松体10进行玻璃化,形成玻璃棒。
[0164] 在形成玻璃棒后,对玻璃棒进行延伸处理,形成芯棒;
[0165] 利用OVD工艺,在芯棒的外侧沉积出外包层,并对整体烧结得到光纤预制棒;
[0166] 取光纤预制棒的先端、尾柄部分,以得到料头,对料头进行剖面测试,得到相应的测试参数;
[0167] 再根据测试参数,将光纤预制棒进行拉丝处理,从而得到抗弯曲光纤。
[0168] 其中,实施例采用的沉积设备500均具有芯层喷灯520、第一包层喷灯530、渐变层喷灯540和第二包层喷灯550。对比例采用的沉积设备500中,除不设置渐变层喷灯540外,其余与实施例保持一致。
[0169] 各实施例与对比例中,各喷灯中各层喷孔内气体及预设流量如下:
[0170] 表1.芯层喷灯流量表
[0171]
[0172] 表2.第一包层喷灯流量表
[0173]
[0174] 表3.渐变层喷灯流量表
[0175]
[0176] 表4.第二包层喷灯流量表
[0177]
[0178] 实施例1:
[0179] 如表1‑4所示,芯层喷灯520的流量设置为:
[0180] 中心喷孔通有预设流量为3g的SiCl4气体与预设流量为0.30slpm的GeCl4气体;
[0181] 第一层环形喷孔通有预设流量为5slpm的氢气;
[0182] 第二层环形喷孔通有预设流量为2.2slpm的氩气;
[0183] 第三层环形喷孔通有预设流量为15slpm的氧气;
[0184] 第四层环形喷孔通有预设流量为3.5slpm的氩气;
[0185] 第五层环形喷孔通有预设流量为20slpm的氢气;
[0186] 第六层环形喷孔通有预设流量为4.0slpm的氩气;
[0187] 第七层环形喷孔通有预设流量为20slpm的氧气。
[0188] 第一包层喷灯530的流量设置为:
[0189] 中心层通有预设流量为10g的SiCl4气体和1.0slpm的氧气;
[0190] 第一层通有预设流量为1.0slpm的氩气;
[0191] 第二层通有预设流量为80slpm的氢气;
[0192] 第三层多孔聚焦通有预设流量为30slpm的氧气;
[0193] 第四层通有预设流量为5slpm的氩气;
[0194] 第五层通有预设流量为25slpm的氧气。
[0195] 渐变层喷灯540的流量设置为:
[0196] 中心层通有预设流量为5g的SiCl4气体和6slpm的氧气;
[0197] 第一层通有预设流量为2.3slpm的氩气;
[0198] 第二层通有预设流量为70slpm的氢气;
[0199] 第三层多孔聚焦通有预设流量为25slpm的氧气;
[0200] 第四层通有预设流量为5slpm的氩气;
[0201] 第五层通有预设流量为20slpm的氧气。
[0202] 第二包层喷灯550的流量设置为:
[0203] 中心喷孔通有预设流量为35g的SiCl4气体;
[0204] 第一层环形喷孔通有预设流量为8slpm的氢气;
[0205] 第二层环形喷孔通有预设流量为3.5slpm的氩气;
[0206] 第三层环形喷孔通有预设流量为20slpm的氧气;
[0207] 第四层环形喷孔通有预设流量为5slpm的氩气;
[0208] 第五层环形喷孔通有预设流量为60slpm的氢气;
[0209] 第六层环形喷孔通有预设流量为5slpm的氩气;
[0210] 第七层环形喷孔通有预设流量为30slpm的氧气。
[0211] 实施例2:
[0212] 如表1‑4所示,芯层喷灯520的流量设置为:
[0213] 中心喷孔通有预设流量为3g的SiCl4气体与预设流量为0.32slpm的GeCl4气体;其他喷孔的预设流量与实施例1相同。
[0214] 第一包层喷灯530的流量设置为:
[0215] 第一层通有预设流量为1.1slpm的氩气;其他层通有的预设流量与实施例1相同。
[0216] 渐变层喷灯540的流量设置为:
[0217] 中心层通有预设流量为10g的SiCl4气体和7slpm的氧气;第二层通有预设流量为75slpm的氢气;其他层通有的预设流量与实施例1相同。
[0218] 第二包层喷灯550的流量设置为:
[0219] 各喷孔的预设流量与实施例1相同。
[0220] 实施例3:
[0221] 如表1‑4所示,芯层喷灯520的流量设置为:
[0222] 中心喷孔通有预设流量为3g的SiCl4气体与预设流量为0.35slpm的GeCl4气体;其他喷孔的预设流量与实施例1相同。
[0223] 第一包层喷灯530的流量设置为:
[0224] 中心层通有预设流量为10g的SiCl4气体和2.0slpm的氧气;第一层通有预设流量为1.5slpm的氩气;其他层通有的预设流量与实施例1相同。
[0225] 渐变层喷灯540的流量设置为:
[0226] 中心层通有预设流量为10g的SiCl4气体和8slpm的氧气;第二层通有预设流量为80slpm的氢气;其他层通有的预设流量与实施例1相同。
[0227] 第二包层喷灯550的流量设置为:
[0228] 各喷孔的预设流量与实施例1相同。
[0229] 对比例:
[0230] 如表1‑4所示,芯层喷灯520的流量设置为:
[0231] 中心喷孔通有预设流量为3g的SiCl4气体与预设流量为0.38slpm的GeCl4气体;其他喷孔的预设流量与实施例1相同。
[0232] 第一包层喷灯530的流量设置为:
[0233] 中心层通有预设流量为30g的SiCl4气体和2slpm的氧气;第一层通有预设流量为2slpm的氩气;第二层通有预设流量为90slpm的氢气;其他层通有的预设流量与实施例1相同。
[0234] 不设置渐变层喷灯540。
[0235] 第二包层喷灯550的流量设置为:
[0236] 各喷孔的预设流量与实施例1相同。
[0237] 如表5所示,对于烧结脱水时的参数:各实施例与对比例中的温度、氯气流量以及氦气流量均相同。
[0238] 表5.烧结脱水时参数表
[0239]
[0240] 如表6所示,对于烧结掺氟时的参数:各实施例的温度预设为1250℃,对比例的温度预设为1040℃;各实施例与对比例中的氟流量、氦气流量、移动速度以及其他参数均相同。
[0241] 表6.烧结掺氟时参数表
[0242]
[0243] 如表7所示,对于玻璃化时的参数:各实施例与对比例中的温度以及氦气流量均相同。
[0244] 表7.玻璃化时参数表
[0245]
[0246] 最后,对各实施例及对比例加工出的光纤预制棒的料头进行剖面测试,得到相应的测试参数如表8及图3所示,制得的光纤参数如表9以及图8‑11所示:
[0247] 表8.剖面参数表
[0248]
[0249] 表9.光纤参数
[0250]
[0251] 由此可见,采用本申请实施例提供的生产工艺制得的抗弯曲光纤,在芯层100、第一包层200、渐变层300和第二包层400之间形成折射率差,进而使光纤在弯曲时更好地限制光的传播路径,减少因光纤弯曲而导致的光泄漏和损耗,有效的控制弯曲损耗,解决了现有技术中光纤的弯曲损耗较大的问题;并且,从表9可以看出,本抗弯曲光纤还具有大模场直径、大有效面积、弯曲性能优异、能与常规光纤兼容的优点。
[0252] 最后应说明的是:本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段,并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求书来限制。
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