專利名稱：大尺寸光纖預(yù)制棒拉制光纖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖制造領(lǐng)域的光纖制造的方法，尤其是大尺寸光纖預(yù)制棒拉制光纖的方法。
背景技術(shù)：
制造大尺寸的石英光纖預(yù)制棒、增加單根預(yù)制棒的可拉制光纖長(zhǎng)度是提高光纖生產(chǎn)效 率、降低生產(chǎn)成本的有效途徑?，F(xiàn)有制造大尺寸光纖預(yù)制棒的方法通常先采用軸向汽相沉 積工藝(VAD工藝)制造大尺寸石英芯棒，再將芯棒插入石英套管中形成組合體，然后將 組合體加熱軟化并熔成大尺寸的預(yù)制棒。中國(guó)專利200610052195.X公開了這樣一種大尺寸 預(yù)制棒的制造方法，這種方法要求芯棒有良好的幾何精度和均勻性，而采用VAD工藝制得 的大尺寸芯棒，幾何精度不易控制好，其包芯比波動(dòng)較大，限制了制造預(yù)制棒的尺寸，就 難以制得大尺寸光纖預(yù)制棒來拉制光纖，也就不能增加單根預(yù)制棒的可拉制光纖長(zhǎng)度。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有制造大尺寸光纖預(yù)制棒的方法的不足，提供一種可以降低對(duì) 大尺寸芯棒的幾何精度和均勻性的要求、使VAD工藝制造的大尺寸芯棒能適用于制造大尺 寸石英光纖預(yù)制棒進(jìn)而拉制光纖的方法。本發(fā)明提供的大尺寸光纖預(yù)制棒拉制光纖的方法包括i先制造大尺寸光纖預(yù)制棒采用VAD工藝制備大尺寸芯棒，將芯棒延伸后測(cè)試該芯 棒包芯比的軸向分布，將測(cè)試好的芯棒插入石英套管內(nèi)，在插入前對(duì)芯棒表面和套管表面 進(jìn)行HF酸洗和純水清洗，待干燥后再插入，然后將芯棒與石英套管組合送入拉絲爐，將 芯棒尾柄和套管柄分別安裝在各自的夾具上，拉絲爐升溫后，套管和芯棒按照各自的速度 進(jìn)入拉絲爐，芯棒進(jìn)棒速度根據(jù)其自身包芯比的軸向分布調(diào)節(jié)；b.在制成大尺寸光纖預(yù)制棒過程中邊制棒邊對(duì)軟化的預(yù)制棒進(jìn)行拉絲。為了防止芯棒與套管之間進(jìn)入空氣產(chǎn)生二次污染，在石英套管尾柄頂部設(shè)置密封裝置， 將芯棒和套管的間隙抽真空與外界密封。本發(fā)明的有益效果是能夠克服VAD工藝沉積大尺寸芯棒存在的軸向均勻性不佳所造 成的限制制造大尺寸預(yù)制棒的問題。芯棒和套管分開安裝在不同的夾具上，可以采用芯棒 和套管不同步延伸的辦法控制芯棒進(jìn)棒速度，解決包芯比波動(dòng)大的芯棒對(duì)制造大尺寸預(yù)制棒的限制問題。制成大尺寸光纖預(yù)制棒過程中也就可以直接進(jìn)行拉絲。本發(fā)明采用在套管 尾柄頂部設(shè)置密封裝置對(duì)芯棒和套管間隙抽真空，有效防止芯棒和套管在延伸過程中受到 二次污染的問題，是一種高效率、低成本制造大尺寸光纖預(yù)制棒進(jìn)而拉制光纖的方法。


圖1是采用本發(fā)明拉制光纖的設(shè)備的示意圖；圖2是圖I中的排風(fēng)罩和密封裝置的示 意圖。在圖l、圖2中，l.芯棒夾具，2.芯棒尾柄，3.排風(fēng)罩，4.密封裝置，5.套管夾具，6.芯 棒，7.套管，8.拉絲爐，9.光纖，IO.套管尾柄.；31.石英壓環(huán)，32.排氣口， 33.氮?dú)馊?口， 34.石墨密封環(huán)，35.石英密封環(huán)；41.密封圈，42.氮?dú)馊肟冢?43.金屬罩殼。
具體實(shí)施方式
下面以實(shí)施例來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。 為描述方便，對(duì)相關(guān)術(shù)語和參數(shù)作以下說明芯棒采用VAD工藝制造的實(shí)心石英棒，包含摻Ge的芯層和純Si02的包層；套管高幾何精度的圓柱形高純石英玻璃管Rr-芯棒包芯比，即芯棒的直徑B和芯棒中芯層直徑A的比值；Rf:光纖的包芯比，即裸光纖的直徑和光纖中芯層直徑的比值；Do:套管外徑Di:套管內(nèi)徑；Lc:套管的長(zhǎng)度；Dv: VAD工藝制備得到的芯棒的原始直徑；Dr:經(jīng)過延伸的芯棒的直徑；Lv: VAD工藝制備得到的未延伸的芯棒長(zhǎng)度；Lr-經(jīng)過延伸后的芯棒長(zhǎng)度；V-芯棒速度與套管速度比。一次性拉制5000km光纖,相當(dāng)于六根08OmmX2OOOmm光纖預(yù)制棒的光纖拉制量。 采用內(nèi)徑為50mm,外徑為180 mm,長(zhǎng)為3000 mm的套管7生產(chǎn)G652D單模光纖， 目標(biāo)光纖的裸光纖直徑為125um,其中光纖的芯徑為8um，光纖的包芯比Rf為15.625。因 為套管7和芯棒6間需要留有一定的空間，這樣可以允許芯棒6具有一定的彎度和不均勻 性，因此設(shè)定芯棒6延伸后的直徑為45 mm。由公式Dr2XV=Ri^X[ (Do2-Di2)/(R^-Ri2)] 可以計(jì)算出當(dāng)芯棒6速度與套管7速度相同即V為1時(shí)的基準(zhǔn)Ri=3.9352。因此設(shè)定本發(fā) 明中VAD工藝制備的芯棒6的設(shè)計(jì)包芯比為4.0，受到VAD設(shè)備和工藝的限制，芯棒6軸 向包芯比(B/A)波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差為811 丫《0.2，實(shí)際包芯的變化范圍在4.0±0.24之間。 拉絲爐8控制系統(tǒng)由公式Dr^XV- [ (Do2-Di2) /(Rf2- Rr^)]根據(jù)輸入芯棒6的Rr測(cè)試 結(jié)果可以計(jì)算出相應(yīng)的V從而精確延伸光纖預(yù)制棒。表1列出了本實(shí)施例中同一根芯棒6 中三個(gè)典型點(diǎn)的包芯比與相應(yīng)的速度比。表1點(diǎn)RrV14.01.03623.760.907634.241.1737本實(shí)施例中，采用VAD工藝生產(chǎn)的芯棒6原長(zhǎng)Lv為950mm，直徑Dv為80mm，延伸后 長(zhǎng)度為3002.47mm，直徑為45mm。由公式Lr= LvX( Dv2/D一)按Dv=80 mm并考慮充分利 用套管7和加工損耗Lc《Lr，計(jì)算出原始芯棒尺寸Lv應(yīng)不低于949.22 mm。將延伸后的 芯棒6與本實(shí)施例的套管7相組合，在拉絲爐8上以5.8mm/min的基準(zhǔn)進(jìn)棒速度可以拉制 6099km光纖?？紤]生產(chǎn)中原料的使用率，實(shí)際可拉絲長(zhǎng)度大于5000km，相當(dāng)于六根少80mm X2000mm光纖預(yù)制棒的光纖拉制量。
權(quán)利要求
1、一種大尺寸光纖預(yù)制棒拉制光纖的方法，其特征在于a.先制造大尺寸光纖預(yù)制棒采用VAD工藝制備大尺寸芯棒，將芯棒延伸后測(cè)試該芯棒包芯比的軸向分布，將測(cè)試好的芯棒插入石英套管內(nèi)，在插入前對(duì)芯棒表面和套管表面進(jìn)行HF酸洗和純水清洗，待干燥后再插入，然后將芯棒與石英套管組合送入拉絲爐，將芯棒尾柄和套管柄分別安裝在各自的夾具上，拉絲爐升溫后，套管和芯棒按照各自的速度進(jìn)入拉絲爐，芯棒進(jìn)棒速度根據(jù)其自身包芯比的軸向分布調(diào)節(jié)；b.在制成大尺寸光纖預(yù)制棒過程中邊制棒邊對(duì)軟化的預(yù)制棒進(jìn)行拉絲。
2、 按權(quán)利要求1所述的大尺寸光纖預(yù)制棒拉制光纖的方法，其特征在于在拉絲全過程 通過石英套管尾柄頂部設(shè)置的密封裝置將芯棒和套管的間隙抽真空與外界密封。
全文摘要
一種大尺寸光纖預(yù)制棒拉制光纖的方法，先制造大尺寸光纖預(yù)制棒采用VAD工藝制備大尺寸芯棒，將芯棒延伸后并測(cè)試好其包芯比的軸向分布后插入石英套管內(nèi)，在插入前對(duì)芯棒和套管表面進(jìn)行HF酸洗和純水清洗并干燥，然后將芯棒與石英套管組合送入拉絲爐，將芯棒尾柄和套管尾柄分別安裝在各自的夾具上，拉絲爐升溫后，套管和芯棒按照各自的速度進(jìn)入拉絲爐，芯棒進(jìn)棒速度根據(jù)其自身包芯比的軸向分布調(diào)節(jié)。在制成大尺寸光纖預(yù)制棒過程中邊制棒邊對(duì)軟化的預(yù)制棒進(jìn)行拉絲。在套管尾柄頂部設(shè)置密封裝置，將芯棒和套管的間隙抽真空與外界密封，可以防止在拉絲過程中的二次污染，本發(fā)明是一種高效率、低成本制造大尺寸石英光纖預(yù)制棒的方法。
文檔編號(hào)C03B37/018GK101328013SQ20071004254
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者柳錦煒, 華 肖, 進(jìn) 陳, 顧志華 申請(qǐng)人:江蘇亨通光纖科技有限公司;江蘇亨通光電股份有限公司