專利名稱：超低偏振模色散單模光纖生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明超低偏振模色散單模光纖生產(chǎn)方法涉及的是一種有效降 低單模光纖的偏振模色散，使單模光纖適用于高速、大容量、長距離 光纖通信系統(tǒng)的一種生產(chǎn)方法。
技術(shù)背景偏振模色散在光纖中是一直存在的，只是在低速率傳輸系統(tǒng)中 對通信質(zhì)量不構(gòu)成影響。但隨著光纖通信向高碼速率、多信道、長距離和全光網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，特別是40Gb/s高速光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用， 原來在數(shù)字和模擬光纖通信系統(tǒng)中不太被關(guān)注的偏振模色散，已經(jīng)成 為限制高速光纖通信系統(tǒng)傳輸容量和距離的主要因素。采用普通單模 光纖生產(chǎn)方法及其裝置生產(chǎn)出的G. 652A、 G. 652B光纖由于其偏振模 色散波動性難以控制，且偏振模色散值普遍較大，因此已不能滿足目 前光通信發(fā)展的要求。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對上述不足之處提供一種超低偏振模色散單 模光纖生產(chǎn)方法，是一種在線有效降低單模光纖的偏振模色散 (Polarization Mode Dispersion,簡稱PMD)的生產(chǎn)方法，在原有 G.652A/B光纖拉絲設(shè)備充分利用的前提下，在主牽引裝置和雙收線 裝置之間引入正弦光纖扭轉(zhuǎn)裝置，從而對光纖產(chǎn)生一個周期性的扭轉(zhuǎn)作用，使光纖芯橫截面上受到一個周期性的對稱應(yīng)力，以此來逐漸抵 消兩個偏振模在光纖中傳輸時的相對相位時延的工藝方法。超低偏振模色散單模光纖生產(chǎn)方法是采取以下方案實現(xiàn)的1、裝棒上塔，開始拉絲將預(yù)制棒裝在拉絲爐上，設(shè)定參數(shù)開始拉絲，溫度控制在2000。C 2300。C。拉絲爐部分作為預(yù)制棒熔縮為光纖的場所，由石墨加熱部件和不 銹鋼爐體部件組成。其中對石墨件的揮發(fā)物數(shù)量以及表面粗糙度都進 行了嚴格的規(guī)定石墨件灰分要求《20ppm;石墨件表面粗糙度Rc《 6.3。并且對進到拉絲爐前的惰性保護氣體進行了二次過濾，保證了 氣體的潔凈度。同時對拉絲爐中的氣流進行了流量控制10-50L/min， 并使氣體嚴格的按照層流方式運動，以使石墨件產(chǎn)生的顆粒在氣流的 吹掃下，以不與熔融玻璃和光纖相接觸的軌跡被帶出爐外或者附著在 拉絲爐下部的內(nèi)壁；同時避免氣流直接吹到玻璃的熔融區(qū)及光纖形成 區(qū)，極大的提高了裸纖的穩(wěn)定性和均勻性，為后續(xù)工序控制減小偏振 模色散(PMD)值起到良好的基礎(chǔ)保證。2、裸纖冷卻對從拉絲爐高溫區(qū)出來裸光纖經(jīng)冷卻管通入氦氣強制冷卻。將氦 氣流量控制在0. 2-12L/min來優(yōu)化光纖冷卻的氣流方式，使殘余在光 纖中的應(yīng)力降低，減少了由于殘余應(yīng)力而對光纖產(chǎn)生的光彈效應(yīng)，對 光纖的光學參數(shù)產(chǎn)生積極影響并進一步改善偏振模色散(PMD)值的 穩(wěn)定性。3、 光纖涂覆將冷卻后的光纖穿過模具、涂杯，進行涂料涂覆，利用模具控制 直徑與同心度大小，同時根據(jù)不同涂料的性質(zhì)，優(yōu)化涂覆溫度，涂覆時(裸光纖溫度在20°C 100°C)，改善涂層的均勻性和涂層與裸光纖之間的結(jié)合性能；利用紫外光固化系統(tǒng)對涂層進行固化調(diào)整抽風大小(0. 5-15L/min)，同時將紫外光的照射集中在光纖表面，保證光 纖涂層在各個方向固化性能的均勻性和固化度的適當性。這些改進改 善了涂層與裸光纖的結(jié)合能力，減少了涂層中的殘留應(yīng)力對裸光纖的 影響，減小了由于涂層應(yīng)力的局部不均勻引起的微彎效應(yīng)，從而保證 了光纖偏振模色散(PMD)的可控性。4、 光纖正弦搓動涂覆后的光纖固化后通過正弦光纖扭轉(zhuǎn)裝置進行搓動，該裝置由 正弦扭轉(zhuǎn)搓動輪、支架和相關(guān)電氣控制部分組成，其位置在主牽引裝 置和雙收線裝置之間，通過設(shè)定搓動輪的幅度和頻率，搓動輪的幅度 為10° 80° ，搓動輪的頻率為0.02-10次/s，隨拉絲速度而異， 對光纖產(chǎn)生一個周期性的扭轉(zhuǎn)作用，使光纖芯橫截面上受到一個周期 性的對稱應(yīng)力，以此來逐漸抵消兩個偏振模在光纖中傳輸時的相對相 位時延，從而極大程度的降低光纖偏振模色散(PMD)值并使其控制 在一個較為穩(wěn)定的狀態(tài)。5、 光纖收線、復(fù)繞、檢測經(jīng)過搓動裝置后，通過雙收線裝置，光纖自動進行排線，滿盤后 進行篩選，性能檢測。偏振模色散值《0.2ps/Vkm，即得到該超低偏振模色散(PMD)單模光纖。該發(fā)明超低偏振模色散單模光纖生產(chǎn)方法通過在主牽引和雙收 線之間引入正弦光纖扭轉(zhuǎn)裝置，對光纖進行周期性的正弦扭轉(zhuǎn)，有效的降低光纖偏振模色散(PMD)值，并且由于其裝置位于收線部分和牽引部分之間，和一般的置于主牽引之上的工藝相比，避免了對拉絲 垂直方向上的工藝影響，對光纖拉絲特別是裸光纖的生產(chǎn)起到更加穩(wěn)定可靠的控制效果，從而更好的改善光纖偏振模色散(PMD)值。預(yù) 制棒送給單元的送料速度可根據(jù)裸纖直徑檢測系統(tǒng)反饋的信號及時 調(diào)整，從而保證裸纖直徑的穩(wěn)定性。這對于光纖偏振模色散(PMD) 正弦扭轉(zhuǎn)裝置起到良好的輔助作用。


以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1是本發(fā)明的正弦光纖扭轉(zhuǎn)裝置示意圖。
具體實施方式
參照附圖1，超低偏振模色散單模光纖生產(chǎn)方法 (1)裝棒上塔，開始拉絲將預(yù)制棒裝在拉絲爐上，設(shè)定參數(shù)開始拉絲，溫度控制在2000 。C 2300。C。拉絲爐部分作為預(yù)制棒熔縮為光纖的場所，由石墨加熱部件和不 銹鋼爐體部件組成。其中對石墨件的揮發(fā)物數(shù)量以及表面粗糙度都進 行了嚴格的規(guī)定石墨件灰分要求《20ppm;石墨件表面粗糙度Rc《 6.3。并且對進到拉絲爐前的惰性保護氣體進行了二次過濾，保證了氣體的潔凈度。同時對拉絲爐中的氣流進行了流量控制10-50L/min， 并使氣體嚴格的按照層流方式運動，以使石墨件產(chǎn)生的顆粒在氣流的 吹掃下，以不與熔融玻璃和光纖相接觸的軌跡被帶出爐外或者附著在 拉絲爐下部的內(nèi)壁；同時避免氣流直接吹到玻璃的熔融區(qū)及光纖形成 區(qū)，極大的提高了裸纖的穩(wěn)定性和均勻性，為后續(xù)工序控制減小偏振 模色散(PMD)值起到良好的基礎(chǔ)保證。(2) 裸纖冷卻對從拉絲爐高溫區(qū)出來裸光纖經(jīng)冷卻管通入氦氣強制冷卻。將氦 氣流量控制在0. 2-12L/min來優(yōu)化光纖冷卻的氣流方式，使殘余在光 纖中的應(yīng)力降低，減少了由于殘余應(yīng)力而對光纖產(chǎn)生的光彈效應(yīng)，對 光纖的光學參數(shù)產(chǎn)生積極影響并進一步改善偏振模色散(PMD)值的 穩(wěn)定性。(3) 光纖涂覆將冷卻后的光纖穿過模具、涂杯，進行涂料涂覆，利用模具控制 直徑與同心度大小，同時根據(jù)不同涂料的性質(zhì)，優(yōu)化涂覆溫度，涂覆 時(裸光纖溫度在2(TC 10CrC)，改善涂層的均勻性和涂層與裸光 纖之間的結(jié)合性能；利用紫外光固化系統(tǒng)對涂層進行固化調(diào)整抽風 大小(0. 5-15L/min)，同時將紫外光的照射集中在光纖表面，保證光 纖涂層在各個方向固化性能的均勻性和固化度的適當性。這些改進改 善了涂層與裸光纖的結(jié)合能力，減少了涂層中的殘留應(yīng)力對裸光纖的 影響，減小了由于涂層應(yīng)力的局部不均勻引起的微彎效應(yīng)，從而保證 了光纖偏振模色散(PMD)的可控性。(4) 光纖正弦搓動涂覆后的光纖2固化后通過正弦光纖扭轉(zhuǎn)裝置進行搓動，該裝置由正弦扭轉(zhuǎn)搓動輪5、支架3和相關(guān)電氣控制部分4組成，其位置在 主牽引裝置1和雙收線裝置6之間，通過設(shè)定正弦扭轉(zhuǎn)搓動輪5的幅 度和頻率，正弦扭轉(zhuǎn)搓動輪5的幅度為10° 80° ，正弦扭轉(zhuǎn)搓動 輪5的頻率為0.02-10次/s，隨拉絲速度而異，對光纖2產(chǎn)生一個周 期性的扭轉(zhuǎn)作用，使光纖芯橫截面上受到一個周期性的對稱應(yīng)力，以 此來逐漸抵消兩個偏振模在光纖中傳輸時的相對相位時延，從而極大 程度的降低光纖偏振模色散(PMD)值并使其控制在一個較為穩(wěn)定的 狀態(tài)。(5) 光纖收線、復(fù)繞、檢測經(jīng)過搓動裝置后，通過雙收線裝置，光纖自動進行排線，滿盤后 進行篩選，性能檢測。偏振模色散值《0.2ps/Vkm，即得到該超低偏 振模色散(PMD)單模光纖。
權(quán)利要求
1、一種超低偏振模色散單模光纖生產(chǎn)方法，其特征在于(1)裝棒上塔，開始拉絲將預(yù)制棒裝在拉絲爐上，設(shè)定參數(shù)開始拉絲，溫度控制在2000℃～2300℃；拉絲爐部分由石墨加熱部件和不銹鋼爐體部件組成，石墨件灰分要求≤20ppm；石墨件表面粗糙度RC≤6.3，二次過濾后的惰性保護氣體進入拉絲爐，氣流流量為10-50L/min，氣體按照層流方式運動；(2)裸纖冷卻從拉絲爐高溫區(qū)出來裸光纖經(jīng)過冷卻管，通入氦氣使之強制冷卻，通入的氦氣流量為0.2-12L/min；(3)光纖涂覆冷卻后的光纖穿過模具、涂杯，進行涂料涂覆，采用模具控制直徑與同心度大小，涂覆時裸光纖溫度為20℃～100℃；采用紫外光固化系統(tǒng)對涂層進行固化，抽風大小為0.5-15L/min，同時將紫外光的照射集中在光纖表面；(4)光纖正弦搓動涂覆后的光纖固化后通過正弦光纖扭轉(zhuǎn)裝置進行搓動，設(shè)定正弦扭轉(zhuǎn)搓動輪的幅度為10°～80°，正弦扭轉(zhuǎn)搓動輪的頻率為0.02-10次/s；(5)光纖收線、復(fù)繞、檢測經(jīng)過正弦光纖扭轉(zhuǎn)裝置后，通過雙收線裝置，光纖自動進行排線，滿盤后進行篩選和性能檢測，偏振模色散值≤0.2ps/√km，即得到該超低偏振模色散(PMD)單模光纖。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低偏振模色散單模光纖生產(chǎn)方法， 其特征在于所述的正弦光纖扭轉(zhuǎn)裝置由正弦扭轉(zhuǎn)搓動輪、支架和相關(guān) 電氣控制部分組成，正弦光纖扭轉(zhuǎn)裝置設(shè)置在主牽引裝置和雙收線裝 置之間。
全文摘要
本發(fā)明超低偏振模色散單模光纖生產(chǎn)方法涉及的是一種有效降低單模光纖的偏振模色散，使單模光纖適用于高速、大容量、長距離光纖通信系統(tǒng)的一種生產(chǎn)方法。該生產(chǎn)方法包括1)裝棒上塔，開始拉絲；2)裸纖冷卻；3)光纖涂覆；4)光纖正弦搓動；5)光纖收線、復(fù)繞、檢測。通過在主牽引和雙收線之間引入正弦光纖扭轉(zhuǎn)裝置，對光纖進行周期性的正弦扭轉(zhuǎn)，有效的降低光纖偏振模色散(PMD)值，避免了對拉絲垂直方向上的工藝影響，對光纖拉絲特別是裸光纖的生產(chǎn)起到更加穩(wěn)定可靠的控制效果，從而更好的改善光纖偏振模色散(PMD)值。預(yù)制棒送給單元的送料速度可根據(jù)裸纖直徑檢測系統(tǒng)反饋的信號及時調(diào)整，從而保證裸纖直徑的穩(wěn)定性。
文檔編號C03C25/10GK101255005SQ200810023379
公開日2008年9月3日 申請日期2008年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者莊衛(wèi)星, 沈一春, 薛濟萍, 薛群山, 許春華, 錢宜剛 申請人:中天科技光纖有限公司