專利名稱：光纖和用于制造低偏振模色散和低衰減光纖的方法
參照相關(guān)申請(qǐng)?jiān)撋暾?qǐng)要求1999年4月26日提交的、美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?0/131,012題為“OPTICAL FIBER HAVING SUBSTANTIALLY CIRCULAR CORE SYMMETRY AND METHOD OFMANUFACTURING THE SAME”的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及光纖領(lǐng)域，具體涉及制造低偏振模色散和低衰減光纖的方法。
2.技術(shù)背景電信工業(yè)的重要目標(biāo)是在越來越短的時(shí)間內(nèi)，通過越來越長的距離發(fā)送越來越多的信息。典型地，隨著系統(tǒng)用戶數(shù)和系統(tǒng)使用頻率的增加，對(duì)系統(tǒng)資源的要求也在增加。滿足該要求的一種方法就是通過增加用于負(fù)載信息媒介的帶寬。在光通信系統(tǒng)中，對(duì)具有增加帶寬的光纖的要求特別高。
近幾年，在制造光纖方面有了重大的進(jìn)步，該光纖依次提高了光纖的可用光負(fù)載容量。然而，眾所周知通過光纖傳播的電磁輻射由于一些機(jī)制會(huì)遭遇衰減和丟失。雖然這些機(jī)制中的一些不能被減少，但是其它可以除去，或至少實(shí)質(zhì)地減少。
光纖衰減的顯著問題模式是由于光纖的光導(dǎo)區(qū)域內(nèi)存在雜質(zhì)造成光纖吸收而引起的衰減。特別麻煩的是氫氧根(OH)引起的衰減，當(dāng)氫存在于光纖材料中時(shí)，或者當(dāng)從幾個(gè)來源可獲得的氫在光纖制造過程中擴(kuò)散到玻璃中時(shí)，氫氧根能在光纖中形成。
氫和SiO2和/或GeO2和/或其它含氧化合物中的氧在玻璃基體中結(jié)合，以形成OH和/或OH2鍵。由于玻璃中OH或水引起的衰減增加可以達(dá)到0.5到1.0dB/km，衰減峰值一般為1380nm窗口。這里所用的短語“1380nm窗口”被定義為大約1330nm到大約1470nm之間波長的范圍。衰減峰值通常稱為水峰值，它阻止在1380nm窗口處可用的電磁發(fā)射。
直到最近，電信系統(tǒng)通過在其它中的1310nm窗口和/或1550nm窗口處操作，避免了存在于1380nm窗口的水峰值。隨著波分復(fù)用(“WDM”)的出現(xiàn)和放大器技術(shù)的進(jìn)步，它使電信系統(tǒng)能夠在很寬的波長范圍上操作，這樣大約1300nm和大約1650nm之間的所有波長都可用于在光通信系統(tǒng)中發(fā)送數(shù)據(jù)。從和該系統(tǒng)一起使用的光纖移去水峰值是使系統(tǒng)能夠在這整個(gè)范圍上工作的一個(gè)重要方面。
在光纖的制造中，多種方法可用于沉積各種微粉體層。在外部汽相沉積(“OVD”)過程中，通過在氧氣中將含有先質(zhì)成份的石英和鍺沉積到陶瓷餌桿上，以形成微粉體纖芯坯棒。當(dāng)鉺桿旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，將初始成份傳送到火焰燃燒器，以產(chǎn)生微粉體，然后該微粉體沉積在鉺桿上。一旦沉積了足夠的微粉體，就移去鉺桿，所得微粉體纖芯坯棒可以熔凝到玻璃纖芯坯棒中。通常熔凝微粉體纖芯坯棒通過將微粉體纖芯坯棒掛在熔凝爐上，和加熱微粉體纖芯坯棒到一定溫度和一段時(shí)間，以充分將微粉體纖芯坯棒熔凝到玻璃中。較佳的是，在熔凝步驟之前，化學(xué)干燥微粉體纖芯坯棒，例如通過將微粉體纖芯坯棒暴露在高溫的氯氣中。結(jié)果產(chǎn)生具有中線孔的圓柱形玻璃纖芯坯棒。
然后，通常將該玻璃纖芯坯棒拉絲，例如，通過將玻璃纖芯坯棒放置在熔爐中，加熱纖芯坯棒到大約2000℃，然后將纖芯坯棒再次拉絲或拉絲為直徑更小的纖芯桿。在這再次拉絲操作的過程中，通過沿中線孔施加相當(dāng)大的真空(例如，小于200mTorr的壓強(qiáng))使纖芯坯棒的中線孔皺縮。這些真空壓力確保完成玻璃纖芯坯棒沿中線的封口。在再次拉絲步驟之后，然后通常通過沉積覆蓋微粉體，例如，通過OVD沉積過程，用一層覆蓋微粉體覆蓋所得纖芯桿。一旦覆蓋了足夠的覆蓋微粉體，就化學(xué)干燥所得的微粉體覆蓋纖芯桿，并將它熔凝以得到光纖預(yù)制件。雖然不同的處理(例如，MCVD和其它)使用略有不同的過程以形成預(yù)制件制造中所用的成份，但是它們中的許多(例如MCVD)通常以圓柱管或其它具有孔的中間玻璃物體結(jié)束，該孔在拉絲成光纖之前就封閉了。這些制造過程通常包括在制造過程中在一些點(diǎn)上使用真空，以封閉存在于玻璃成份之間的孔或間隙，而不顯著地改變其外部直徑。
用真空封閉玻璃纖芯坯棒或其它光纖預(yù)制件中的中線和其它的孔有一些缺點(diǎn)。這種真空壓力會(huì)導(dǎo)致桿不對(duì)稱的中線分布，例如如圖1所示。圖1例示了纖芯桿的剖面，它表示為10，其中包括被玻璃層14包圍的中心點(diǎn)12。在圖1中，這些玻璃層14具有在再次拉絲過程中施加真空壓力所導(dǎo)致的不規(guī)則不對(duì)稱的形狀。只有在遠(yuǎn)離中心點(diǎn)12的位置，玻璃層16才開始形成圍繞中心點(diǎn)12的更對(duì)稱和更同心的圈或環(huán)。當(dāng)該桿最終被拉絲成光纖時(shí)，將存在與纖芯桿中相同的不對(duì)稱玻璃層。沿纖芯桿(或由它形成的光纖)長度不同位置的中線側(cè)視圖將顯示纖芯的不對(duì)稱性。此外，纖芯桿和所得光纖的幾何特性可以沿著它的長度改變。更特別的是，沿光纖一個(gè)位置的特定不對(duì)稱形狀可能和沿光纖另一位置的形狀不同。
該不對(duì)稱纖芯的幾何形狀被認(rèn)為是引起偏振模色散(PMD)的關(guān)鍵，偏振模色散是一種形式的色散，它導(dǎo)致光一個(gè)分量的傳播快于另一正交分量。當(dāng)PMD在單模光纖中存在任何有效程度時(shí)，它都是一種嚴(yán)重的損害，因?yàn)樗拗屏斯饫w基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送速率。尤其，單模光纖和多模光纖一般都具有大約為125微米的外徑。然而，單模光纖具有更小的纖芯直徑，例如大約為8微米。該尺度關(guān)系使單模光纖對(duì)光纖制造過程中所引起不對(duì)稱孔封口帶來的偏振模色散非常敏感。因此，減小PMD是光纖制造中重要的目標(biāo)，尤其在單模光纖制造中。與單模光纖的小纖芯尺寸相反，多模光纖的纖芯區(qū)域具有62.5微米或50微米的直徑。在多模光纖中，不對(duì)稱的孔封口導(dǎo)致了不能調(diào)整在接近中線處光纖最內(nèi)部分的折射率分布。結(jié)果，用于將光發(fā)射到這種光纖的激光器通常從多模光纖的中線偏移一些距離，以避免該區(qū)域的不對(duì)稱孔封口。
用于減小PMD的一種方法是在光纖拉絲操作過程中旋轉(zhuǎn)光纖，其中當(dāng)光纖從坯棒熔化的根部被拉絲時(shí)，光纖就沿著它的中線軸機(jī)械扭絞。該扭絞使得光的正交分量互相耦合，以此平衡了它們的色散并減小了PMD。然而，旋轉(zhuǎn)對(duì)于減輕不對(duì)稱孔封口的影響是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，并且它會(huì)妨礙拉絲的速度，引起覆蓋的幾何擾動(dòng)，降低光纖強(qiáng)度等等。因此希望不借助這種旋轉(zhuǎn)技術(shù)而制造低PMD的光纖。
此外，不對(duì)稱的纖芯幾何形狀會(huì)引起纖芯直徑沿纖芯長度的變化，使得發(fā)射的光能“看見”沿著光纖長度不同點(diǎn)處的不同纖芯剖面。此外，不對(duì)稱中線分布會(huì)減小發(fā)射到多模光纖中激光的帶寬。
使用真空壓力封閉中線孔的另一缺點(diǎn)是這種過程會(huì)導(dǎo)致沿中線的空隙，從而還會(huì)削弱光纖的發(fā)射特性。
盡管化學(xué)干燥和熔凝步驟通常和光纖的制造關(guān)聯(lián)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種光纖顯示出在大約1380nm處測(cè)量出的相當(dāng)高程度的衰減。由于當(dāng)前使用的電信系統(tǒng)不在1380nm處或它在它附近操作，所以該缺陷也沒有受到很大程度的注意。隨著最近WDM、放大器技術(shù)和激光源的進(jìn)步，消除1380nm處測(cè)量出的水峰值成為要優(yōu)先考慮的事。水峰值很大程度上是由在光纖制造過程中被鎖在玻璃中的水引起的。在OVD過程的情況下，認(rèn)為大部分水是在封閉中線孔之前或在該過程中被鎖入纖芯桿的中線區(qū)域。雖然化學(xué)干燥坯棒，并在熔凝過程中燒結(jié)它，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)包圍和限定中線孔的玻璃區(qū)域在干燥之后又被濕化了。最普遍的是，熔凝之后，中線孔暴露在包括含氫化合物的大氣中，例如但不限于水(H2O)，通過水的物理吸著、化學(xué)吸著、或擴(kuò)散發(fā)生這種再次濕化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及制造光纖的方法，它包括以下步驟，提供用于制造光纖的中間玻璃體，該玻璃體中間具有中線孔，加熱該玻璃體到一個(gè)足夠的溫度以減小玻璃體的直徑，并在充分控制中線孔中的壓力以得到均勻?qū)ΨQ的孔封口的時(shí)候減小玻璃體的外徑。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及制造光纖的方法，它包括以下步驟，提供用于制造光纖的中間玻璃體，其中玻璃體中間具有孔或環(huán)形空隙，它的至少一端被封住以阻止氣體從中流過，并加熱該玻璃體到一個(gè)足夠的溫度以減小玻璃體的外徑。該方法還包括將大于500Torr的壓強(qiáng)施加于空隙，并減小玻璃體的外徑，使孔或環(huán)狀空隙均勻?qū)ΨQ地封閉。
較佳的是，在孔封口步驟之前和/或之中，足以得到中間玻璃體均勻?qū)ΨQ加熱的情況下，進(jìn)行孔封口步驟?？梢宰龅竭@種對(duì)稱加熱，例如通過在中間玻璃體是圓柱形光纖預(yù)制件或其它圓柱形中間玻璃體時(shí)，使用圓柱形熔爐。
本發(fā)明的另一實(shí)施例是一種光纖，它包括含有玻璃層和具有中線的纖芯。該光纖還包括包圍纖芯的光纖包層，其中包圍中線的玻璃層充分環(huán)形對(duì)稱，以產(chǎn)生低于0.2psec/sqrt-km的偏振模色散。
本發(fā)明的又一實(shí)施例是一種光纖通信系統(tǒng)，它包含發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、和用于傳遞發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間光信號(hào)的光纖。該光纖包括含有玻璃層和中線的纖芯，和包圍纖芯的光纖包層，其中包圍中線的玻璃層充分環(huán)形對(duì)稱，以產(chǎn)生低于0.2psec/sqrt-km的偏振模色散。
本發(fā)明的又一實(shí)施例是一種光纖通信系統(tǒng)，它包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、和用于傳遞發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間光信號(hào)的光纖。該光纖包括含有玻璃層和中線的纖芯，和包圍纖芯的光纖包層，其中包圍中線的玻璃層充分環(huán)形對(duì)稱，以產(chǎn)生低于0.2psec/sqrt-km的偏振模色散。并且該光纖在1米縱向光纖長度上的旋轉(zhuǎn)小于3個(gè)。
本發(fā)明的又一實(shí)施例涉及一種用于制造光纖的方法，它包括提供具有縱向延伸中線孔的圓柱形玻璃光纖預(yù)制件，封住中線孔的第一端和第二端，以防止氣體從它中間流過。該方法還包括在預(yù)制件的第一端上附加一個(gè)外部把手，其中外部把手有一個(gè)嚙合端；提供一個(gè)內(nèi)部把手用于和氣體供給耦合，其中內(nèi)部把手有一個(gè)嚙合端和一個(gè)流體接收端；以及將外部把手的嚙合端和內(nèi)部把手嚙合端耦合。該方法還包括將預(yù)制件的中線孔暴露到氣體中，加熱預(yù)制件到一定溫度以充分軟化預(yù)制件，并通過將預(yù)制件拉絲成光纖以封閉預(yù)制件的中線孔。
在本發(fā)明的又一實(shí)施例中一種用于制造光纖的方法包括提供具有縱向延伸中線孔的圓柱形玻璃光纖預(yù)制件，封住中線孔的第一端和第二端，以防止氣體從它中間流過，其中第一端在彎頭中形成。該方法還包括提供一個(gè)一體化連接在預(yù)制件第一端上的外部把手，其中外部把手有一個(gè)嚙合端；提供一個(gè)和氣體供給進(jìn)行流體通信的內(nèi)部把手，其中內(nèi)部把手有一個(gè)嚙合端、一個(gè)徑向延伸破裂接頭和一個(gè)流體接收端；以及將外部把手的嚙合端和內(nèi)部把手嚙合端耦合。該方法還包括充分加熱預(yù)制件以增加預(yù)制件中線孔中氣體的壓強(qiáng)，通過相對(duì)旋轉(zhuǎn)外部把手和內(nèi)部把手將預(yù)制件的中線孔暴露到干凈干燥的氣體中，直到內(nèi)部把手的破裂接頭和預(yù)制件的彎頭連接，以此打破了彎頭，加熱玻璃體到一定溫度充分軟化預(yù)制件，并通過將預(yù)制件拉絲成光纖以封閉預(yù)制件的中線孔。
本發(fā)明的又一實(shí)施例是用于開圓柱形光纖預(yù)制件軸向孔的裝置，其中在第一端和第二端封住軸向孔，以防止氣體流過該孔，第一端具有易碎的彎頭。預(yù)制件包括一個(gè)外部把手，它與預(yù)制件的一端連接且具有嚙合端；和一個(gè)內(nèi)部把手，它與氣體供給進(jìn)行流體通信且具有嚙合端、流體接收端、和徑向延伸破裂接頭，其中內(nèi)部把手的嚙合端和外部把手嚙合端耦合，因此通過相對(duì)旋轉(zhuǎn)外部把手和內(nèi)部把手，暴露預(yù)制件的軸向孔，直到內(nèi)部把手的破裂接頭和預(yù)制件的彎頭連接，以此打破了彎頭。
本發(fā)明的另一實(shí)施例是一種用于制造光纖的預(yù)制件，它包括具有縱向延伸軸向孔的圓柱形玻璃體；玻璃體第一端處的塞子，用于封住軸向孔的第一端；和彎曲的玻璃接頭，用于封住軸向孔的另一端，其中接頭包括徑向延伸段和縱向延伸端，打碎它可以暴露軸向孔。
根據(jù)本發(fā)明，光纖和其它波導(dǎo)的制造在減少偏振模色散方面比其先前技術(shù)取得了很多的進(jìn)步。因?yàn)楸景l(fā)明中間玻璃體的中線孔在一定條件下封閉，以形成均勻?qū)ΨQ的孔封口，所以這種中間玻璃體拉絲出的光纖比起先前技術(shù)的光纖大大減少了偏振模色散。用本發(fā)明的方法，在實(shí)施例中，其中中間玻璃體是光纖預(yù)制件，它中間有在拉絲中封閉的孔，在拉絲過程中施加一定量正的或負(fù)的壓強(qiáng)以得到實(shí)質(zhì)上圓中線孔分布的光纖，也就是實(shí)質(zhì)上圓纖芯對(duì)稱，其中當(dāng)從中線外移時(shí)，接近玻璃的各層仍保持很圓的對(duì)稱。在沒有完全完成光纖預(yù)制件的中間玻璃體上也可以獲得同樣的效果。例如，中間玻璃體可以是纖芯桿預(yù)制件，它具有中線孔并在再次拉絲操作中封閉了該孔，其中纖芯桿預(yù)制件的外徑被充分減小，以封閉中線和形成纖芯桿。在該形成纖芯桿和封閉孔的步驟中，在纖芯桿的拉絲中充分施加一定量正的和負(fù)的壓強(qiáng)，以形成對(duì)稱的孔封口。較佳的是，在所述玻璃中間體中被封閉的孔不是管中桿制造技術(shù)的結(jié)果。所以，使用本發(fā)明的技術(shù)，做出的單模光纖顯示出低偏振模色散，而無需借助旋轉(zhuǎn)或其它PMD緩和技術(shù)。
本發(fā)明的方法也可用于形成多模光纖，它本身更適合與激光源一起使用。在激光發(fā)射方法中，相對(duì)于纖芯的總尺寸激光的光斑尺寸可以更小。如果在具有不對(duì)稱玻璃層的區(qū)域中引導(dǎo)激光，這些不對(duì)稱玻璃層會(huì)打亂激光束傳播的通路。因此，希望獲得在纖芯中線周圍均勻?qū)ΨQ和同心的玻璃層。這種同心層可以使用本發(fā)明的方法獲得。
通過使用這里揭示的本發(fā)明的各種實(shí)施例，比起本領(lǐng)域內(nèi)熟知的其它方法可以獲得很多附加的優(yōu)點(diǎn)。例如，可以大大地減少在纖芯坯棒被拉絲成光纖之前鎖在纖芯坯棒中線區(qū)域中的大量水和其它雜質(zhì)，例如過渡金屬。因此，這種纖芯坯棒做成的光纖在1380nm處以及在整個(gè)1380nm窗口中顯示出小得多的水峰值，因此在1380nm窗口中，它比用標(biāo)準(zhǔn)方法將OVD過程所制造預(yù)制件制造成的光纖顯示出更低的光衰減。此外，這種纖芯坯棒做成的光纖顯示出減小的衰減損耗。
本發(fā)明方法的另一優(yōu)點(diǎn)是用這種方法制造的光纖能夠在大約1300nm到大約1680nm波長范圍上的任何選中波長處操作而沒有不適當(dāng)?shù)墓馑p。此外，本發(fā)明的方法也可以經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)，并且可以被實(shí)施而沒有額外對(duì)環(huán)境不利的廢產(chǎn)品的生產(chǎn)。
本發(fā)明制造方法另一潛在優(yōu)點(diǎn)是根據(jù)本方法生產(chǎn)的光纖具有更少的沿中線的空隙。在孔徑減小和/或孔封口過程中，真空壓力的去除大大地降低了光纖中空隙的可能性，因此降低了與之關(guān)聯(lián)的光反射。
通過參考以下的說明書、權(quán)利要求和附圖，本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員將進(jìn)一步明白和理解本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點(diǎn)。
要知道以上一般描述和以下詳細(xì)描述都僅僅是本發(fā)明本發(fā)明的實(shí)例，它們?cè)噲D提供概述或框架用于理解如權(quán)利要求所述本發(fā)明的特性和特征。所包括的附圖用于提供對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步的理解，并結(jié)合成說明書的一部分。附圖例示了本發(fā)明的各種實(shí)施例，它和描述一起用于解釋本發(fā)明的操作和原理。


圖1是在制造纖芯桿的再次拉絲操作中用真空壓力形成的纖芯桿剖面中線分布的示意圖；圖2是光纖中一段的透視圖；圖3是玻璃光纖預(yù)制件一段的透視圖；圖4是表示用于制造微粉體纖芯坯棒的外部汽相沉積過程的示意圖；圖5是位于熔凝爐中微粉體纖芯坯棒的垂直剖面圖；圖5A是微粉體纖芯坯棒被拉絲成玻璃纖芯桿的垂直剖面圖；圖5B是纖芯桿被從玻璃纖芯坯棒上切割下來的垂直剖面圖；圖6是位于熔凝和再次拉絲爐內(nèi)，覆蓋附加微粉體的纖芯桿的垂直剖面圖；圖7是位于示意性的拉絲機(jī)械內(nèi)，充分熔凝的玻璃光纖預(yù)制件的垂直剖面圖；圖8是如圖7所示玻璃光纖預(yù)制件中一段放大的剖面圖；圖9是沿圖8剖面線IX-IX切割的，位于外部把手內(nèi)的內(nèi)部把手的剖面圖，其中內(nèi)部把手的破裂接頭和玻璃預(yù)制件的彎頭并列；圖10和沿圖9同一平面的剖面圖，它顯示了內(nèi)部把手的破裂接頭和玻璃預(yù)制件的彎頭接觸；圖11是位于拉絲機(jī)械內(nèi)玻璃預(yù)制件一段的放大剖面圖，其中顯示了玻璃預(yù)制件的彎頭被折斷；圖12是位于拉絲機(jī)械中玻璃預(yù)制件一段的放大剖面圖，其中顯示了內(nèi)部把手脫離了外部把手；圖13是本發(fā)明方法步驟的流程圖；圖14是根據(jù)本發(fā)明制造的光纖之剖面充分對(duì)稱中線分布的示意圖；圖15是示意本發(fā)明光纖的光纖通信系統(tǒng)的示意圖。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)描述附圖所示為本發(fā)明的實(shí)例，以下將詳細(xì)描述本發(fā)明的較佳實(shí)施例。附圖中盡可能都用同樣的標(biāo)號(hào)表示同樣或類似的部件。
首先參考圖2，它顯示了用本發(fā)明方法制造的光纖30。該光纖包括具有中芯軸33的中心纖芯區(qū)域32、外部玻璃纖芯區(qū)域34和同軸包層區(qū)域36。光纖30由具有中心纖芯區(qū)域42的圓柱形玻璃體或玻璃預(yù)制件70(圖3)形成，中心纖芯區(qū)域42中有縱向延伸，位于其中心的中線孔60，中線孔確定了中芯軸45，預(yù)制件70還包括外部玻璃纖芯區(qū)域46和包層區(qū)域48，它們都和纖芯區(qū)域42同軸。例如，中心纖芯區(qū)域32和42可以由摻雜鍺的中心區(qū)域組成，區(qū)域34和46可由具有各種氟和/或鍺摻雜物的附加區(qū)域組成，以形成復(fù)雜的折射率分布(例如segcor分布)。當(dāng)然本發(fā)明不限于使用這種摻雜物，也不限于具有復(fù)雜折射率分布的光纖?；蛘邊^(qū)域34可以省略，光纖可以是簡(jiǎn)單的階梯折射率分布。此外，區(qū)域34可以包括一個(gè)近覆蓋區(qū)域，它通常由純石英組成。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，形成圓柱形玻璃預(yù)制件70最好通過含有至少一種玻璃成形先質(zhì)化合物的運(yùn)動(dòng)流體混合物中至少一些成份在氧化媒介中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以形成基于石英的反應(yīng)產(chǎn)物。該反應(yīng)產(chǎn)物的至少一部分對(duì)準(zhǔn)基底以形成多孔體，其中至少一部分包括氫氧鍵。
例如可以通過外部汽相沉積(“OVD”)過程將微粉體層沉積到鉺桿上，以形成多孔體。這種OVD過程如圖4所示。在圖4中，鉺桿或芯軸50被插入管狀一體化把手52，并被安置到車床上(未圖示)。指示車床旋轉(zhuǎn)并平移芯軸50，以接近微粉體產(chǎn)生燃燒器54。隨著芯軸50的旋轉(zhuǎn)和平移，基于石英的反應(yīng)產(chǎn)物通常作為微粉體對(duì)準(zhǔn)芯軸50。至少一部分基于石英的反應(yīng)產(chǎn)物被沉積到芯軸50和一體化把手52的一部分上，以形成圓柱形微粉體多孔體或微粉體纖芯坯棒58，在它上面有近端59和遠(yuǎn)端61。雖然結(jié)合平移車床描述了本發(fā)明的該方面，但是本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員知道也可以平移微粉體產(chǎn)生燃燒器54而非平移芯軸50。此外，本發(fā)明該方面的微粉體沉積不限于OVD過程。另外，運(yùn)動(dòng)流體混合物中至少一些成份進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的其它方法，例如但不限于在氧化媒介中液相或汽相傳送至少一種玻璃成形先質(zhì)化合物，這些方法可用于形成本發(fā)明中基于石英的反應(yīng)產(chǎn)物。此外，其它過程，例如內(nèi)部汽相沉積過程(IV)和改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積(MCVD)都可用于本發(fā)明。最佳的是本發(fā)明不使用微粉體光波導(dǎo)預(yù)制件產(chǎn)生方法中的桿，而更好用于封閉中線孔。
一旦期望數(shù)量的微粉體沉積到芯軸50上之后，就停止微粉體沉積，芯軸50從微粉體纖芯坯棒中移去。移去芯軸50之后，微粉體纖芯坯棒58確定一個(gè)軸向延伸的空隙或中線孔60(圖5)。通過下供料把手62和一體化把手52嚙合，將微粉體纖芯坯棒58垂直懸掛在熔凝爐64A上。熔凝爐64A最好同心地包圍微粉體纖芯坯棒58。一體化把手52由基于石英的玻璃材料形成，它包括的第一端63，纖芯坯棒58的近端59就是包圍著它形成的；和第二端65，它確定其中的內(nèi)表面67。另一種方法是，在沉積和熔凝步驟之后，一體化把手52的第二端65可被火焰加工。一體化把手52通常是杯形并確定內(nèi)部孔穴69。最好提供有粗糙紋理的內(nèi)表面67，它的意義將在以下討論。在熔凝爐64A中定位多孔體58之前，最好在接近微粉體纖芯坯棒58遠(yuǎn)端61的中線孔60處安裝一個(gè)玻璃底端塞子66。玻璃塞子66最好由相對(duì)低熔點(diǎn)的玻璃做成(例如，低于微粉體纖芯坯棒的熔點(diǎn))使得在熔凝過程中，當(dāng)微粉體纖芯坯棒的微粉體熔凝成玻璃時(shí)，玻璃塞子能有效地密封中線孔的一端。雖然插入底端塞子66對(duì)于封閉多孔體58的遠(yuǎn)端61是一種較佳的方法，但是也可以使用其它方法和裝置充分封閉遠(yuǎn)端61以阻止其中的氣流，例如但不限于用燃燒或彎曲的方法封閉61端。
在纖芯坯棒58近端59處的中線孔60可以保持開放于周圍空氣中，或可以通過在熔凝步驟之前將類似于底端塞子的頂端塞子73插入中線孔60而封閉中線孔。在一個(gè)實(shí)施例中，為了有助于封住該孔，將一體化把手中的孔做得比微粉體預(yù)制件58中的孔大，頂端塞子的尺寸選在這兩個(gè)內(nèi)徑之間，使得可以通過一體化把手部分52將塞子插入，并能粘住預(yù)制件58的中線孔區(qū)域。在另一實(shí)施例中，頂端塞子73可以包括在底端的較粗區(qū)域(足夠粗以封住微粉體預(yù)制件58的中線孔60)，它用于封住微粉體預(yù)制件58的中線孔60；在塞子頂端的另一較粗區(qū)域(比一體化把手52的中線孔粗)，它用于阻止塞子73落入微粉體預(yù)制件58的中線孔60中；和兩端之間的中間區(qū)域，它用于連接該兩個(gè)較粗端區(qū)域。
最好化學(xué)干燥微粉體纖芯坯棒58，例如通過將微粉體纖芯坯棒58暴露在熔凝爐64A中高溫的含有氯氣的大氣中。含有氯氣的大氣從微粉體纖芯坯棒58中有效地移去水和其它雜質(zhì)，否則對(duì)由坯棒做成光纖的特性會(huì)有不良的影響。在OVD形成的微粉體纖芯坯棒58中，氯氣充分流過微粉體，有效地干燥整個(gè)坯棒，包括中線孔60周圍的區(qū)域。在化學(xué)干燥步驟之后，熔爐的溫度升高到足以將微粉體熔凝成燒結(jié)玻璃纖芯坯棒55的溫度。
然后，如果需要，玻璃纖芯坯棒55可用于形成中間玻璃體，例如纖芯坯棒57。這里所用中間玻璃體的意思是可用于制造光纖的玻璃體，它包括光纖預(yù)制件、纖芯桿等等。然而較佳的是，該孔是中線孔，那么就和管中桿技術(shù)本身無關(guān)。這里用的纖芯桿具有本領(lǐng)域常規(guī)的意義，也就是熔凝玻璃桿或管，它至少包括光纖預(yù)制件的纖芯區(qū)域部分，其它纖芯或覆蓋材料加到它上面，以形成完整的光纖預(yù)制件。為了將玻璃纖芯坯棒拉絲成纖芯桿57(圖5A)，將再次拉絲熔爐64B的溫度升高到足夠減小熔凝玻璃纖芯預(yù)制件坯棒55的直徑以形成纖芯桿的溫度。在這再次拉絲操作中，熔凝纖芯坯棒55被拉絲成更細(xì)的纖芯桿57，中線孔60也隨著纖芯桿57的外徑變窄(圖中未示意該變窄過程)。然而，較佳的是中線孔60沒有完全封閉，通常相對(duì)于中線孔60最初的內(nèi)徑，纖芯坯棒55最初外徑的縮小在沒有強(qiáng)大真空壓力的幫助下不能充分封閉中線孔60。較佳的是在玻璃被化學(xué)干燥和熔凝之后，中線孔60在兩端都保持有效地封閉，那么在再次拉絲成分離桿的過程中，玻璃就沒有機(jī)會(huì)沿著中線孔60接受水分。
在纖芯桿的再次拉絲操作中，當(dāng)纖芯桿57的51和51’端(圖5B)離開纖芯坯棒58時(shí)，它們被對(duì)稱位于被再次拉絲的纖芯桿57周圍的多個(gè)噴燈53或干燥熱源(也就是電阻爐)密封地切斷。實(shí)現(xiàn)這種密封步驟，例如可以通過火焰切斷(如圖所示)或卷曲切斷纖芯桿57的半熔化端，隨之每個(gè)纖芯桿57就分離。密封纖芯桿57的每一端而不將中線孔60暴露在周圍的空氣中，能大大地減少被鎖入中線區(qū)域的水和其它雜質(zhì)如過渡金屬的數(shù)量。一旦形成了用于拉絲成光纖的最終玻璃纖芯坯棒55(圖6)，從纖芯桿57(圖7)接近于一體化把手52的一端拉絲/拔出彎頭68?？梢酝ㄟ^火焰作用并彎曲纖芯桿57的一端，以實(shí)現(xiàn)上述過程。彎頭68從玻璃預(yù)制件70的中心向外徑向延伸。然后，通過火焰作用或任何其它不將孔60暴露于大氣的方法，將如圖6所示的一體化把手52連接到纖芯桿57一端。
在較佳實(shí)施例中，然后將纖芯桿57移動(dòng)到覆蓋位置，其中附加纖芯材料和/或包層材料覆蓋在纖芯桿57上。覆蓋步驟和用于形成纖芯微粉體坯棒58(圖4)的最初微粉體沉積技術(shù)相同，除了將覆蓋微粉體覆蓋在纖芯桿57上以取代原先用覆蓋微粉體沉積在芯軸上。實(shí)現(xiàn)該覆蓋步驟可以通過將包層材料沉積在纖芯桿57上，例如通過微粉體沉積，或者通過將桿插入覆蓋套管中。如果要形成附加的纖芯微粉體區(qū)域可重復(fù)幾次該過程，通過將所得的玻璃纖芯坯棒55(圖6)放入熔爐64，并從中拉絲或拔出新的纖芯桿57A，然后還要將附加的微粉體材料沉積在上面。微粉體包層覆蓋了玻璃纖芯桿后，將玻璃纖芯桿移到熔凝爐中，在其中化學(xué)干燥微粉體包層，然后將它熔凝成纖芯桿57上的玻璃，以形成完整的玻璃光纖預(yù)制件70(圖7)。
過去，如本申請(qǐng)以上所述，在多個(gè)微粉體層的化學(xué)干燥和熔凝之后，在形成纖芯坯棒之后和形成光纖之前幾個(gè)步驟的任何一個(gè)中，通常玻璃預(yù)制件70被暴露在含水的環(huán)境中，例如周圍大氣?，F(xiàn)在認(rèn)識(shí)到當(dāng)玻璃暴露在含有氫化物(例如但不限于水(H2O))的大氣中時(shí)，界定中線孔60的玻璃中物理吸著的水和化學(xué)吸著的水幾乎立即會(huì)產(chǎn)生。此外，暴露的時(shí)間越長，玻璃的吸水量越大。因此，任何暴露于周圍的大氣中，或任何含有氫化物的大氣，不管時(shí)間多短，都會(huì)再濕化界定中線孔的玻璃預(yù)制件部分。這種再次濕化提供了雜質(zhì)，它使以標(biāo)準(zhǔn)光纖制造處理技術(shù)制造的光纖顯示出水峰值，該種光纖由OVD過程形成的坯棒加工而來。
暴露玻璃預(yù)制件70之中線孔60的另一缺點(diǎn)是中線孔60會(huì)被暴露到其它污染和雜質(zhì)中，例如過渡金屬。所得光纖中包含過渡金屬會(huì)導(dǎo)致衰減損耗。通過如圖5B所示完全密封中線孔60的每一端，可以減少或避免中線孔60暴露于有害的雜質(zhì)中。揭示了用于避免水污染的其它技術(shù)，例如在1999年4月26日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)枮?0/131,033的申請(qǐng)中，通過參考將其說明書結(jié)合于此。
以下描述本發(fā)明方法的幾個(gè)其它變化，如圖13所示。雖然這里描述了所揭示方法的幾個(gè)變化，但是這些特殊實(shí)施例并不旨在限制，而僅僅是示例所可能的相繼步驟。
如圖13中步驟100所示，含有覆蓋著包層纖芯桿57(圖7)的燒結(jié)玻璃預(yù)制件70形成之后，最好是垂直方向?qū)⑺频嚼z熔爐中，用于將玻璃預(yù)制件70拉絲成光纖。如步驟102所示，用下供料把手72上的一體化把手52把玻璃預(yù)制件70懸掛起來。這里用于中間玻璃體(不管中間玻璃體是這里用的光纖預(yù)制件或纖芯桿)孔封口的熔爐最好使用在中間玻璃體周圍對(duì)稱的熱源。例如，在較佳實(shí)施例中，熱源是垂直放置具有梯度高溫帶的圓柱形熔爐。這種熔爐使用高溫帶，溫度從頂端到底端增加。因此，隨著玻璃中間體被插入熔爐的頂部并被放入熔爐中，孔從底端開始封閉。中間體外徑和將被封閉的中線孔內(nèi)徑之比值充分大，使得在外徑充分減小的情況下，封閉該孔無需負(fù)壓強(qiáng)，否則它會(huì)使孔封閉得不均勻。下供料把手72位于拉絲熔爐(未圖示)內(nèi)并可在其中平移，玻璃預(yù)制件70被降入確定內(nèi)壁81的拉絲熔爐74中，如圖7所示。較佳的是，拉絲熔爐74的內(nèi)壁81環(huán)繞玻璃預(yù)制件70。如步驟104所示，圓柱形內(nèi)壁把手76(圖7和8)具有內(nèi)部徑向延伸的破裂接頭80，該接頭嚙合在一體化把手52中，使得內(nèi)部把手76下端的碗形粗糙紋理嚙合表面78和一體化把手52的嚙合表面67充分密封。把手76具有內(nèi)部孔穴，在它的下端包括內(nèi)部徑向延伸的破裂接頭80，使得一體化把手52和內(nèi)部把手76的相對(duì)旋轉(zhuǎn)能使內(nèi)部把手76的破裂接頭80和玻璃預(yù)制件70的彎頭嚙合，如以下進(jìn)一步的描述。
在一個(gè)實(shí)施例中，如步驟106所示，將玻璃預(yù)制件70向下放入拉絲熔爐或高溫帶74中充分的時(shí)間，以提高玻璃預(yù)制件70之中線孔60中的氣體壓強(qiáng)。然后，如步驟108所示，將玻璃預(yù)制件移出高溫帶74。如步驟110所示，將負(fù)壓強(qiáng)施加于內(nèi)部把手76的內(nèi)部孔穴71和一體化把手52的內(nèi)部孔穴69，以此除去其中的污染，例如H2O和其它微粒物質(zhì)。然后，如步驟112所示，從氣體供給84(圖7)將干的惰性氣體或干燥氣體(例如氯氣)回填入內(nèi)部把手76的內(nèi)部孔穴71和一體化把手52的內(nèi)部孔穴69。最好提供干的或干燥氣體的供給，使得如果有任何氣體進(jìn)入玻璃預(yù)制件70的中線孔60，它就是清潔干燥的氣體而不會(huì)導(dǎo)致所得光纖中有衰減導(dǎo)致的損耗。
然后，如步驟114所示，通過折斷玻璃預(yù)制件70的彎頭68，以打開玻璃預(yù)制件70的中線孔60。另外也可以在離彎頭端68比離彎頭和一體化把手52連接點(diǎn)更近的一點(diǎn)處，將彎頭68劃線，之后再折斷玻璃預(yù)制件70的彎頭68。為了折斷彎頭68，內(nèi)部把手76相對(duì)于一體化把手52旋轉(zhuǎn)，使得內(nèi)部把手76的破裂接頭80和玻璃預(yù)制件70的彎頭68嚙合以打破接頭68，如圖9和10所示。玻璃預(yù)制件70的打破的彎頭68(圖11)將玻璃預(yù)制件70的中線孔60暴露于一體化把手52內(nèi)部孔穴69中的氣體中，以此在將預(yù)制件玻璃70拉絲成光纖之前，減少或除去中線孔60中可能的污染。雖然相對(duì)于一體化把手52旋轉(zhuǎn)內(nèi)部把手76是較佳的，但是一體化把手52也可以相對(duì)于內(nèi)部把手76旋轉(zhuǎn)。此外，內(nèi)部把手76和一體化把手52都可以相對(duì)旋轉(zhuǎn)。
如步驟116所示，在從玻璃預(yù)制件70上折斷彎頭68之后(圖7和11)，干的或干燥的空氣持續(xù)通過內(nèi)部把手76，以此保持內(nèi)部把手76的內(nèi)部孔穴71、一體化把手52的內(nèi)部孔穴69和玻璃預(yù)制件70的中線孔60中沒有污染，并且不被再次污染。
閥門82用于控制來自氣體供給84的氣流，以及控制氣體是直接對(duì)準(zhǔn)內(nèi)部把手76的內(nèi)部孔穴71還是排放的排出管86。如步驟118所示，排出管68和單向閥門88耦合，單向閥門阻止空氣進(jìn)入排出管86，并阻止周圍空氣和其中的污染物質(zhì)對(duì)玻璃預(yù)制件70之中線60的污染。可以用起泡器、檢驗(yàn)閥的形式，或者任何其它形式能阻止周圍空氣回流入排出管86的單向閥門，以提供單向閥門88。另外，提供充分長度的排出管86，使得周圍空氣到排出管68的回流不能到達(dá)玻璃預(yù)制件70的中線孔60。
如步驟130所示，在玻璃預(yù)制件70的中線孔60(圖11)被打開和凈化之后，玻璃預(yù)制件70被進(jìn)一步向下放入熔爐74的高溫帶中，和/或溫度升高到充分允許將玻璃預(yù)制件70拉絲成光纖的溫度。
在光纖拉絲步驟130中，玻璃預(yù)制件70被拉絲成光纖30(圖2)，在光纖拉絲步驟130中封閉玻璃預(yù)制件70的中線孔60。隨著玻璃預(yù)制件70被拉絲成光纖30，玻璃預(yù)制件70的外徑逐漸地減小。因?yàn)橄鄬?duì)于被封閉孔的內(nèi)徑預(yù)制件的外徑足夠大，所以玻璃預(yù)制件70外徑的減小對(duì)玻璃預(yù)制件產(chǎn)生的內(nèi)部壓力使得中線孔60也封閉了。在光纖拉絲過程130中，包括表面張力和毛細(xì)管壓力的封口壓力不同于常規(guī)光纖制造技術(shù)的再次拉絲中或者M(jìn)CVD或IV等離子體過程的管狀皺縮中通常所用的真空壓力。通常在完全以O(shè)VD過程制造的玻璃預(yù)制件70中，玻璃預(yù)制件70的寬可以為7到15cm，中線孔60的內(nèi)徑在1到10mm之間。因此，光纖預(yù)制件外徑的減小，例如從7到15cm減小到通常光纖的外徑(例如，125微米)會(huì)產(chǎn)生合適的壓力，該壓力歸因于和外徑減小有關(guān)的表面張力和毛細(xì)管壓力，使得中線孔60在拉絲操作中完全封閉，而無需借助使用任何強(qiáng)大的真空。特別，在光纖拉絲步驟130中，在封閉孔/減小直徑的步驟中，將低真空施加于孔中，中線孔就能完全封閉，所謂低真空也就是大于1Torr，更佳的是大于8Torr，甚至大于100Torr，更甚至于大于500Torr。更佳的是，施加于中線孔60的壓強(qiáng)大約等于大氣壓強(qiáng)(也就是大約750-760Torr)或者更高一點(diǎn)(也就是764.6，假設(shè)大氣壓強(qiáng)等于760Torr)，這是由進(jìn)入中線孔60的氣體或干燥氣體的壓強(qiáng)造成的。較佳的是，在拉絲操作中保持761.8-769Torr之間略高一點(diǎn)的壓強(qiáng)。用這種方法，在光纖拉絲步驟130中，就可以保持中線孔60在一個(gè)壓強(qiáng)下，以充分形成關(guān)于軸33環(huán)形對(duì)稱的光纖30。這里揭示的壓強(qiáng)是絕對(duì)壓強(qiáng)。
圖14顯示了光纖中心區(qū)域的剖面，它表示為20，其中包括對(duì)稱形玻璃層24圍繞的中心點(diǎn)22。該對(duì)稱中線分布減少了單模光纖中的偏振模色散，并且通過將中線區(qū)域分布調(diào)整為期望的折射率分布，從而大大促進(jìn)構(gòu)造合適的折射率分布以生產(chǎn)高帶寬多模光纖的能力。
在較佳實(shí)施例的另一變化中，用圖13步驟120的方法，在將內(nèi)部把手76和一體化把手52抽真空之前，就可以將彎頭68折斷。在步驟120折斷彎頭68之后，在內(nèi)部把手76(圖7)和一體化把手52的內(nèi)部孔穴69上抽低真空，直達(dá)玻璃預(yù)制件70的中線孔60，因此從內(nèi)部把手76的內(nèi)部孔穴71和一體化把手52的內(nèi)部孔穴69，直達(dá)玻璃預(yù)制件70的中線孔60中除去上述的污染。如步驟122所示，該步驟中施加的真空比通常皺縮玻璃預(yù)制件70的中線孔60所需的要少得多，以上描述了它的特定量。然后如步驟124所示，用干的或干燥氣體回填內(nèi)部把手76的內(nèi)部孔穴71、一體化把手52的內(nèi)部孔穴69和玻璃預(yù)制件70的中線孔60。如步驟126所示，還確定了玻璃預(yù)制件70的中線孔60可以被暴露于干的或干燥氣體中，而無需在玻璃預(yù)制件70的中線孔60上抽真空。應(yīng)該注意到，如果中線孔如步驟122所述在真空中和如步驟126所述只暴露在干的或干燥氣體中，玻璃預(yù)制件70的中線孔60最好任何時(shí)候都不要暴露于周圍的空氣中。
如步驟128所示，通過移去內(nèi)部把手76和一體化把手52之間的連接，將一體化把手52的內(nèi)部孔穴69(圖12)暴露于周圍空氣中，這樣可能增加所得光纖中氫引起的衰減。因此，在內(nèi)部把手76脫離了一體化把手52之后，最好用干的或干燥氣體源84(圖7)持續(xù)凈化包圍一體化把手52的空隙90。
用和以上較佳實(shí)施例描述的類似的方法，完成形成光纖的該方法，除了在步驟110將內(nèi)部把手76的內(nèi)部孔穴71抽真空，和/或步驟120將彎頭68從玻璃預(yù)制件70上折斷之前不將玻璃預(yù)制件70放入高溫帶74中。
當(dāng)玻璃預(yù)制件70在高溫帶74中加熱時(shí)，一個(gè)熔化的玻璃球91開始在玻璃預(yù)制件70的遠(yuǎn)端77聚集。如果在步驟112或步驟124中不斷凈化中線孔60，在玻璃預(yù)制件在高溫帶中加熱時(shí)，就必須減小或除去干的或干燥氣體的凈化壓強(qiáng)，以防止玻璃球91變大。允許玻璃球91增加到破裂點(diǎn)，可能使干的或干燥氣體從玻璃預(yù)制件70的遠(yuǎn)端77流出，并且會(huì)妨礙中線孔60的封口和具有固體中心纖芯32的光纖30(圖2)的形成。此外，允許玻璃球91破裂可能使周圍空氣進(jìn)入并污染中線孔60和所得光纖。在將玻璃預(yù)制件70拉絲成光纖的過程中，中線孔中干的或干燥氣體最好保持足夠低的凈化壓強(qiáng)，這樣玻璃塊或球不會(huì)破裂，并且由于中線孔60在拉絲步驟130中封閉，所以存在于中線孔中的空氣可以通過流回一體化把手52而流出，因此使得中線孔60封閉而在所得光纖中不產(chǎn)生氣體填充的空隙。
現(xiàn)在參考圖14，可以看到用本發(fā)明方法制造的單模光纖之光纖預(yù)制件剖面的中線分布，它一般表示為20。在單模光纖拉絲操作之后，在預(yù)制件的底部，預(yù)制件大約為1cm寬的區(qū)域內(nèi)獲得該剖面。如圖14所示，中線分布20關(guān)于中線22充分環(huán)形對(duì)稱。離中心點(diǎn)22最近的玻璃層24和圍繞的中心點(diǎn)22非常對(duì)稱且非常圓。雖然在底部獲得剖面而非真正的光纖，但是同樣的均勻和對(duì)稱也存在于由該預(yù)制件拉絲而得到的光纖中。此外，在多模纖芯桿和以其拉絲成的光纖上也可以得到同樣的結(jié)果。所制造的單模纖芯桿對(duì)于接近于中心點(diǎn)22的層具有對(duì)稱和同心度，它產(chǎn)生的偏振模色散值小于0.02psec/sqrt-km。圖14的中心點(diǎn)22從圖本身的中心偏移到沿光纖長度延伸的中線。同樣，環(huán)形對(duì)稱也沿整個(gè)光纖長度延伸。
使用這里揭示的方法，可以獲得外徑為125微米的光纖，包圍中線的玻璃層在離中線0.1微米的距離處充分對(duì)稱，沉積玻璃層半徑的變化小于0.025微米，也就是任何位于離中線0.08到0.15微米范圍內(nèi)的玻璃層中，最大的半徑減去最小的半徑其結(jié)果小于0.025微米，更佳的小于0.15微米。使用這里揭示的技術(shù)，申請(qǐng)人已經(jīng)能夠獲得這種光纖。比較用本主題方法所生產(chǎn)光纖的中線分布(如圖14所示)和用常規(guī)方法所生產(chǎn)光纖的中線分布(如圖1所示)，常規(guī)制造光纖的中線分布沒有顯示出這種均勻的對(duì)稱性和同心的玻璃層。相反地，根據(jù)本發(fā)明制造的光纖顯示出關(guān)于中線同心和對(duì)稱的玻璃區(qū)域。
用本發(fā)明的方法無需在制造或封閉中線孔60(圖7)過程中的任何點(diǎn)處使用真空，也無需在光纖拉絲步驟130中(圖13)借助旋轉(zhuǎn)技術(shù)，就可以獲得低程度的偏振模色散。特別，本發(fā)明要求的制造方法可以形成偏振模色散值小于0.2psec/sqrt-km的單模光纖，更佳的是小于0.1psec/sqrt-km，最佳的是小于0.05psec/sqrt-km。使用這里描述的方法獲得的單模光纖，其偏振模色散值小于0.02psec/sqrt-km，而無需在拉絲過程中借助任何光纖的旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)，通常在拉絲操作中用于光纖以減少PMD，它使光纖具有旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，使用這里揭示的方法，我們已經(jīng)獲得完全不旋轉(zhuǎn)的單模光纖(具體而言就是Corning’sLEAF非零色散光纖)，它的PMD為0.007psec/sqrt-km，這是PMD測(cè)量設(shè)備的檢測(cè)極限。因此，根據(jù)本發(fā)明制造的單模光纖可以獲得上述的低PMD值，雖然在1米的縱向光纖長度上還顯示出小于3個(gè)的這種旋轉(zhuǎn)，最好是沒有旋轉(zhuǎn)。重要的是，在用干凈、干的或干燥氣體凈化中線孔60時(shí)，可以保持這些低等級(jí)的偏振模色散，因此同時(shí)減少了氫誘發(fā)的衰減，在1550nm處達(dá)到了0.19dB/km。
使用以上揭示的和單模光纖制造同樣過程可以制造多模光纖。然而，在再次拉絲和覆蓋沉積步驟中，多模纖芯微粉體預(yù)制件不需要在兩端都封閉，因?yàn)樵诙嗄９饫w中衰減不是關(guān)鍵的。然而，中線孔最好用和上述單模光纖相同的情形封閉。對(duì)于多模光纖，對(duì)稱的孔封口能使光纖中線區(qū)域的折射率分布被調(diào)整為期望的精確分布形狀。當(dāng)所得光纖和激光源所顯示的小光斑一起使用時(shí)，它使中心帶寬更好。
如圖15所示根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)本發(fā)明制造光纖132，并將它用于光纖通信系統(tǒng)134中。系統(tǒng)134包括接收機(jī)138和用于在發(fā)射機(jī)136和接收機(jī)138之間發(fā)送光信號(hào)的光纖132。在大部分的系統(tǒng)中，光纖132的每一端都可以進(jìn)行雙向通信，發(fā)射機(jī)136和接收機(jī)138只是示意性的顯示。
這里揭示的方法不僅可用于在拉絲中封閉中線孔，還可用于在分離直徑減小步驟中封閉其它孔，例如制造纖芯桿的再次拉絲步驟。如果中間玻璃體的外徑和中間玻璃體中孔內(nèi)徑的比值足夠大，可以通過減小中間玻璃體的外徑產(chǎn)生壓力，該中間玻璃體充分封閉了中線孔。因此，如果玻璃體的外徑足夠大，玻璃體中的孔在直徑減小過程中就可以封閉，而無需使用強(qiáng)大的真空壓力。用這種方法，可以得到同樣的對(duì)稱孔封口。
此外，雖然這里揭示的本發(fā)明主要關(guān)于中線孔的封閉，但是這里揭示的方法不限制于中線孔，事實(shí)上在光纖制造中，它可用于封閉沿光纖預(yù)制件或其它中間玻璃體長度存在的任何空隙。這包括管中桿制造技術(shù)形成的空隙，和在預(yù)制纖芯坯棒或桿上裝配套管形成的空隙。
本主題發(fā)明的制造方法提供了可重復(fù)、對(duì)稱、均勻的預(yù)制件中線孔封口，它產(chǎn)生了具有均勻低衰減和低偏振模色散的光纖。對(duì)于本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員能很容易的進(jìn)行附加的改進(jìn)和變化。因此，本發(fā)明涉及最寬的方面而不限于這里描述的具體細(xì)節(jié)和典型裝置。因此，不脫離以下權(quán)利要求所定義本發(fā)明原理的精神和范圍，可以對(duì)這里揭示的方法和預(yù)制件進(jìn)行各種改變。
實(shí)例以下實(shí)例是根據(jù)本發(fā)明制造的，其中大有效區(qū)域光纖是Corning公司出售的LEAF光纖。使用OVD技術(shù)，象微粉體沉積在Al2O3陶瓷芯軸上一樣，沉積摻雜鍺的纖芯，它包括上摻雜鍺的中線區(qū)域，之上包圍著折射率大約等于石英的溝狀區(qū)域，之上再包圍著上摻雜鍺的環(huán)形區(qū)域，之后是SiO2的近覆蓋區(qū)域。纖芯區(qū)域半徑和覆蓋區(qū)域的比值是0.4。之后移去芯軸，將頂部和底部的玻璃塞子插入纖芯微粉體預(yù)制件。然后通過首先將微粉體暴露在1000℃含1％氯氣的氦氣中兩個(gè)小時(shí)，然后在1460℃中燒結(jié)，從而將該纖芯玻璃微粉體預(yù)制件熔凝。熔凝步驟產(chǎn)生干凈和干燥的玻璃纖芯預(yù)制件，其外徑大約為60mm，沿中線的孔的內(nèi)徑大約為6mm。頂部和底部玻璃塞子使該熔凝玻璃纖芯預(yù)制件的頂端和底端都密封。然后。通過將纖芯預(yù)制件插入1900℃的熔爐中，并將預(yù)制件的直徑減小大約10mm，從而使熔凝玻璃纖芯預(yù)制件被再次拉絲成空心的纖芯桿。這樣得到的孔被減小到大約1mm的內(nèi)徑。隨著纖芯預(yù)制件被拉絲成纖芯桿，測(cè)量1米長的空心桿，然后火焰切割，通過火焰作用密封端口，因此密封中線并保持纖芯桿的密封中線區(qū)域。
然后將把手連接到纖芯桿的一端上，附加的微粉體沉積到纖芯桿上，以形成適于被拉絲成光纖的光纖預(yù)制件。然后如上所述清潔并熔凝這樣得到的微粉體，之后所得的玻璃光纖預(yù)制件外徑大約為56mm，沿玻璃光纖預(yù)制件中線延伸的孔的內(nèi)徑大約為1mm。中線孔的兩端仍然密封。然后將玻璃光纖預(yù)制件連接到位于拉絲熔爐頂端的一體化把手52上。之后，將內(nèi)部把手76放下，以和光纖預(yù)制件的一體化把手52嚙合。在提供了干凈、干燥的含有100％氦氣的環(huán)境之后，纖芯桿的頂端被折開，光纖預(yù)制件被放入熔爐中，從而拉絲出光纖。通過折斷預(yù)制件的頂端，使氣體可以從中線孔中排出，即使其中的壓強(qiáng)保持在大氣壓強(qiáng)。在預(yù)制件的外徑被減小到大約1或2mm的時(shí)候，里面的中線孔非常均勻地完全封閉。因此，在光纖預(yù)制件中有小于10％的直徑減小就可以封閉該孔。所得光纖顯示出的衰減在1550nm處大約為0.19dB/km，顯示出的PMD大約為0.02ps/sqrt km，以上是在常規(guī)的Hewlett-Packard測(cè)量架上用1km的光纖樣本測(cè)量出的。拉絲出的光纖完全沒有旋轉(zhuǎn)，意味著在拉絲過程中不旋轉(zhuǎn)光纖或其預(yù)制件。
權(quán)利要求
1.一種光纖制造方法，其特征在于，包括以下步驟提供用于制造光纖的中間玻璃體，玻璃體中間具有中線孔；加熱該玻璃體到足以減小玻璃體外徑的溫度；將大于或等于大約760Torr的壓強(qiáng)施加于空隙；和減小玻璃體的外徑至少1/3，使孔或環(huán)狀空隙均勻?qū)ΨQ地封閉。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供中間玻璃體的步驟包括將中間玻璃體作為光纖預(yù)制件提供給拉絲熔爐；所述減小玻璃外徑的步驟包括將光纖預(yù)制件拉絲成光纖；并且光纖預(yù)制件的外徑相對(duì)于中線孔足夠大，使得在所述光纖拉絲步驟中中線孔完全封閉。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供玻璃體的步驟包括提供玻璃體作為單模光纖中間玻璃體；所述減小外徑的步驟包括將足夠大的壓強(qiáng)施加于中線孔，以得到關(guān)于光纖中線充分對(duì)稱的玻璃層，使得所述光纖處于不旋轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)所得光纖中的偏振模色散值小于0.2psec/sqrt-km。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述提供玻璃體的步驟包括提供中間玻璃體作為單模光纖中間玻璃體；所述減小外徑的步驟包括將足夠大的壓強(qiáng)施加于中線孔，以得到關(guān)于光纖中線充分對(duì)稱的玻璃層，使得所述光纖在1米縱向光纖長度上顯示出少于3個(gè)旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏振模色散值小于0.1psec/sqrt-km。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供玻璃體的步驟包括提供的中間玻璃體作為單模光纖中間玻璃體；所述減小外徑的步驟包括將足夠大的壓強(qiáng)施加于中線孔，以得到關(guān)于光纖中線充分對(duì)稱的玻璃層，使得所述光纖在1米縱向光纖長度上顯示出少于3個(gè)旋轉(zhuǎn)時(shí)，所得光纖中的偏振模色散值小于0.05psec/sqrt-km。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在將所述預(yù)制件提供給拉絲熔爐的所述步驟之前，封住所述中線孔的至少一端。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述提供玻璃體的步驟包括提供兩端都封住以防止氣體從中流過的中線孔；并且在所述施加壓強(qiáng)步驟之前，打開玻璃體的一端，將中線孔暴露于所述壓強(qiáng)中。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，提供兩端都被封住玻璃體的步驟足以保護(hù)玻璃體的中線，使得所得光纖的衰減在1550nm處等于或小于0.24dB/km。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所得光纖的衰減在1550nm處小于0.22dB/km。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所得光纖的衰減在1550nm處小于0.21dB/km。
11.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括通過將玻璃或玻璃微粉體沉積在管內(nèi)以形成中間玻璃體。
12.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括通過將玻璃或玻璃微粉體沉積在芯軸外部以形成中間玻璃體；移去芯軸以形成中線孔；和加熱微粉體纖芯坯棒以形成玻璃纖芯坯棒。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括將玻璃纖芯坯棒再次拉絲以形成纖芯桿，并且在所述再次拉絲步驟中，保留纖芯桿中的中線孔；和由纖芯桿形成中間玻璃體。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述形成中間玻璃體的步驟包括將包層材料覆蓋或沉積到纖芯桿上。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括在所述再次拉絲步驟之后和在所述覆蓋或沉積步驟之前，密封桿的兩端。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括將光纖預(yù)制件定位在拉絲熔爐中，在所述再次拉絲步驟之前啟封所述中線孔的一端，并從所述光纖預(yù)制件的另一端拉絲成光纖。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括在所述再次拉絲步驟之前，密封玻璃纖芯坯棒的兩端。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提供中間玻璃體的步驟包括提供中間玻璃體作為用于制造多模光纖的中間玻璃體。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括提供微粉體纖芯坯棒；將微粉體纖芯坯棒熔凝成其中具有中線孔的玻璃體；和將另外的微粉體沉積到所述的玻璃體上。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括在沉積另外的微粉體之前，將玻璃體再次拉絲成更窄的直徑。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括通過將玻璃或玻璃微粉體沉積在芯軸的外部，以形成中間玻璃體；移去芯軸以形成中線孔；和加熱微粉體纖芯坯棒以形成玻璃纖芯坯棒。
22.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，光纖具有中線孔并且沿該中線孔具有充分環(huán)形對(duì)稱的玻璃層。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，在離所述光纖中線0.1微米處，所述光纖顯示出的徑向?qū)ΨQ性小于0.025微米。
24.一種單模光纖，其特征在于，它包括由玻璃層組成的纖芯，所述纖芯具有中線；和包圍所述纖芯的光纖包層，其中包圍中線的玻璃層充分環(huán)形對(duì)稱，以產(chǎn)生低于0.2psec/sqrt-km的偏振模色散。
25.如權(quán)利要求24所述的光纖，其特征在于，所述光纖在1米縱向光纖長度上有不到3個(gè)旋轉(zhuǎn)。
26.如權(quán)利要求24所述的光纖，其特征在于，所述光纖處于實(shí)質(zhì)上不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
27.如權(quán)利要求24所述的光纖，其特征在于，所述光纖包括同心玻璃層；以及離中線大約0.08到大約0.15微米的任何玻璃層在其外圍徑向尺寸的變化小于0.025微米。
28.如權(quán)利要求27所述的光纖，其特征在于，所述徑向尺寸的變化小于0.015微米。
29.如權(quán)利要求27所述的光纖，其特征在于，所述光纖的偏振模色散值小于0.2psec/sqrt-km。
30.如權(quán)利要求27所述的光纖，其特征在于，所述光纖的偏振模色散值小于0.1psec/sqrt-km。
31.一種用于制造光纖的方法，其特征在于，包括以下步驟提供具有縱向延伸中線孔的圓柱形玻璃光纖預(yù)制件；封住中線孔的第一端和第二端，以防止氣體從中流過；在預(yù)制件的第一端上附加一個(gè)外部把手，該外部把手有一個(gè)嚙合端；提供一個(gè)內(nèi)部把手用于和氣體供給耦合，該內(nèi)部把手有一個(gè)嚙合端和一個(gè)流體接收端；將外部把手的嚙合端和內(nèi)部把手嚙合端耦合；將預(yù)制件的中線孔暴露到氣體中；加熱預(yù)制件到足以軟化預(yù)制件的溫度；和通過將預(yù)制件拉絲成光纖以封閉預(yù)制件的中線孔。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，暴露預(yù)制件中線孔的步驟包括打破玻璃體的第一端。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，提供內(nèi)部把手的步驟包括提供內(nèi)部把手內(nèi)的破裂接頭，在外部把手和內(nèi)部把手相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，它和預(yù)制件的彎頭接觸，其中所述暴露預(yù)制件中線孔的步驟包括相對(duì)旋轉(zhuǎn)外部把手和內(nèi)部把手，直到內(nèi)部把手的破裂接頭打破預(yù)制件的彎頭。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括在所述暴露預(yù)制件中線孔的步驟之后，在外部把手和預(yù)制件暴露的中線孔上抽真空；和用氣體回填外部把手和預(yù)制件的中線孔。
35.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，還包括在所述暴露預(yù)制件中線孔步驟之前，加熱氣體到足以增加玻璃體中線孔中的氣壓。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，還包括在所述暴露預(yù)制件中線孔步驟之前，用氣體充滿內(nèi)部把手流體接收端周圍的空氣；和在所述封閉中線孔步驟之前，分開外部把手和內(nèi)部把手。
37.如權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于，用氣體回填外部把手和預(yù)制件中線孔的步驟包括用干的氣體回填內(nèi)部、外部把手和預(yù)制件的中線孔。
38.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括加熱預(yù)制件到足以增加預(yù)制件中線孔中的氣壓。
39.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括在所述暴露預(yù)制件中線孔步驟之前，用干燥氣體充滿外部把手流體接收端周圍的空氣；和在所述封閉中線孔步驟之前，分開外部把手和內(nèi)部把手。
40.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，暴露玻璃體中線孔的步驟包括將玻璃體的中線孔暴露于干的氣體中。
41.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，暴露玻璃體中線孔的步驟包括將玻璃體的中線孔暴露于干燥氣體中。
42.如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，還包括在所述暴露預(yù)制件中線孔步驟之前，在內(nèi)部把手上抽真空；和用干燥氣體回填內(nèi)部把手。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，還包括在所述暴露預(yù)制件中線孔步驟之前，加熱預(yù)制件到足以增加玻璃體中線孔中的氣壓。
44.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，還包括在所述暴露預(yù)制件中線孔步驟之前，用氣體充滿外部把手流體接收端周圍的空氣；和在所述封閉中線孔步驟之前，分開外部把手和內(nèi)部把手。
45.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，用氣體回填外部把手的步驟包括提供的氣體是干的氣體。
46.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，用氣體回填外部把手的步驟包括提供的氣體是干燥氣體。
47.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，用氣體回填外部把手的步驟包括提供排出部分，和使氣體通過內(nèi)部把手的流體接收端，流向排出部分。
48.如權(quán)利要求47所述的方法，其特征在于，還包括提供用于和排出部分進(jìn)行流體通信的單向閥門。
49.如權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，所述提供單向閥門的步驟包括提供流體填充起泡器。
50.如權(quán)利要求48所述的方法，其特征在于，提供單向閥門的步驟包括提供足夠長的管子，以防止回流的周圍空氣接觸到內(nèi)部把手的流體接收端。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，用氣體回填外部把手和玻璃體中線孔的步驟包括用干燥氣體回填外部把手和玻璃體的中線孔。
52.如權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，封住玻璃光纖預(yù)制件中線孔兩端的步驟充分保護(hù)了中線孔免受污染，使得所得光纖的衰減在1550nm處等于或小于0.24dB/km。
53.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，所得光纖的衰減在1550nm處小于0.22dB/km。
54.如權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，所得光纖的衰減在1550nm處小于0.21dB/km。
55.一種用于制造光纖的預(yù)制件，其特征在于，它包括具有縱向延伸軸向孔的圓柱形玻璃體；玻璃體第一端處的塞子，用于封住軸向孔的第一端；和彎曲的玻璃接頭，用于封住軸向孔的另一端，所述接頭包括徑向延伸段和縱向延伸端，打碎它可以暴露軸向孔。
56.如權(quán)利要求55所述的預(yù)制件，其特征在于，還包括在所述玻璃體上，和把手內(nèi)的所述接頭一體成形的一般為杯形的把手。
57.如權(quán)利要求56所述的預(yù)制件，其特征在于，還包括圓柱形管道，它的一端與所述杯形把手嚙合，和內(nèi)部徑向延伸的破裂接頭，它的長度允許在管道和把手相互旋轉(zhuǎn)時(shí)破裂接頭嚙合并打破玻璃彎頭。
58.一種光纖，其特征在于，它包括玻璃層構(gòu)造的具有中線的纖芯，和包圍纖芯的光纖包層，其中包圍中線的玻璃層充分環(huán)形對(duì)稱，以產(chǎn)生小于0.2psec/sqrt-km的偏振模色散，制造它的方法包括以下步驟提供用于制造光纖的中間玻璃體，該玻璃體中有孔，它的至少一端被封住以防止氣體從中流過；加熱玻璃體到足以減小玻璃體外徑的溫度；將大于8Torr的壓強(qiáng)施加于空隙；和減小玻璃體的外徑，使孔或環(huán)形空隙均勻?qū)ΨQ地封閉。
59.如權(quán)利要求58所述的光纖，其特征在于，所述施加壓強(qiáng)步驟包括施加小于或等于100Torr的壓強(qiáng)。
60.如權(quán)利要求59所述的光纖，其特征在于，所述施加壓強(qiáng)步驟包括施加小于或等于500Torr的壓強(qiáng)。
61.如權(quán)利要求60所述的光纖，其特征在于，所述施加壓強(qiáng)步驟包括施加小于或等于750Torr的壓強(qiáng)。
62.如權(quán)利要求61所述的光纖，其特征在于，所述施加壓強(qiáng)步驟包括施加小于或等于760Torr的壓強(qiáng)。
63.如權(quán)利要求62所述的光纖，其特征在于，所述施加壓強(qiáng)步驟包括施加大于760Torr的壓強(qiáng)。
64.如權(quán)利要求58所述的光纖，其特征在于，所述光纖在1米縱向光纖長度上顯示出不到3個(gè)旋轉(zhuǎn)。
65.如權(quán)利要求58所述的光纖，其特征在于，所述光纖處于實(shí)質(zhì)上不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
66.如權(quán)利要求58所述的光纖，其特征在于，該光纖包括同心玻璃層；在離中線大約0.8到大約1.5微米處的任何玻璃層，其徑向厚度小于0.25微米。
67.如權(quán)利要求66所述的光纖，其特征在于，徑向厚度小于0.15微米。
68.如權(quán)利要求66所述的光纖，其特征在于，光纖的偏振模色散值小于0.2psec/sqrt-km。
69.如權(quán)利要求66所述的光纖，其特征在于，光纖的偏振模色散值小于0.1psec/sqrt-km。
70.如權(quán)利要求66所述的光纖，其特征在于，光纖的偏振模色散值小于0.05psec/sqrt-km。
71.一種光纖，其特征在于，它包括在1550nm處衰減小于或等于0.24dB/km的纖芯，制造它的方法包括以下步驟提供用于制造光纖的中間玻璃體，該玻璃體中有中線孔，它的每一端都被封住以防止氣體從中流過；加熱玻璃體到足以減小玻璃體的外徑的溫度；在保護(hù)中線孔不被污染的情況下，打開玻璃體的至少一端；和減小玻璃體的外徑，使孔或環(huán)形空隙均勻?qū)ΨQ地封閉。
72.如權(quán)利要求71所述的光纖，其特征在于，形成中間玻璃體的方法包括以下步驟通過將玻璃或玻璃微粉體沉積到芯軸上，以形成微粉體纖芯坯棒；移去芯軸以形成中線孔；和加熱微粉體纖芯坯棒以形成玻璃纖芯坯棒。
73.如權(quán)利要求72所述的光纖，其特征在于，形成中間玻璃體的方法還包括在加熱微粉體纖芯坯棒以形成玻璃纖芯坯棒之前，封住微粉體纖芯坯棒中線孔的兩端。
74.如權(quán)利要求73所述的光纖，其特征在于，在1550nm處衰減小于或等于0.22dB/km。
75.一種光纖，其特征在于，它包括由玻璃層構(gòu)成并具有中線的纖芯，和包圍纖芯的光纖包層，其中包圍中線的玻璃層充分環(huán)形對(duì)稱，以產(chǎn)生小于0.2psec/sqrt-km的偏振模色散，在1550nm處的衰減小于或等于0.24dB/km，制造該光纖的方法包括以下步驟提供用于制造光纖的中間玻璃體，該玻璃體中有中線孔，它的每一端都被封住以防止氣體從中流過；加熱玻璃體到足以減小玻璃體外徑的溫度；在保護(hù)中線孔不被污染的情況下，打開玻璃體的至少一端；將等于或大于大約8Torr的壓強(qiáng)施加于空隙；和減小玻璃體的外徑，使孔或環(huán)形空隙均勻?qū)ΨQ地封閉。
76.如權(quán)利要求75所述的光纖，其特征在于，所述施加壓強(qiáng)步驟包括施加大于或等于100Torr的壓強(qiáng)。
77.如權(quán)利要求76所述的光纖，其特征在于，所述施加壓強(qiáng)步驟包括施加大于或等于500Torr的壓強(qiáng)。
78.如權(quán)利要求77所述的光纖，其特征在于，所述施加壓強(qiáng)步驟包括施加大于或等于750Torr的壓強(qiáng)。
79.如權(quán)利要求78所述的光纖，其特征在于，所述施加壓強(qiáng)步驟包括施加大于760Torr的壓強(qiáng)。
80.如權(quán)利要求79所述的光纖，其特征在于，在1550nm處光纖的衰減小于或等于0.22dB/km。
81.如權(quán)利要求80所述的光纖，其特征在于，在1550nm處光纖的衰減小于或等于0.21dB/km。
82.如權(quán)利要求75所述的光纖，其特征在于，在1550nm處光纖的衰減小于或等于0.21dB/km。
83.一種制造光纖的方法，其特征在于，包括以下步驟形成光纖預(yù)制件，該過程包括將玻璃微粉體沉積在基底上，移去基底，熔凝預(yù)制件以形成用于制造光纖、其中具有中線孔的中間玻璃體，并在適合封閉孔的條件下，在所述中線孔中壓強(qiáng)大于1Torr的情況下封閉孔。
84.如權(quán)利要求83所述的方法，其特征在于，中間玻璃體是光纖預(yù)制件，該方法還包括將所述預(yù)制件拉絲成光纖的步驟。
85.如權(quán)利要求84所述的方法，其特征在于，所述孔封閉的步驟在所述將預(yù)制件拉絲成光纖的步驟中發(fā)生。
86.如權(quán)利要求84所述的方法，其特征在于，中線孔中的壓強(qiáng)大于8Torr。
87.如權(quán)利要求84所述的方法，其特征在于，中線孔中的壓強(qiáng)大于100Torr。
88.如權(quán)利要求84所述的方法，其特征在于，中線孔中的壓強(qiáng)大于760Torr。
89.如權(quán)利要求84所述的方法，其特征在于，所述孔封口的步驟包括將所述中間玻璃體暴露于對(duì)稱包圍所述中間玻璃體的熱源中的過程。
90.如權(quán)利要求89所述的方法，其特征在于，所述孔封閉的步驟包括在圓柱形熔爐中封閉孔。
91.如權(quán)利要求89所述的方法，其特征在于，所述孔封閉的步驟包括在溫度呈梯度分布的熔爐中封閉孔。
92.如權(quán)利要求90所述的方法，其特征在于，所述溫度梯度包括較熱帶和較冷帶，較熱帶位于較冷帶的下面，通過將所述中間玻璃體從較冷帶傳送到較熱帶以封閉孔。
93.如權(quán)利要求92所述的方法，其特征在于，所述孔封口的步驟包括傳送所述中間玻璃體以通過垂直方向的熔爐。
94.如權(quán)利要求83所述的方法，其特征在于，中間玻璃體是纖芯桿。
95.如權(quán)利要求83所述的方法，其特征在于，中間玻璃體是玻璃管，玻璃沉積在所述的管內(nèi)。
96.如權(quán)利要求84所述的方法，其特征在于，在所述孔封口步驟之前，密封所述中間玻璃體的至少一端。
97.如權(quán)利要求96所述的方法，其特征在于，在所述孔封口步驟之前，密封所述中間玻璃體的兩端。
全文摘要
一種光纖制造方法,它包括以下步驟,提供具有縱向延伸中線孔的圓柱形玻璃光纖預(yù)制件,和在合適的情況下封閉該孔,以得到均勻和對(duì)稱的孔的封口。該方法可以包括首先封住中線孔的第一端和第二端,以防止氣體從它中間流過。較佳的是該方法包括通過將預(yù)制件拉絲成光纖以封閉預(yù)制件的中線孔。
文檔編號(hào)G02B6/00GK1352623SQ00806563
公開日2002年6月5日 申請(qǐng)日期2000年4月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月26日
發(fā)明者M·W·艾倫, D·C·布克班德, D·Q·喬杜里, D·W·霍托夫, D·R·鮑爾斯 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司