专利名称：大尺寸光纤预制棒拉制光纤的方法
技术领域：
本发明涉及光纤制造领域的光纤制造的方法，尤其是大尺寸光纤预制棒拉制光纤的方法。
背景技术：
制造大尺寸的石英光纤预制棒、增加单根预制棒的可拉制光纤长度是提高光纤生产效 率、降低生产成本的有效途径。现有制造大尺寸光纤预制棒的方法通常先采用轴向汽相沉 积工艺(VAD工艺)制造大尺寸石英芯棒，再将芯棒插入石英套管中形成组合体，然后将 组合体加热软化并熔成大尺寸的预制棒。中国专利200610052195.X公开了这样一种大尺寸 预制棒的制造方法，这种方法要求芯棒有良好的几何精度和均匀性，而采用VAD工艺制得 的大尺寸芯棒，几何精度不易控制好，其包芯比波动较大，限制了制造预制棒的尺寸，就 难以制得大尺寸光纤预制棒来拉制光纤，也就不能增加单根预制棒的可拉制光纤长度。 发明内容本发明的目的是克服现有制造大尺寸光纤预制棒的方法的不足，提供一种可以降低对 大尺寸芯棒的几何精度和均匀性的要求、使VAD工艺制造的大尺寸芯棒能适用于制造大尺 寸石英光纤预制棒进而拉制光纤的方法。本发明提供的大尺寸光纤预制棒拉制光纤的方法包括i先制造大尺寸光纤预制棒采用VAD工艺制备大尺寸芯棒，将芯棒延伸后测试该芯 棒包芯比的轴向分布，将测试好的芯棒插入石英套管内，在插入前对芯棒表面和套管表面 进行HF酸洗和纯水清洗，待干燥后再插入，然后将芯棒与石英套管组合送入拉丝炉，将 芯棒尾柄和套管柄分别安装在各自的夹具上，拉丝炉升温后，套管和芯棒按照各自的速度 进入拉丝炉，芯棒进棒速度根据其自身包芯比的轴向分布调节；b.在制成大尺寸光纤预制棒过程中边制棒边对软化的预制棒进行拉丝。为了防止芯棒与套管之间进入空气产生二次污染，在石英套管尾柄顶部设置密封装置， 将芯棒和套管的间隙抽真空与外界密封。本发明的有益效果是能够克服VAD工艺沉积大尺寸芯棒存在的轴向均匀性不佳所造 成的限制制造大尺寸预制棒的问题。芯棒和套管分开安装在不同的夹具上，可以采用芯棒 和套管不同步延伸的办法控制芯棒进棒速度，解决包芯比波动大的芯棒对制造大尺寸预制棒的限制问题。制成大尺寸光纤预制棒过程中也就可以直接进行拉丝。本发明采用在套管 尾柄顶部设置密封装置对芯棒和套管间隙抽真空，有效防止芯棒和套管在延伸过程中受到 二次污染的问题，是一种高效率、低成本制造大尺寸光纤预制棒进而拉制光纤的方法。
图1是采用本发明拉制光纤的设备的示意图；图2是图I中的排风罩和密封装置的示 意图。在图l、图2中，l.芯棒夹具，2.芯棒尾柄，3.排风罩，4.密封装置，5.套管夹具，6.芯 棒，7.套管，8.拉丝炉，9.光纤，IO.套管尾柄.；31.石英压环，32.排气口， 33.氮气入 口， 34.石墨密封环，35.石英密封环；41.密封圈，42.氮气入口， 43.金属罩壳。
具体实施方式
下面以实施例来说明本发明的具体实施方式
。 为描述方便，对相关术语和参数作以下说明芯棒采用VAD工艺制造的实心石英棒，包含掺Ge的芯层和纯Si02的包层；套管高几何精度的圆柱形高纯石英玻璃管Rr-芯棒包芯比，即芯棒的直径B和芯棒中芯层直径A的比值；Rf:光纤的包芯比，即裸光纤的直径和光纤中芯层直径的比值；Do:套管外径Di:套管内径；Lc:套管的长度；Dv: VAD工艺制备得到的芯棒的原始直径；Dr:经过延伸的芯棒的直径；Lv: VAD工艺制备得到的未延伸的芯棒长度；Lr-经过延伸后的芯棒长度；V-芯棒速度与套管速度比。一次性拉制5000km光纤,相当于六根08OmmX2OOOmm光纤预制棒的光纤拉制量。 采用内径为50mm,外径为180 mm,长为3000 mm的套管7生产G652D单模光纤， 目标光纤的裸光纤直径为125um,其中光纤的芯径为8um，光纤的包芯比Rf为15.625。因 为套管7和芯棒6间需要留有一定的空间，这样可以允许芯棒6具有一定的弯度和不均匀 性，因此设定芯棒6延伸后的直径为45 mm。由公式Dr2XV=Ri^X[ (Do2-Di2)/(R^-Ri2)] 可以计算出当芯棒6速度与套管7速度相同即V为1时的基准Ri=3.9352。因此设定本发 明中VAD工艺制备的芯棒6的设计包芯比为4.0，受到VAD设备和工艺的限制，芯棒6轴 向包芯比(B/A)波动的标准偏差为811 丫《0.2，实际包芯的变化范围在4.0±0.24之间。 拉丝炉8控制系统由公式Dr^XV- [ (Do2-Di2) /(Rf2- Rr^)]根据输入芯棒6的Rr测试 结果可以计算出相应的V从而精确延伸光纤预制棒。表1列出了本实施例中同一根芯棒6 中三个典型点的包芯比与相应的速度比。表1点RrV14.01.03623.760.907634.241.1737本实施例中，采用VAD工艺生产的芯棒6原长Lv为950mm，直径Dv为80mm，延伸后 长度为3002.47mm，直径为45mm。由公式Lr= LvX( Dv2/D一)按Dv=80 mm并考虑充分利 用套管7和加工损耗Lc《Lr，计算出原始芯棒尺寸Lv应不低于949.22 mm。将延伸后的 芯棒6与本实施例的套管7相组合，在拉丝炉8上以5.8mm/min的基准进棒速度可以拉制 6099km光纤。考虑生产中原料的使用率，实际可拉丝长度大于5000km，相当于六根少80mm X2000mm光纤预制棒的光纤拉制量。
权利要求
1、一种大尺寸光纤预制棒拉制光纤的方法，其特征在于a.先制造大尺寸光纤预制棒采用VAD工艺制备大尺寸芯棒，将芯棒延伸后测试该芯棒包芯比的轴向分布，将测试好的芯棒插入石英套管内，在插入前对芯棒表面和套管表面进行HF酸洗和纯水清洗，待干燥后再插入，然后将芯棒与石英套管组合送入拉丝炉，将芯棒尾柄和套管柄分别安装在各自的夹具上，拉丝炉升温后，套管和芯棒按照各自的速度进入拉丝炉，芯棒进棒速度根据其自身包芯比的轴向分布调节；b.在制成大尺寸光纤预制棒过程中边制棒边对软化的预制棒进行拉丝。
2、 按权利要求1所述的大尺寸光纤预制棒拉制光纤的方法，其特征在于在拉丝全过程 通过石英套管尾柄顶部设置的密封装置将芯棒和套管的间隙抽真空与外界密封。
全文摘要
一种大尺寸光纤预制棒拉制光纤的方法，先制造大尺寸光纤预制棒采用VAD工艺制备大尺寸芯棒，将芯棒延伸后并测试好其包芯比的轴向分布后插入石英套管内，在插入前对芯棒和套管表面进行HF酸洗和纯水清洗并干燥，然后将芯棒与石英套管组合送入拉丝炉，将芯棒尾柄和套管尾柄分别安装在各自的夹具上，拉丝炉升温后，套管和芯棒按照各自的速度进入拉丝炉，芯棒进棒速度根据其自身包芯比的轴向分布调节。在制成大尺寸光纤预制棒过程中边制棒边对软化的预制棒进行拉丝。在套管尾柄顶部设置密封装置，将芯棒和套管的间隙抽真空与外界密封，可以防止在拉丝过程中的二次污染，本发明是一种高效率、低成本制造大尺寸石英光纤预制棒的方法。
文档编号C03B37/018GK101328013SQ20071004254
公开日2008年12月24日 申请日期2007年6月22日 优先权日2007年6月22日
发明者柳锦炜, 华 肖, 进 陈, 顾志华 申请人:江苏亨通光纤科技有限公司;江苏亨通光电股份有限公司