一种超低损耗大有效面积光纤的制备方法与流程

本发明涉及光纤制备技术领域，具体为一种超低损耗大有效面积光纤的制备方法。

背景技术：

光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。传输原理是“光的全反射”。

将四氯化硅等原材料制成光纤的过程。光纤制造的过程决定了光纤的机械强度、传输特性和使用寿命，对保证光纤质量十分重要。通信光纤的制造分为制棒和拉丝两道工序。

光纤强度是超低损耗光纤关键指标之一，主要体现在筛选应变上，普通光纤的应变一般在1%左右来应对来自敷设和热胀冷缩引起的张力，而超低损耗光纤应用在超长距离光通讯链路中，常常需要跨越戈壁、深海等恶劣环境，从考虑敷设或环境温度变化时，所受到的张力相比于普通光缆更大，综合考虑《深海光缆》国家标准、敷设难度和使用寿命等方面，希望超低损耗光纤的应变达到2%甚至以上，能够完全满足光纤成缆和敷设的需要。光纤的强度主要取决于裸光纤表面的微裂纹。光纤中为微裂纹主要来自拉丝炉内的杂质粒子。杂质粒子附着在光纤表面，在冷却过程中，形成裂纹和应力集中，光纤表面裂纹受大气环境中水分子作用而逐渐侵蚀，导致硅氧四面体结构被破坏，硅氧键的断裂会扩大微裂纹的范围，影响光纤强度。拉丝炉长期工作后，炉内石墨件表面发生少量氧化使拉丝炉炉体表面变得粗糙，预制棒在高温下产生少量二氧化硅升华与拉丝炉炉体内表面反应生成坚硬的碳化硅微粒，并且现有的光纤制备过程中，光纤只是经过一次性退火，无法有效的消除光纤内的应力，极大的影响了光纤的强度，无法有效的额满足恶劣环境的考验。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超低损耗大有效面积光纤的制备方法，以解决上述背景技术中提出的光纤的强度主要取决于裸光纤表面的微裂纹，光纤中为微裂纹主要来自拉丝炉内的杂质粒子，杂质粒子附着在光纤表面，在冷却过程中，形成裂纹和应力集中，光纤表面裂纹受大气环境中水分子作用而逐渐侵蚀，导致硅氧四面体结构被破坏，硅氧键的断裂会扩大微裂纹的范围，影响光纤强度，拉丝炉长期工作后，炉内石墨件表面发生少量氧化使拉丝炉炉体表面变得粗糙，预制棒在高温下产生少量二氧化硅升华与拉丝炉炉体内表面反应生成坚硬的碳化硅微粒，并且现有的光纤制备过程中，光纤只是经过一次性退火，无法有效的消除光纤内的应力，极大的影响了光纤的强度，无法有效的额满足恶劣环境的考验的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超低损耗大有效面积光纤的制备方法，该超低损耗大有效面积光纤的制备方法包括如下步骤：

s1：光纤拉丝：将预制棒插入到高温炉中，通过高温炉对预制棒进行熔融，在重力的作用下对其进行拉丝，高温炉熔融的过程中向高温炉内灌注惰性气体，将高温炉中的氧气挤出；

s2：第一次退火：经过拉丝的光纤进入到第一退火炉中进行退火，第一退火炉与高温炉相连，同样在第一退火炉中灌注惰性气体，将第一退火炉中的氧气挤出，通过加热丝、温度传感器和温控装置对第一退火炉中的温度进行控制，将第一退火炉中的温度保持在一定区间的恒温之中，对光纤进行缓慢降温退火；

s3：第二次退火：将经过第一次退火的光纤在重力的作用下移动到第二退火炉内，第二退火炉与第一退火炉相连，在第二退火炉中同样灌注惰性气体，排出第二退火炉中的氧气，第二退火炉同样安装有加热丝、温度传感器和温控装置，将第二退火炉中的温度保持在一定区间的恒温之中，对光纤进行缓慢降温退火；

s4：第三次退火：将经过第二次退火的光纤在重力的作用下移动到第三退火炉内，第三退火炉与第一退火炉相连，在第三退火炉中灌注惰性气体，排出第三退火炉中的氧气，第三退火炉同样安装有加热丝、温度传感器和温控装置，将第三退火炉中的温度保持在一定区间的恒温之中，对光纤进行缓慢降温退火；

s5：冷却：将经过第三次退火的光纤在重力作用线移动到冷却管内，对光纤进行急速冷却，将冷却管内的光纤温度急速降低到100℃以下；

s6：涂覆涂层：经过急速冷却的光纤在重力的作用下移动到涂覆装置内，对光纤的表面进行涂覆涂层；

s7：固化：经过涂覆涂层的光纤移动到固化箱内进行固化；

s8：收卷：通过收卷机对经过固化的光纤进行收卷。

优选的，所述步骤s1中的高温炉内的温度在1900℃-2200℃。

优选的，所述步骤s2中的第一退火炉内的温度保持在1500℃-1700℃。

优选的，所述步骤s3中的第二退火炉内的温度保持在900℃-1200℃。

优选的，所述步骤s4中的第二退火炉内的温度保持在300℃-600℃。

优选的，所述步骤s6中的涂层涂料为环氧丙烯酸酯或聚丙烯酸酯。

优选的，所述步骤s7中的固化箱为紫外线固化箱，通过紫外线对光纤表面的涂层进行固化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过惰性气体将高温炉、第一退火炉、第二退火炉和第三退火炉内的氧气排出，从而减少氧气与高温熔炉中的石墨体表面发生氧化，从而减少杂质的渗入，通过第一退火炉、第二退火炉和第三退火炉对光纤进行缓慢降温退火，通过三级退火，极大的消除了光纤内的应力，加强了光纤的强度，使其能够满足恶劣环境的考验。

附图说明

图1为本发明制备方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种超低损耗大有效面积光纤的制备方法，能够有效保障光纤强度，使其能够满足恶劣环境的考验。

实施例

该超低损耗大有效面积光纤的制备方法包括如下步骤：

s1：光纤拉丝：将预制棒插入到高温炉中，预制棒的纤芯为二氧化硅，内包层为掺氟二氧化硅，外包层为掺锗二氧化硅，通过高温炉对预制棒进行熔融，在重力的作用下对其进行拉丝，高温炉的外壁顶部四周等距安装四个气管，气管与高温炉的外壁呈45°从上到下斜插在高温炉的外壁上，气管内灌注惰性气体，惰性气体为氖气、氩气、氪气或氙气，通过惰性气体将高温炉内的氧气挤出，从而减少氧气与高温熔炉中的石墨体表面发生氧化，从而减少杂质的渗入，保证了光纤的强度，高温炉内的温度保持在1900℃-2200℃之间；

s2：第一次退火：经过拉丝的光纤进入到第一退火炉中进行退火，第一退火炉中的温度保持在1500℃-1700℃之间，第一退火炉与高温炉相连，高温炉内的惰性气体灌注到第一退火炉中，将第一退火炉中的氧气挤出，通过加热丝、温度传感器和温控装置对第一退火炉中的温度进行控制，加热丝通过导线与温度传感器连接，温度传感器通过导线与温控装置连接，温度传感器检测第一退火炉内的温度，并将实时检测到的温度数据通过带电信号传递给温控装置，通过温控装置控制对加热丝电流的输出，以此控制加热丝的温度，以此控制第一退火炉内的温度，将第一退火炉中的温度保持在一定区间的恒温之中，对光纤进行缓慢降温退火；

s3：第二次退火：将经过第一次退火的光纤在重力的作用下移动到第二退火炉内，第二退火炉与第一退火炉相连，第一退火炉内的惰性气体灌注到第二退火炉内，通过惰性气体将第二退火炉中的氧气排出，第二退火炉同样安装有加热丝、温度传感器和温控装置，通过加热丝、温度传感器和温控装置对第一退火炉中的温度进行控制，加热丝通过导线与温度传感器连接，温度传感器通过导线与温控装置连接，温度传感器检测第二退火炉内的温度，并将实时检测到的温度数据通过带电信号传递给温控装置，通过温控装置控制对加热丝电流的输出，以此控制加热丝的温度，以此控制第一退火炉内的温度，将第二退火炉中的温度保持在一定区间的恒温之中，对光纤进行缓慢降温退火；

s4：第三次退火：将经过第二次退火的光纤在重力的作用下移动到第三退火炉内，第三退火炉与第一退火炉相连，第二退火炉内的惰性气体灌注到第三退火炉内，通过惰性气体将第三退火炉中的氧气排出，第三退火炉同样安装有加热丝、温度传感器和温控装置，通过加热丝、温度传感器和温控装置对第一退火炉中的温度进行控制，加热丝通过导线与温度传感器连接，温度传感器通过导线与温控装置连接，温度传感器检测第三退火炉内的温度，并将实时检测到的温度数据通过带电信号传递给温控装置，通过温控装置控制对加热丝电流的输出，以此控制加热丝的温度，以此控制第一退火炉内的温度，将第三退火炉中的温度保持在一定区间的恒温之中，对光纤进行缓慢降温退火，通过三级退火，极大的消除了光纤内的应力，加强了光纤的强度，使其能够满足恶劣环境的考验；

s5：冷却：将经过第三次退火的光纤在重力作用线移动到冷却管内，冷却管为氦气冷却管，通过氦气对光纤进行降温，进行急速冷却，将冷却管内的光纤温度急速降低到100℃以下；

s6：涂覆涂层：经过急速冷却的光纤在重力的作用下移动到涂覆装置内，对光纤的表面进行涂覆涂层，涂料为环氧丙烯酸酯或聚丙烯酸酯；

s7：固化：经过涂覆涂层的光纤移动到固化箱内进行固化，固化箱为紫外线固化箱，通过紫外线对光纤表面的涂层进行固化；

s8：收卷：通过收卷机对经过固化的光纤进行收卷。

综合以上所述，通过惰性气体将高温炉、第一退火炉、第二退火炉和第三退火炉内的氧气排出，从而减少氧气与高温熔炉中的石墨体表面发生氧化，从而减少杂质的渗入，通过第一退火炉、第二退火炉和第三退火炉对光纤进行缓慢降温退火，通过三级退火，极大的消除了光纤内的应力，加强了光纤的强度，使其能够满足恶劣环境的考验。

虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。