用于修改多模光纤制造过程的方法

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用于修改多模光纤制造过程的方法
【专利说明】用于修改多模光纤制造过程的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据35 U.S.C.§ 119要求2013年4月30日提交的美国临时申请S/N61/817503的优先权益,本申请基于该临时申请的内容并且该临时申请的内容通过引用其整体结合于此。
[0003]背景
技术领域
[0004]本说明书总地涉及光纤制造过程,更具体地涉及一种用于修改多模光纤制造过程的方法。
【背景技术】
[0005]用于产生多模光纤的制造过程通常包括:从在拉制炉中加热的玻璃预制件拉制多模光纤;冷却拉制的光纤;以及在其充分地冷却之后涂覆光纤。多模光纤通常被生产以满足某些性能特征,诸如拉制的光纤对于在特定波长处发射的光具有阈值带宽。光纤制造过程所采用的过程参数在拉制的光纤所得的性能特征上有显著的影响。然而,传统的光纤制造过程可能不会始终生产出满足所需性能特征的光纤,诸如生产出不满足质量控制测试且不能出售或必须作为低级光纤出售的光纤的过程。
[0006]因此,需要用于修改多模光纤制造过程的方法。

【发明内容】

[0007]多模光纤可被生产以满足性能特征,诸如在特定目标峰值波长处的带宽。发明人已经公开了多模光纤的实际峰值波长可影响光纤的性能特征。例如,多模光纤的目标峰值波长与多模光纤的实际峰值波长(例如,测量的或确定的峰值波长)之间的差异可影响多模光纤在目标峰值波长处的带宽。通常,随着目标峰值波长与实际峰值波长之间的差异增大,多模光纤在目标峰值波长处的带宽减小。发明人已认识到,为了减小该差异(例如,使得后来生产的光纤的实际峰值波长将更接近目标峰值波长),通过测量多模光纤的实际峰值波长并调节光纤处理参数(诸如张力),可改善所生产光纤的性能特征。
[0008]在一个实施例中,一种用于修改制造多模光纤的过程的方法包括测量多模光纤的至少一个特征。该至少一个特征是一个或多个波长处的模式带宽或差分模式延迟。该方法进一步包括:基于测量的特征来确定多模光纤的测量峰值波长;确定目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异;以及基于目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异来修改制造多模光纤的过程。
[0009]在另一个实施例中,一种用于调节制造多模光纤的过程中的至少一个拉制过程参数的方法包括将从至少一个光源在多个波长处发射的光耦合进多模光纤以及对多个波长处发射的光确定多个相应的带宽。每个波长与相应的带宽相关联。该方法进一步包括确定拟合多个波长与多个相应的带宽的带宽函数,以及基于该带宽函数确定多模光纤的测量峰值波长。测量峰值波长使带宽函数最大。该方法进一步包括确定目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异,以及基于目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异来调节该至少一个拉制过程参数。
【附图说明】
[0010]图1示意性示出根据本文示出并描述的一个或多个实施例的多模光纤制造系统;
[0011]图2示意性示出根据本文示出并描述的一个或多个实施例的从四个多模光纤的测量带宽-波长对所确定的带宽函数;
[0012]图3示意性示出根据本文示出并描述的一个或多个实施例的定义拉制张力与峰值波长之间关系的函数;
[0013]图4示意性示出根据本文示出并描述的一个或多个实施例的基本上实时的峰值波长确定系统;
[0014]图5不意性不出根据本文不出并描述的一个或多个实施例的不例性多模光纤峰值波长确定系统;
[0015]图6示意性示出根据本文示出并描述的一个或多个实施例的包含多个可编程偏振控制器的可调光源;
[0016]图7示意性示出根据本文示出并描述的一个或多个实施例的包含单个偏振控制器的可调光源;以及
[0017]图8示意性示出根据本文示出并描述的一个或多个实施例的包含单个可调光发射器的可调光源。
【具体实施方式】
[0018]下面将详细参照用于修改多模光纤制造过程的方法的多种实施例,其例子示出于附图中。在可能时,将在所有附图中使用相同的附图标号来指示相同或类似的部件。在一个实施例中,方法通常包括测量多模光纤的至少一个特征。该至少一个特征是模式带宽或差分模式延迟。多模光纤的测量峰值波长是基于测量的特征来确定的。确定目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异。制造多模光纤的过程是基于目标峰值波长与测量峰值波长之间的差异来修改的。将特别参考附图更详细地描述用于修改多模光纤制造过程的方法。
[0019]如本文所使用的,多模光纤的术语“模式带宽”表示光输出功率频谱的幅度相对于光纤的零频率分量下降三分贝(3dB)的频率。模式带宽通常以(频率)*(距离)的单位(例如,MHz*km或GHz*km)来度量。可选地,模式带宽可被指定为给定长度(例如,用km表示)的特定频率(例如,用MHz或GHz表示)。
[0020]如本文所使用的,多模光纤的术语“峰值波长”(也被称为Lambda_PS λ p)表示使多模光纤的带宽达到最大值的光波长。将在下详细描述基于多波长测量技术与差分模式延迟技术的用于测量多模光纤的峰值波长的技术。可生产具有超过目标峰值波长处带宽阈值的带宽的多模光纤。在一些实施例中,目标峰值波长可在780nm与1650nm之间。在一些实施例中,目标峰值波长为850nm。在一些实施例中,目标峰值波长为980nm或1060nm。在一些实施例中,目标峰值波长在1260nm与1360nm之间,诸如在1300nm与1320nm之间。然而,应该理解到,多模光纤可被生产以具有任意目标峰值波长。
[0021]如本文所使用的,多模光纤的术语“差分模式延迟”是当改变从多模光纤的输入端处的单模光纤发射的输出脉冲的偏移时测量的相对延迟。用于测量差分模式延迟的详细测试步骤被定义在 TIA-455-220-A:F0TP_220Differential Mode Delay Measurement ofMultimode Fiber in the Time Domain(时域中多模光纤的差分模式延迟测量)。
[0022]如本文所使用的,“拉制张力”被提供为以克(g)为单位。然而,应该理解,以克为单位提供的拉制张力测量可被转化为以牛顿或达因为单位的张力度量。为了将拉制张力的克转化为拉制张力的牛顿,以克为单位的拉制张力乘以0.0098。为了将拉制张力的克转化为拉制张力的达因,以克为单位的拉制张力乘以980。
[0023]现在参见图1,示意性示出用于从多模光纤预制件112拉制多模光纤20的多模光纤制造系统100的一个实施例。同样示出的是多模光纤峰值波长确定系统160,其可操作来确定耦合到该多模光纤峰值波长确定系统160的多模测试光纤162的测量峰值波长。由多模光纤峰值波长确定系统160所确定的测量峰值波长可被用于通过多模光纤制造系统100修改制造多模光纤的过程以增强拉制的光纤的性能特征,如将在下详细地描述。
[0024]多模光纤预制件112通常包含硅基玻璃。在多模光纤预制件112包含硅基玻璃的实施例中,多模光纤预制件112可包含增大或减小硅基玻璃相对于纯硅石玻璃的折射率的掺杂物。在一些实施例中,多模光纤预制件112包含由包层围绕的纤芯。在一些实施例中,多模光纤预制件112可以是纤芯坯体(coreblank)。在其他实施例中,多模光纤预制件112可以是从纤芯坯体形成的棒(cane),诸如在多模光纤预制件112是从单个纤芯坯体形成的多个棒中的一个。
[0025]在图1所示的实施例中,多模光纤制造系统100通常包含拉制炉114、光纤冷却系统122、涂覆系统130、光纤收线(take-up)系统140以及过程控制器150。
[0026]拉制炉114包含至少对多模光纤预制件112的底部提供热量的加热元件。在一些实施例中,拉制炉可将多模光纤预制件112的底部加热到大约1700°C到2100°C的拉制温度。
[0027]通过光纤收线系统140从经加热的多模光纤预制件112并且经过多模光纤制造系统100的多个阶段拉制多模光纤20。随着多模光纤20经过多模光纤制造系统100被拉制,光纤收线系统140利用多种拉制机构142和滑轮141来对多模光纤20提供必要的张力,如将在下更详细地描述。
[0028]在图1所示的多模光纤制造系统100的实施例中,多模光纤20通过光纤收线系统140从多模光纤预制件122拉制并且沿着基本上垂直的路径(即沿着z方向的路径)离开拉制炉114。当多模光纤沿着垂直路径被拉制时,多模光纤20可选择性地被拉过光纤冷却系统122,在一个或多个涂覆层被施加到多模光纤20之前冷却多模光纤20。光纤冷却系统122通常与拉制炉114隔开,使得多模光纤20在进入光纤冷却系统122之前冷却到显著低于拉制温度的温度。例如,拉制炉114与光纤冷却系统122之间的间隔可足以将多模光纤20从拉制温度冷却。尽管光纤冷却系统122已经被描述为用于生产多模光纤20的多模光纤制造系统100的一部分,应该理解,该光纤冷却系统122是任选的,并且在其他实施例中,多模光纤20可从拉制炉114被直接拉出到涂覆系统130而不进入光纤冷却系统122。
[0029]仍参见图1,在多模光纤20离开光纤冷却系统122之后,多模光纤20进入涂覆系统130,在,该涂覆系统中,一个或多个涂覆层被施加到多模光纤20。在本文所述的一个实施例中,涂覆系统130将聚合物涂覆层施
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