专利名称：用于制造低衰减光导纤维的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造低衰减光导纤维的方法。
远程通信光导纤维的一个最重要特征就是当前远程传输所用特殊波长范围内的信号衰减。事实上，信号衰减越低，信号就可在被放大之前传送到越远的距离。
众所周知，杂质的存在给光纤衰减带来消极影响，这种杂质是在光纤制造过程中混在光纤内。特别麻烦的是由于羟基(OH)或水份的污染而造成的衰减。由于在玻璃中存在OH或水份而导致的衰减增量高达大约0.5到1.0dB/km，在从1330nm到1470nm的波长范围(通常称为“1380nm窗口”)内具有最高值，使得该范围不适合于远程传输。最适合远程传输的波长范围依然约为1550nm，在此范围保证非常低的损耗。
使远程通信系统能在宽波长范围内工作的波长划分多路传输(WDM)技术的出现很有可能采用1380nm窗口。从光导纤维中清除或至少减少水份最大值对于获得在宽波长带(例如大约1300nm到大约1700nm)中工作的低损耗光通信系统是非常重要的。
WO 00/64825致力于解决上述问题，提出一种制造在光学波导纤维生产中所使用的玻璃圆柱体的方法，其中至少降低了水的混入量。
WO 00/64825公开了以下用于制造光导纤维的方法。通过在传统的管外汽相沉淀(OVD)过程中将反应产物沉积在圆柱基底上制造出多孔体。通过清除基底形成轴向贯穿多孔体的中心线孔(或“中心孔”)。在含氯的大气中固化如此获得的空心体，以用化学方法干燥该坯体，从而形成固化的玻璃坯棒，其具有轴向贯穿的中心线孔。而后，通常将芯玻璃坯棒放置在再拉丝炉中，并加热到足够的温度，以便于将纤芯(core)坯棒再拉丝或拉伸成更小直径的玻璃圆柱体或纤芯棒。在再拉丝操作期间，纤芯坯体的中心线孔例如通过沿中心线孔施加真空而封闭。中心线孔内的压降确保中心线孔完全封闭，从而使纤芯棒具有轴向贯穿的固体中心线区域。在再拉丝步骤之后，得到的纤芯棒通常用一层包层微粉进行包覆，例如经过OVD处理使沉积。用化学方法对得到的微粉包覆纤芯棒进行干燥和固化，以形成光导纤维坯棒，此后可将该坯棒拉制成光波导纤维。
不管是化学干燥还是固化(consolidation)步骤，这种光导纤维都已构成在大约1380nm处测出具有较高水平的衰减。在光纤制造过程中，水份最大值是水份被吸入玻璃中的最大结果，这些水份被吸入纤芯棒中心线区域大部分发生在中心线孔封闭之前或在中心线孔封闭期间。事实上，虽然用化学方法干燥坯体并在固化期间将其烧结，但是已经发现，中心线孔周围和限定中心线孔的玻璃区域在干燥之后仍会被再湿润，这主要是由于其暴露于环境大气中造成的，而在环境大气中不可避免的含有水份。这种再湿润可能发生在例如当将坯棒从固化炉中取出并移入到再拉丝炉中进行进一步加工步骤的时候。此外，暴露的时间越长，玻璃所吸收的水份量越多。
为了减少在纤芯棒中心线区域被吸入的水份数量，WO 00/64825提出通过在固化期间封闭中心线孔来防止干燥和固化的坯棒的中心线孔暴露在水份中，或者在已发生再湿润之后用化学方法清除水份，优选的是在再拉丝时，通过用化学干燥剂、化学刻蚀剂或氘来处理中心线孔以清除水份，为了防止中心线孔范围内的玻璃发生再湿润，提出在固化期间封闭中心线孔或密封中心线孔。
以下描述的方法涉及到中心线孔封闭的解决方案。在微粉坯棒固化之前，将玻璃塞装配到中心线孔中与设有手柄的微粉坯棒端相对的一端上。在氯干燥之后，多孔体(通过手柄垂直地握住)向下进入到固化炉的热区，优选的是在惰性气体气氛中，例如在氦气中。在热区所产生的高温优选地大约是1500℃，当多孔体进入到热区时即对其烧结。朝向内部的烧结力缩减了多孔体的直径，由此用塞封闭多孔体，从而有效地密封住中心线孔的一端。多孔体进一步向下移动，对多孔体的残余部分进行烧结，由此形成具有中心线孔烧结的玻璃坯棒，该中心线孔的塞端已密封。
固化步骤之后，优选的是通过内部手柄将烧结的玻璃坯棒从热区中取出，并使中心线孔暴露在至少是10乇(Torr)的真空中，更优选的是100毫乇(mTorr)，该手柄与中心线孔相连。烧结的玻璃坯棒再次进入固化炉的热区，而中心线孔处于真空中。当烧结的玻璃坯棒进入热区时，其充分地软化，使作用在接合中心线孔玻璃上的真空力向内拉制玻璃，由此当烧结的玻璃坯棒继续穿过热区时将中心线孔封闭。
得到的固态烧结的玻璃坯棒然后从固化炉中移出，并贮存起来，以便以后进一步处理，或移到再拉丝炉中，在此可将该玻璃坯棒拉制成缩小直径的棒。在任何情况下，由于中心线孔被封闭(即烧结的玻璃坯棒具有固态的中心线区域)，中心线区域将不再暴露于环境大气中，并由此将不会在刚一从固化炉中移出便被再湿润。
申请人已注意到，在固化处理结束时生产出完全封闭的中心孔所需的处理条件很可能在坯棒中产生像气泡或孔隙那样的内部缺陷。
而后申请人还发现，通过在固化炉中只对中心孔部分封闭并随后在其次的拉伸步骤中完全封闭中心孔，大大减少在固化之后中心孔再湿润的问题，而且极不可能形成气泡和孔隙。通过在炉中干燥和固化步骤之后还对纤芯坯棒进行进一步热处理，可实现中心线孔的部分封闭，而无需在固化与进一步热处理之间将坯棒从炉中取出。
事实上，在拉伸期间，即在由于整个直径收缩而产生的向内应力的帮助下，中心孔的收棒(collapse)对避免在光纤中形成气泡或孔隙相当有效。与此同时，即使在坯棒从固化炉中取出之前没有完全封闭或密封中心孔，孔直径的缩小仍会使从炉中取出之后的OH污梁变得非常低，并因此可得到具有低于0.35dB/km的最终峰值衰减的光纤。
即使相对于在拉伸期间全部完成封闭中心孔的传统加工，申请人仍注意到，内部缺陷得到明显地减少。由于本发明方法中的事实可以推测出，拉伸是在具有缩小直径的中心孔的坯棒上进行的，因此玻璃体承受的应力更低。
应当注意到，在光导纤维中减少内部缺陷的发生对工业生产来说是个相关的课题，因为这能减少废料和操作，并获得较大的光纤长度。
根据本发明，在炉中热区内的纤芯坯棒刚一固化，便将该坯棒从热区中取出，但不从炉中取出，以避免暴露于含水的大气中。而后通过在固化的坯棒顶部的手柄将中心孔暴露在真空中。在热区温度升高到玻璃熔融温度之后，再次将玻璃坯棒以预定速度向下送进热区。在这种条件下，玻璃得到足够的软化从而显著缩小中心孔的内半径，而无需对其封闭，并由于重力作用并靠向内压力和玻璃的表面张力而使整个坯棒没有任何显著的拉伸。
申请人已证明，在1380nm处具有低于0.35dB/km衰减量的光导纤维利用公开的方法目前就可以获得。此外，在最终的光纤纤芯中也显著减少了内部缺陷(例如，气泡、孔隙)。
因此，本发明涉及一种用于制造低损耗(或低衰减)光导纤维的方法，该方法包括●通过在基底上化学沉积制造微粉纤芯坯棒(soot corepreform)；●从微粉纤芯坯棒上清除基底，从而沿微粉坯棒形成中心孔；●对微粉纤芯坯棒进行干燥和固化，以形成玻璃纤芯坯棒；以及●拉伸玻璃纤芯坯棒。
其中，干燥和固化的步骤包括缩小中心孔的直径，而拉伸步骤包括封闭中心孔。
优选地，缩小中心孔直径的步骤包括降低中心孔内的压力和使玻璃纤芯坯棒经受足以使玻璃软化的温度。
在干燥和固化步骤结束时中心孔的直径优选在约0.05mm到0.4mm之间，更优选地在约0.05mm到0.2mm之间。有利的是，在干燥和固化步骤结束时中心孔的直径与中心孔最初直径的比率至多是1∶10。
优选地，在炉中进行干燥和固化步骤，并且有利的是，该步骤包括在第一温度对微粉纤芯坯棒进行干燥、在高于第一温度的第二温度对脱水微粉纤芯坯棒进行固化和使固化的纤芯坯棒经受高于第二温度的第三温度，以缩小所述直径。
更为详细地，优选在包括第一区域和第二区域的炉中进行干燥和固化步骤，并且顺序地包括以下步骤●在第一区域对微粉纤芯坯棒进行干燥，●将干燥的微粉纤芯坯棒从第一区域移到第二区域，●在第二区域对微粉纤芯坯棒进行固化，●将固化的纤芯坯棒从第二区域移到第一区域，●降低中心孔内的压力，●将第二区域内的温度升高到足以使玻璃软化的温度，●将固化的纤芯坯棒从第一区域移到第二区域，●将固化的纤芯坯棒保持在第二区域内，直到中心孔的直径缩小到预定值为止，以及●从炉中取出固化的纤芯坯棒。
在中心孔中的压力优选降低到最大200毫巴，更优选地最大为100毫巴。
为了降低在中心孔中的压力，在干燥步骤之前，将低熔融温度构件装配到中心孔玻璃的下端，而且在固化的纤芯坯棒已从第二区域移到第一区域后，从其上端用真空泵从中心孔抽取气体。
有利的是，缩小中心孔直径包括使玻璃纤芯坯棒经受约在1495℃到1540℃之间的温度。该热处理按预定时间进行。特别是，缩小中心孔直径优选包括使玻璃纤芯坯棒经受足以使玻璃软化的温度，其时间在1小时到3小时之间。
微粉纤芯坯棒具有纤芯半径和外半径，纤芯半径和外半径之间的比率优选比约0.4低。
以下参考附图对本发明进行详细说明，附图中示出申请的非限制性示例。具体是，
图1表示本发明方法中间阶段获得的纤芯坯棒的折射率分布(RIP)；图2表示用于微粉坯棒固化的炉(未按比例)；图3显示炉内的温度，坯棒的位置以及纤芯微粉坯棒在干燥和固化处理期间的移动时间；图4表示一系列曲线，模拟在热处理期间固化的坯棒的特性，其中，中心孔的直径已缩小；图5概略显示用于拉伸固化的纤芯坯棒的装置；以及图6表示通过四个不同的处理获得的四个光纤在1383nm处衰减量的累积分布(表示垂直轴频率)。
根据本发明用于制造玻璃光导纤维的方法包括以下步骤。
在第一阶段，通过管外汽相沉淀(OVD)，利用已知类型的OVD设备(未示出)，将多个通常包括硅和锗的氧化物的化学物质沉积在圆柱心轴(通常为铝制)上。沉积的物质将形成最终光导纤维的纤芯和内包层部分。在微粉沉积期间，反应物流可以变化，以便得到预定的折射率分布(RIP)。
特别是，通过控制反应物流，有可能获得纤芯坯棒的纤芯半径与外半径之间预期的比率和在沉积阶段结束时预期的微粉平均密度。
纤芯半径与外半径之间的比率可从纤芯坯棒的折射率分布(RIP)中得到，借助于适当的坯棒轮廓分析器可在纤芯棒(由以下所述处理的四个阶段产生)上依次测量出来。图1表示通过上述OVD方法获得的纤芯棒RIP，是利用YORK P106坯棒分析器(用仪器不能对灰色区域检测)测量出的。RIP在水平轴上已示出纤芯半径(CR)和外半径(ER)。
申请人已证明，纤芯半径与外半径之间的比率优选应小于0.4，更优选应小于0.38，最为优选应小于0.33，以便防止纤芯与内包层区域由于外包层区域中OH的扩散而带来的污染。
在第二阶段，从纤芯坯棒中抽出心轴，沿着纤芯坯棒的纵向轴留下中心孔。
在第三阶段，这里参考图2作如下说明，利用设备10对纤芯坯棒23进行干燥和固化处理。干燥和固化设备10包括炉20和坯棒传送装置15。
炉20包括侧壁29，优选为圆柱形、底座30和未示出的加热系统。侧壁29内限定用于坯棒热处理的区域，包括上部区域21和下部区域22。在使用时，炉20以表现不均匀纵向温度分布的方式进行加热。特别是，在下部区域22中的温度高于上部区域21内的温度，并因此将下部区域21称为“热区”。有利的是，上部区域21和下部区域22分别用于坯棒23的脱水和固化。
炉20的底座30通过一个或多个管道28可以与气体输送系统(未示出)相连接。
纤芯坯棒23在其一端设有手柄25，并且坯棒传送装置15包括用于夹持手柄25并垂直保持坯棒23的臂24。坯棒传送装置15适合于对坯棒在炉20外上部位置与炉20热区22内下部位置之间进行垂直移动。气流通路穿过臂24和手柄25，从而使干燥气体能从气体输送装置(未示出)流到坯棒23的中心孔26内。
本文以下将参考图3对固化和干燥处理进行说明，图中示出炉20内典型的温度分布31，显示温度(左侧垂直轴)与沿着炉从其顶部测出的轴向位置(水平轴)的关系。可以看到，在上部区域21内的温度几乎不变(例如，区域21几乎是等温层)，然后通过过渡区19时相当快速地升高，在热区22达到其最大值。
图3进一步表示在脱水-固化处理期间，坯棒23的位置(用与坯棒长度成比例的黑色段长度表示)与时间(右侧垂直轴)的关系。
通过将臂24连接到手柄25上，再将坯棒23设置于炉20外的上部位置开始该处理步骤。然后将由低熔融温度玻璃制成的圆柱管27装配到预制坯棒23底部的中心孔26上。
坯棒23随后向下移动到炉20的上部区域21内。将一种或多种干燥气体通过臂24和手柄25注入到中心孔26中，干燥气体通常包括Cl2，以达到消除坯棒内氢氧离子和水分子的目的(干燥处理)。例如，可将0.15l/分钟的Cl2与1.5l/分钟的He一起注入。此外，将惰性气体，优选为He通过管道28注入炉20内。例如，在此阶段将80l/分钟的He注入炉20内。
在图3的图表中，附图标记32表示在脱水处理开始时炉20内坯棒23的位置，其中，坯棒23位于上部区域21中(这里设想的示例是，坯棒的上端距离炉20顶部大约2700mm，其下端距离炉20顶部大约3200mm)。坯棒的温度在比较短的时间内升高到符合该位置的曲线31的温度，在所举的示例中大约为1000℃(更确切的说，大约950℃到大约1050℃)。
在该位置使坯棒23保持预定的时间，例如1小时，以便使其能完成脱水。附图标记33表示在上述脱水处理结束时的坯棒23(同一位置，但相对于段32时间变换60分钟)。
坯棒23然后向下朝着固化处理的热区22移动，优选地以恒速，例如5mm/分钟移动。附图标记34表示在下降期间坯棒23的中间位置，从所举示例的处理开始经过160分钟。在该中间位置，坯棒23的两端经受非常不同的温度，因为炉20的温度在该区域发生急剧的变化(在所举示例中，坯棒23的上端和下端的温度分别约为1030℃和1300℃)。
当坯棒23的下端进入到热区22时，坯棒23开始固化(即微粉纤芯坯棒变成玻璃化纤芯坯棒)。同时，玻璃管27熔融并密封中心孔26的下端。在图2中，在进入热区22时用虚线表示坯棒23。在此阶段，炉20仍加注惰性气体，例如He，优选以与干燥阶段中相同的流量。在这个阶段，热区22内的温度可以例如约为1420℃。
坯棒23向下移动，直到几乎已完全横穿热区22为止，更准确地说，直到其下端已向下离开热区而上端已进入热区为止。在图3的图表中，附图标记35表示在区域22内预定的移动时间之后坯棒23在固化处理完成时的位置。然后将玻璃化纤芯坯棒23向后移出热区22。
在传统的方法中，坯棒23要完全从炉20中移出，并且纤芯坯棒的干燥和固化处理应结束。典型的坯棒在传统的干燥和固化处理结束时要具有3mm到4mm之间的中心孔直径。
根据本发明，坯棒23在干燥和固化之后不从炉内取出，而在炉20内为部分封闭中心孔26经受进一步热处理，也就是，为了缩小中心孔26的直径，而不对其完全封闭。
更为详细地，不是从炉20中取出，而是将坯棒23从热区21朝着上部区域21升起，例如到达图3中的中间位置34。而后，利用从中心孔抽取气体的真空泵，通过臂24和手柄25在中心孔26内产生真空，从而将孔26内的压力降低到优选低于200毫巴的数值，更优选地低于100毫巴。与此同时，热区22中的温度升高到优选在1495℃到1540℃之间的数值，更优选地在1510℃到1530℃之间，例如1520℃。当热区22内温度稳定之后(即大约10分钟之后)，驱动坯棒23再次向下进入热区22，例如再次向下到图3中位置35，优选以包括3mm/分钟到4mm/分钟之间的速度驱动，例如3.4mm/分钟。在这个阶段，炉20仍加注惰性气体，优选为He。该惰性气体通过管道28的流率优选小于在干燥和固化阶段的流率。适当的流率例如是20l/分钟。
在热区22内玻璃软化，并且由于玻璃向内压力和表面张力使中心孔26的直径发生缩小，由于重力作用坯棒没有任何明显的拉伸。由于向下运动，直径缩小从坯棒的下端向上端进行。坯棒23横穿热区22的移动时间(也就是坯棒上某一点完全横穿热区所需的时间)是预定的，以便获得预期的孔直径缩小量。在到达位置35后，可将坯棒23保持稳定预定的时间，例如保持稳定15分钟，以便补偿在坯棒顶部一般较大的最初孔径。然后，升起坯棒23，并最终从炉20内移出。
在该进一步热处理结束时，中心孔26的直径优选小于大约0.4mm，并大于大约0.05mm，更优选小于大约0.2mm，并大于大约0.05mm。考虑到大约4mm的典型最初直径，最终直径与最初直径之比优选大约在1∶10到约1∶80之间，更优选的最终直径与最初直径之比大约在1∶20到约1∶80之间。大于0.4mm的直径会导致在从炉20取出坯棒23后受到不容忽视的OH污染，而小于0.05mm的直径会诱发孔26的过早密封。
在进一步热处理结束时获得的最终孔径取决于不同参数，其中包括最初孔径、热区22内的温度、中心孔26内和坯棒23外部的压力以及坯棒23在热区22内移动的时间。
考虑到无限长度的空心圆柱体，可以模拟坯棒23在炉20内的几何学形状的改进，该圆柱体具有内半径R1、外半径R2＞＞R1、内部压力P1和外部压力P2，由具有粘度μ和表面张力σ的材料制成。可用下式表示内半径R1随时间的变化R1(t)=(R1(t=0)+σP2-P1)Exp(-(P2-P1)tμ)-σP2-P1]]>玻璃表面张力σ的工作值是0.3N/m。P2-P1的差值接近于1巴。石英玻璃的粘度数据可从文献中获得。在1500℃时，粘度大约是1.4 108kg/(m sec)。
图4表示在热区22内坯棒23的不同移动时间与形成内半径R1对热区22内温度T有关的不同曲线-曲线41:10分钟-曲线42:1小时-曲线43:2小时-曲线44:3小时对于任何具体的炉熟悉本领域的技术人员都能凭经验容易地获得像图4中所列那样的一组曲线。
由于已选出最终直径的预期数值范围和热区22温度T的合适范围，使图4能确定合适的曲线。例如，通过在0.05mm到0.2mm之间选择最终孔径和在1495℃到1525℃之间选择热区温度，就可在图中绘制出矩形方框49，与该方框相交的所有曲线表示合适的移动时间。在这种情况下，与方框49相交的曲线42和44表示合适的移动时间在1小时到3小时之间。
必须设定处理参数，以便获得预期的直径缩小量，且不用完全封闭中心孔26，从而防止形成孔隙，气泡或类似的缺陷。方框49的区域还具有减缓曲线斜度的特征，这意味着对处理条件(时间和温度)的敏感度有所降低。
任何熟悉本领域的技术人员都能认识到，不同的T范围可与热区22内合适的移动时间变化相适应。
在第四阶段，利用图5中概略示出的、并用附图标记50表示的拉伸设备，对固化的纤芯坯棒23进行拉伸处理。
拉伸设备50包括立式炉51、用于将坯棒23送入炉51内的坯棒进给装置(未示出)以及用于下拉冷却材料的牵引装置53。
拉伸处理包括通过坯棒23的手柄在缩小直径的中心孔内产生真空(例如在US 4,810,276中所述的)，和将坯棒23降入立式炉51中，以熔化坯棒23的下端。
合理的处理条件如下●真空度1毫巴；●炉51的温度1920-1980℃；●牵引器速度25cm/分钟。
坯棒23下端的熔融和中心孔26内的真空使中心孔26的壁收棒到完全封闭。熔融的玻璃材料离开炉冷却，形成预定直径的圆柱形细长玻璃件54，该玻璃件用牵引装置53向下拉伸。牵引装置可以是WO01/49616中所述的类型，这种类型的牵引装置适合于在拉伸期间使细长的玻璃件54产生扭转，由此制造出具有高度直线性的杆状构件。
在冷却之后，将细长的玻璃件54切成多个杆棒，通常称为“纤芯杆”或“纤芯棒”。
在第五个阶段，将每个纤芯杆用作已知类型的OVD化学沉积进一步处理的基底，以下称为“包层处理”。该包层处理包括在纤芯杆上沉积SiO2，以形成坯棒的外部，其将限定最终光纤包层的外部。这种进一步沉积处理可按照WO 03/045861中所述的进行。这个阶段的结果是最终的坯棒，其具有与纤芯同轴的包层外表面。
在第六个阶段，以下视为“包层脱水-固化处理”或“最终-坯棒固化处理”，采用与第三阶段类似的工序对最终坯棒进行干燥和固化，由此得到玻璃化的最终坯棒。同样，也可将在第三阶段中所用的相同设备(设备10)用于该阶段。
在最终-坯棒固化处理中，通过底部管道28将Cl2与He一起注入炉中，同时以预定速度将坯棒23向下移动。处理参数的优选值如下●Cl2的流率在0.85l/分钟到1.7l/分钟之间；●He的流率在20l/分钟到30l/分钟之间；●在下降期间坯棒的速度在5mm/分钟到7mm/分钟之间；●(等温)区域21的温度在1000℃到1100℃之间；●热区22的温度在1480℃到1530℃之间。
在第七个(也是最后一个)阶段，最终坯棒在适当的已知类型的拉丝塔中进行拉丝，其中，沿垂直方向向炉内供应最终坯棒，以便达到其下部熔融。熔融的材料随后拉丝并冷却，从而获得具有预期特性的光导纤维。
示例申请人已经比较了四种不同光纤F1，F2，F3和F4的衰减量，纤芯坯棒的特性不同，纤芯-坯棒固化处理中的条件和最终-坯棒固化处理中的条件不同。
已发生变化(通过在沉积处理中改变反应物的流量)的纤芯坯棒特性是纤芯半径与外半径之间的比率。
如前所述，纤芯半径与外半径之间的比率可从纤芯坯棒的折射率分布(RIP)中得到，其在纤芯棒上利用适当的坯棒轮廓分析器可测出。
制造称为“纤芯坯棒E”的第一纤芯坯棒，其纤芯半径与外半径之间的比率为0.38。制造称为“纤芯坯棒F”的第二纤芯坯棒，其纤芯半径与外半径的比率为0.44。
要考虑到纤芯坯棒F比纤芯坯棒E会更多地受到来自外包层中OH污染，因为这对于外包层区域中聚集的OH离子更为容易，并在干燥和固化之后仍然存在，从而在高温拉丝处理期间到达纤芯区域。
首先进行纤芯-坯棒固化处理，采用传统的方式即孔径不缩小的方式，和根据本发明的方式即孔径缩小的方式。将传统处理方法称为“纤芯-坯棒固化A”，将根据本发明的处理方法称为“纤芯-坯棒固化B”。
最终坯棒固化处理在两个不同条件下进行，该处理方法称为“最终-坯棒固化C”和“最终-坯棒固化D”。在最终-坯棒固化C中，在25l/分钟的He中含有0.85l/分钟的Cl2，且已从底部管道28将它们注入，坯棒23以7mm/分钟的速度向下移动，并且等温区域21和热区22分别处于1000℃和1500℃下。在最终-坯棒固化D中，在25l/分钟的He中含有1.7l/分钟的Cl2，且已从底部管道28将它们注入，坯棒23以5mm/分钟的速度向下移动，并且等温区域21和热区22分别处于1100℃和1500℃下。
按表I中提出的制造光纤F1，F2，F3和F4。
表I
图6表示在1383nm处的光纤F1，F2，F3和F4最大衰减的累积分布。在表II中通过平均值总结了该结果，以及在1310nm处的平均值。
表II
可以看出，纤芯-坯棒固化处理(B)中的中心孔缩小使在1310nm和1383nm处的信号衰减明显降低，同时通过适当地选择纤芯坯棒特性和最终-坯棒固化处理(D比C更好)中的条件，实现进一步的改进。
关于在拉丝处理中检测出的光纤内部缺陷，不管坯棒RIP和最终-坯棒固化处理如何，都可看到，从A和B处理中获得的坯棒之间有明显的差别。特别是，从B处理中坯棒上检测的缺陷数量要比从A处理中坯棒上探测的缺陷一半还少。
权利要求
1.一种用于制造低衰减光导纤维的方法，该方法包括·通过在基底上进行化学沉积制造微粉纤芯坯棒；·从微粉纤芯坯棒上清除基底，从而沿微粉坯棒形成中心孔；·对微粉纤芯坯棒进行干燥和固化，以形成玻璃纤芯坯棒；以及·拉伸玻璃纤芯坯棒；其中，干燥和固化步骤包括缩小中心孔的直径，而拉伸步骤包括封闭中心孔。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，缩小中心孔直径的步骤包括降低中心孔内的压力和使玻璃纤芯坯棒经受足以使玻璃软化的温度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在干燥和固化步骤结束时中心孔的直径在约0.05mm到0.4mm之间。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在干燥和固化步骤结束时中心孔的直径在约0.05mm到0.2mm之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在干燥和固化步骤结束时中心孔的直径与中心孔最初直径的比率至多是1∶10。
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其中，在炉内进行干燥和固化步骤，该步骤包括在第一温度对微粉纤芯坯棒进行干燥、在高于第一温度的第二温度对脱水微粉纤芯坯棒进行固化和使固化的纤芯坯棒经受高于第二温度的第三温度，以缩小所述直径。
7.根据权利要求1-5所述的方法，其中，在炉内进行干燥和固化步骤，该炉包括第一区域和第二区域，并依次包括以下步骤·在第一区域内对微粉纤芯坯棒进行干燥，·将干燥的微粉纤芯坯棒从第一区域移到第二区域，·在第二区域内对微粉纤芯坯棒进行固化，·将固化的纤芯坯棒从第二区域移到第一区域，·降低中心孔内的压力，·将第二区域内的温度升高到足以使玻璃软化的温度。·将固化的纤芯坯棒从第一区域移到第二区域，·将固化的纤芯坯棒保持在第二区域内，直到中心孔的直径缩小到预定值为止，以及·从炉中取出固化纤芯坯棒。
8.根据权利要求2或7所述的方法，其中，将所述压力降低到至多200毫巴。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，将所述压力降低到至多100毫巴。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，缩小中心孔的直径包括使玻璃纤芯坯棒经受在约1495℃到1540℃之间的温度。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，缩小中心孔的直径包括使玻璃纤芯坯棒经受在1小时到3小时之间时间内的足以使玻璃软化的温度。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，微粉纤芯坯棒具有纤芯半径和外半径，纤芯半径与外半径之间的比率小于0.4。
13.根据权利要求7所述的方法，进一步包括在干燥步骤之前将低熔融温度构件装配到中心孔玻璃的下端，并且其中，降低中心孔内压力包括从中心孔上端抽取气体。
全文摘要
一种用于制造低衰减光导纤维的方法，该方法包括通过在基底上化学沉积制造微粉纤芯坯棒(23)；从微粉纤芯坯棒(23)上清除基底，从而沿微粉坯棒(23)形成中心孔(26)；在固化炉(20)内对微粉纤芯坯棒进行干燥和固化，以形成玻璃纤芯坯棒(23)；在固化炉(20)内以超过玻璃熔融的温度对玻璃坯棒(23)进行加热，以使中心孔(26)的直径缩小；并且拉伸玻璃纤芯坯棒(23)，以完全封闭中心孔。
文档编号C03B37/014GK1894169SQ200380110912
公开日2007年1月10日 申请日期2003年12月24日 优先权日2003年12月24日
发明者A·阿迪格拉特, S·格烈科, V·卡龙纳, G·费里, F·科基尼 申请人:普雷斯曼电缆及系统能源有限公司