专利名称：机械强度提高的光纤的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及光纤，更具体地涉及机械强度得到改善的光纤。
背景技术：
光纤的机械性质十分重要，因为它们影响将光纤编织成光缆的方式，还影响光缆本身的性质。特别重要的一种机械性质是机械强度。 包括通常用来制备光纤的基本上纯的或者稍微掺杂的二氧化硅在内，玻璃材料的机械强度至少部分随着用来制备玻璃的组分或成分变化。此外，玻璃材料的机械强度可能受到用来制备玻璃的处理条件的影响。例如，在平面玻璃产品中，若玻璃外表面经处理后处于压缩应力状态，则玻璃强度可能显著增加。
发明内容
本发明的一个实施方式涉及一种光纤，所述光纤包含纤芯、包围所述纤芯的内包层和包围所述内包层的外包层。所述外包层的压缩应力至少为100兆帕。本发明的另一个实施方式涉及一种光纤，所述光纤包含纤芯和包围所述纤芯的外包层。所述外包层的压缩应力至少为100兆帕。本发明的另一个实施方式涉及一种制备光纤的方法。所述方法包括从光纤预制件拉制光纤，其中所述光纤包含纤芯、包围所述纤芯的内包层和包围所述内包层的外包层。在成品光纤中，所述外包层的压缩应力至少为100兆帕。在以下的详细描述中给出了本发明的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言是容易理解的，或按文字描述和其权利要求书以及附图中所述实施其实施方式而被认识。应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求的性质和特点的总体评述或框架。包括的附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。
了本发明的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。
图I示出了光导纤维的一个实施方式的示意图；图2示出了光导纤维的另一个实施方式的示意图；以及
图3绘出了对应于图2所示实施方式的光纤的应力-径向位置关系图。
具体实施例方式本发明揭示了机械强度得到提高的光纤及其制造方法。该光纤包含压缩应力至少为100兆帕的外包层。我们说外包层的压缩应力至少为100兆帕的意思是，该外包层处于压缩状态，压缩应力的大小或者说绝对值至少为100兆帕。压缩应力值可利用Wissuchek等报告的光纤应力测量技术测定，参见“Analysis of Residual Stress in OpticalFiber”(光纤残余应力分析)，关于光纤可靠性和测试的SPIE会议(SPIE Conferenceon Optical Fiber Reliability and Testing)的一部分，美国马萨诸塞州波士顿市(Boston，Massachusetts)，1999 年 9 月，SPIE 第 3848 卷，第 34-43 页，该文献的完整内容通过参考结合于此。玻璃层或区域的软化点定义为这样的温度，即玻璃在该温度或区域的黏度约等于IO7 6泊(即3. 981xl07泊)。玻璃的软化点和玻璃在该软化点附近的温度下的黏度可利用ASTM C338-93 (2008) “玻璃软化点标准测试方法”(Standard Test Method forSoftening Point of Glass)测定。图I示意性地呈现了本文所揭示的光纤的一个示例性实施方式。光纤10包含纤芯区12、包围所述纤芯12的内包层14和包围所述内包层14的外包层16，其中外包层16的压缩应力至少为100兆帕，如至少为150兆帕，又如至少为200兆帕。该光纤也可涂覆一个或多个涂层(未示出)，如包含聚合物材料的涂层。图2示意性地呈现了本文所揭示的光纤的另一个示例性实施方式。光纤10’包含纤芯区12’和包围所述纤芯12’的外包层16’，其中所述外包层16’的压缩应力至少为100兆帕，如至少为150兆帕，又如至少为200兆帕。该光纤也可涂覆一个或多个涂层(未示出)，如包含聚合物材料的涂层。具有压缩应力至少为100兆帕的外包层的光纤可用本文所揭示的方法制造，其中外包层的黏度和径向厚度被控制在规定的范围内。此外，外包层中的压缩应力也可能受到拉制光纤的张力的影响。这种光纤可具有提高的机械强度特性，不会由于应力-光学效应而对光纤的折射率分布造成明显的负面影响。应力-光学效应是因为光纤中的应力而发生的效应,该效应改变光纤的折射率，使其偏离单独根据组成所预期的数值。例如，由于拉制引起的应力，玻璃中原子间的距离以及原子的电子壳层可能受到影响。这些影响导致玻璃的折射率发生变化，所述变化可用圆柱坐标表示为
权利要求
1.一种光纤，它包含纤芯、包围所述纤芯的内包层和包围所述内包层的外包层，其中所述外包层的压缩应カ至少为100兆帕。
2.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，所述外包层的软化点与所述内包层的软化点之差大于40°C。
3.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，所述外包层的径向厚度约为所述光纤的径向厚度的3%-30%。
4.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，当所述光纤处于所述内包层软化点±200°C范围内的任何温度时，所述外包层的黏度与所述内包层的黏度之比约为0. 1-0. 9。
5.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，所述外包层包含至少ー种选自下组的掺杂剂氧化锗、氟、氯、硼、氧化钛、磷、氧化铝、钾和钠。
6.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，所述外包层的压缩应カ至少为150兆帕。
7.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，所述外包层的径向厚度在约2.5-17. 5微米之间。
8.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，当所述光纤处于所述内包层软化点±200°C范围内的任何温度时，所述外包层的黏度与所述内包层的黏度之比约为0. 2-0. 5。
9.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，所述外包层的径向厚度约为所述光纤的径向厚度的5%-20%。
10.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，所述外包层的压缩应カ至少为200兆帕。
11.如权利要求I所述的光纤，其特征在于，当光纤处于约1400-1800°C范围内的任何温度时，所述外包层的黏度与所述内包层的黏度之比约为0. 1-0. 9。
12.—种光纤，它包含纤芯和包围所述纤芯的外包层，其中所述外包层的压缩应カ至少为100兆帕。
13.如权利要求12所述的光纤，其特征在于，所述外包层的软化点与所述纤芯的软化点之差优选大于40°C。
14.如权利要求12所述的光纤，其特征在于，所述外包层的径向厚度约为所述光纤的径向厚度的3%-30%。
15.如权利要求12所述的光纤，其特征在于，当所述光纤处于所述纤芯软化点±200°C范围内的任何温度时，所述外包层的黏度与所述纤芯的黏度之比约为0. 1-0. 9。
16.如权利要求12所述的光纤，其特征在于，所述外包层的径向厚度在约5-35微米之间。
17.一种制备光纤的方法，所述方法包括从光纤预制件拉制光纤，其中所述光纤包含纤芯、包围所述纤芯的内包层和包围所述内包层的外包层，其中所述外包层的压缩应カ至少为100兆帕。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述光纤用约100-400克的拉制张カ拉制。
19.如权利要求17所述的光纤，其特征在于，所述外包层的径向厚度约为所述光纤的径向厚度的3%-30%。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述光纤用约200-300克的拉制张カ拉制。
全文摘要
本发明提供了一种机械强度得到提高的光纤。该光纤包含压缩应力至少为100兆帕的外包层。
文档编号G02B6/02GK102770380SQ201180010938
公开日2012年11月7日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月26日
发明者A·V·菲利波夫, K·W·贝内特, P·J·龙科, P·坦登, R·A·罗斯 申请人:康宁股份有限公司