低偏振模色散光纤的制造设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及的是一种光纤制造领域的技术，具体是一种偏振模色散系数在 0. 015左右的光纤及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，为满足日益增长的带宽需求，光纤通讯系统已取得了巨大的进展。特别是 在单模光纤得到广泛应用时，随着技术的改革偏振模色散已经成为了制约光纤应用的一个 重要因数。光纤自身缺陷可能增大PMD (偏振模色散），比如几何和压力不对称将导致两种 偏振模式以不同的群速率在单模光纤中传输。在数字传输系统，PMD将导致脉冲分离和脉 冲展宽，从而限制了比特速率和传输距离，制约光纤传输的带宽，是高速光纤通信的主要技 术难点之一。
[0003] 在过去十年，人们就如何降低系统PMD做了大量努力。主要有两种方法，一是提高 光纤在折射率和侧压方面的对称性，这主要在光纤生产过程中改善，保证光纤几何性能并 减低光纤侧压。另一种方法是通过光纤拉丝来控制偏振模式耦合。光纤拉丝技术在上世纪 90时代开始应用于光纤生产，并证明是降低光纤PMD的有效方案，主要是采用模式耦合方 式来控制双折射现象。
[0004] 本在单模光纤传输中，光波的基模含有两个相互垂直的偏振态。在实际的光纤中， 由于几何尺寸不均匀性和内应力不均匀性，两个相互垂直的偏振模以不同的速度传播，因 而到达光纤另一端的时间也不同，从而引起两个模式之间的相位差，且称该光纤表现出"双 折射"。
[0005] 在实际的光纤生产过程中由于光纤的偏振模式色散（PMD)是受到光纤本身参数 指标以及拉丝设备的状况等因数的影响，同一个拉丝设备拉制同一个预制棒时，光纤的PMD 搓转控制设备很难采用一个相同的工艺参数来达到相同控制水平的光纤偏振模式色散水 平；而且光纤偏振模式色散的测试是一个离线过程，这是一个延迟的过程，这给光纤生产控 制过程带来困难，而且容易由于延迟过程造成光纤指标失控以及报废。
[0006] 另外一方面，由于光纤的PMD搓转控制设备是给光纤两个方向上进行不停的搓动 过程，特别是当这种搓转不对称性过大时，容易造成光纤的离线扭转（twist，即光纤完成拉 丝后，由大桶分盘到小光纤盘后，让其自由垂直状态，来观察光纤旋转的圈数，常用单位为 圈/米）过大，这给光纤后续成缆过程带来困难，特别是在并带缆的生产过程中。
[0007] 如何有效的解决以上两个方面的问题，成为近年来光纤生产领域中面临一个重要 挑战。
[0008] 经过对现有技术的检索发现，美国专利号US 5, 298, 047公开了给予光纤一个具 有非恒定空间频率的交替旋转，从而使光纤具有可变空间旋转周期，从而控制光纤生产中 的双折射现象。该技术虽然解决了生产控制中降低光纤PMD系数的问题，但是实际生产过 程中无法解决由于光纤偏振模式色散的测试是离线过程特点，容易由于延迟过程造成光纤 指标失控以及报废；也无法解决搓转不对称性过大时，容易造成光纤的twist过大，这给光 纤后续成缆过程带来困难问题。
[0009] 中国专利文献号CN 1519212A公开了一种利用个别旋转速率的组合由具有最大 椭圆度约为3%的预制件制造低偏振模式色散（PMD)的光纤的方特定法。在拉制期间的特 定光纤长度之后重复旋转速率的组合，由此有效的减少嵌缆光纤的PMD。但该技术无法解决 由于延迟过程造成光纤指标失控以及报废；也无法解决搓转不对称性过大时，容易造成光 纤的twist过大，这给光纤后续成缆过程带来困难问题。
[0010] 中国专利文献号0附0258400认，公开（公告）日，2012.07.18，公开了一种基于可 编程控制器的拉丝自动收尾控制系统及其控制方法，基于可编程控制器（PLC)与人机界面 的拉丝自动收尾控制系统及其控制方法，是光纤制造过程中自动判断光纤缺陷，并进行自 动收尾控制的系统。包括在线检测光纤缺陷装置、自动切断光纤及接涂料装置、偏振膜色散 扭搓自动弹开装置、可编程控制器和上位机；在线检测光纤缺陷装置包括光纤测量探头和 信号处理器；自动切断光纤及接涂料装置设置有两套，分别为一次自动切断光纤及接涂料 装置和二次自动切断光纤及接涂料装置；偏振膜色散扭搓自动弹开装置安装在二次涂覆固 化炉下部，偏振膜色散扭搓自动弹开装置包括扭搓导轮、扭搓电机、自动弹开气缸和水平云 台。该技术只是提供一个对PMD搓动设备进行保护措施，即当检测光纤缺陷时偏振膜色散 扭搓装置自动弹开，但该技术无法解决由于延迟过程造成光纤指标失控以及报废；也无法 解决搓转不对称性过大时，容易造成光纤的twist过大，这给光纤后续成缆过程带来困难 问题。 【实用新型内容】
[0011] 本实用新型针对现有技术存在的上述不足，提出一种稳定低偏振模色散光纤的制 造设备，由于双折射现象受到多个问题的影响，既有光学方面的，也有机械方面的，并且旋 转反向即旋转方向的变化对于PMD具有有害影响。这是由于在旋转反向区，旋转较低，双折 射模量未被充分平均，旋转方向造成局部PMD的升高，则PMD就越高。因此本实用新型通 过在线工艺反馈信号，消除现有技术的延迟过程所造成的影响，从而降低光纤指标失控以 及报废；本实用新型通过在线扭转（spin，即衡量光纤在拉丝过程中的物理量，由于光纤自 身参数和拉丝塔设备对光纤作用力的对称性差异，造成光纤扭转，常用单位为圈/米）同 twist关系，来降低spin从而减少twist从而减少纤后续成缆过程带来困难，并且利用光纤 一个在线测试指标参数同光纤的PMD搓转控制设备形成一个自动闭环控制来有效的解决 以上两个问题。
[0012]本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0013] 本实用新型涉及一种稳定低偏振模色散光纤的制造设备，包括：设置于拉丝炉下 方的光纤测试设备、PMD搓转控制设备以及分别与光纤测试设备和PMD搓转控制设备相连 的闭环控制模块，其中：闭环控制模块从光纤测试设备获得实测光纤spin值，经分析处理 后输出对应的搓转速度指令至PMD搓转控制设备，实现自动调节搓转。
[0014] 所述的闭环控制模块包括：数据采集单元、反馈计算单元和操作执行单元，其中： 数据采集单元与光纤测试设备相连并将采集到的扭转实时测量数值输出至反馈计算单元， 反馈计算单元与操作执行单元相连并计算优化后的搓动角度和搓动周长，操作执行单元将 反馈计算单元的计算结果转化为控制电平并输出至PMD搓转控制设备中。
[0015] 所述的反馈计算单元将优化后的搓动角度数据以及搓动周长输出至操作执行单 元，通过操作执行单元将搓动角度数据及搓动周长转换为控制电平模拟信号并输出至PMD 搓转控制设备，实现操控。
[0016] 技术效果
[0017] 与现有技术相比，本实用新型可以生产稳定的在线spin值光纤，同时所生产的光 纤也可以很好的满足并带缆的光纤指标。由于并带缆需要的光纤必须具备尽量小的光纤离 线扭转数字（twist)，只有光纤的twist数字小时，才可以减少并带缆成缆过程中的操作困 难。
【附图说明】
[0018] 图1采用普通PMD设备控制方法生产出来的光纤PMD系数分布。
[0019] 图2本实用新