制造具有降低的氢敏感度的光纤的方法技术

技术编号:15105674 阅读:61 留言:0更新日期:2017-04-08 16:15
制造光纤的方法包括进行受控冷却,以产生具有低浓度非桥接氧缺陷以及对于氢低敏感度的光纤。该方法可以包括在高于其软化点对光纤预成形件进行加热,从经加热的预成形件拉制光纤,并将光纤通过两个处理阶段。光纤可以在1500-1700℃的温度进入第一处理阶段,可以在1200-1400℃的温度离开第一处理阶段,并且在第一处理阶段中可以经受小于5000℃/s的平均冷却速率。光纤可以在1200-1400℃的温度进入第一处理阶段下游的第二处理阶段,可以在1000-1150℃的温度离开第二处理阶段,并且在第二处理阶段中可以经受5000-12000℃/s的冷却速率。该方法还可包括用液体轴承装置或者空气转向装置对光纤进行方向改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请根据35U.S.C.§119,要求2013年8月8日提交的美国临时申请系列第61/863560号的优先权,本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。
本专利技术属于制造光纤的方法。更具体地,本专利技术涉及提供光纤的加工方法,所述光纤对于氢展现出降低的敏感度。更具体地,本专利技术涉及制造光纤的方法,其采用受控冷却方案使得形成非桥接氧缺陷最小化。专利技术背景在光纤的制造中,将光学预成形件加热至远高于玻璃软化点的温度,然后以大的下拉比例进行拉制,以形成直径为125um的光纤。由于高拉制温度、大下拉比例和快拉制速度,会破坏光纤的玻璃基质中的二氧化硅键合并且会诱发缺陷。部分此类缺陷是如非桥接氧(NBO)缺陷之类的氧化缺陷,其甚至可以在室温下与氢反应形成氢氧根物质。在光纤中形成氢氧根物质是不合乎希望的,因为氢氧根物质在电信窗口的波长处发生吸收,并导致光纤信号在电信窗口中的传输损耗增加。因此,开发用于电信系统中的具有降低的氢敏感性的光纤是至关重要的。
技术实现思路
本专利技术提供了制造光纤的方法。光纤具有低浓度的非桥接氧缺陷以及对于氢的低敏感度。该方法包括受控的冷却方案,其抑制了非桥接氧缺陷的形成或者促进了非桥接氧缺陷的去除。该方法可以包括:以小于5000℃/s的平均冷却速率对光纤进行冷却,其中,该冷却将光纤的平均温度从1500-1700℃的温度范围降低至1200-1400℃的温度范围。该方法可以包括:以大于5000℃/s且小于12000℃/s的平均速率对光纤进行冷却,其中,该冷却将平均光纤温度从1200-1400℃的温度范围降低至1000-1175℃的温度范围。该方法可以包括在高于其软化点对光纤预成形件进行加热,从经加热的预成形件拉制光纤,并将光纤通过两个处理阶段。光纤可以在1500-1700℃的温度进入第一处理阶段,可以在1200-1400℃的温度离开第一处理阶段,并且在第一处理阶段中可以经受小于5000℃/s的平均冷却速率。光纤可以在1200-1400℃的温度进入第一处理阶段下游的第二处理阶段,可以在1000-1150℃的温度离开第二处理阶段,并且在第二处理阶段中可以经受5000-12000℃/s的平均冷却速率。该方法还可包括用液体轴承装置或者空气转向装置对光纤进行方向改变。方向改变可以包括将光纤的方向从基本垂直方向改变为基本水平方向。可以在光纤离开第二处理阶段之后或者在光纤的表面温度冷却至小于1000℃之后,进行方向改变。本专利技术包括:对光纤进行加工的方法,其包括:提供光纤,所述光纤具有平均温度;以及以第一速率对所述光纤进行冷却,所述第一速率大于5000℃/s且小于12000℃/s,所述冷却以所述第一速率将所述光纤的所述平均温度从第一温度降低至第二温度,所述第一温度为1200-1400℃,以及所述第二温度为1000-1175℃。本专利技术包括:在光纤制造过程中对光纤进行冷却的方法,其包括如下步骤:沿着第一路径从经加热的玻璃源拉制光纤,将光纤的方向改变为第二路径,其中,第二路径与第一路径不是共线的,以及以第一速率对所述光纤进行冷却,所述第一速率大于5000℃/s且小于12000℃/s,所述冷却以所述第一速率将所述光纤的所述平均温度从第一温度降低至第二温度,所述第一温度为1200-1400℃,以及所述第二温度为1000-1175℃。本专利技术包括:对光纤进行加工的方法,其包括:提供具有纤芯的光纤,所述光纤的平均温度大于或等于1700℃;以第一冷却速率对所述光纤进行冷却,所述第一平均冷却速率小于5000℃/s,所述冷却以所述第一冷却速率将所述平均光纤温度从第一温度降低至第二温度,所述第一温度为1500-1700℃,以及所述第二温度为1200-1400℃;以及以第二冷却速率对所述光纤进行冷却,所述第二平均冷却速率大于5000℃/s且小于12000℃/s,所述冷却以所述第二冷却速率将所述光纤的所述平均温度从第三温度降低至第四温度,所述第三温度为1200-1400℃,以及所述第四温度为1000-1175℃。本专利技术包括:一种设备,其包括:经加热的玻璃源,所述经加热的玻璃源包括光纤预成形件和拉制炉;光纤,所述光纤是由所述光纤预成形件形成的,所述光纤具有平均温度;第一处理区域,所述第一处理区域位于所述经加热的玻璃源的下游,所述第一处理区域配置成沿着第一路径将所述光纤的平均温度从1500-1700℃的温度范围冷却至1200-1400℃的温度范围,所述第一处理区域内的所述冷却的平均速率小于5000℃/s;以及第二处理区域,所述第二处理区域位于所述第一处理区域的下游;所述第二处理区域配置成沿着第二路径将所述光纤的平均温度从1200-1400℃的温度范围冷却至1000-1175℃的温度范围,所述第二处理区域内的所述冷却的平均速率大于5000℃/s且小于12000℃/s。本专利技术还包括:具有纤芯的光纤,所述纤芯的非桥接氧浓度小于6x1013cm-3。本专利技术包括:对光纤进行加工的方法,其包括:沿着第一路径提供光纤;沿着所述第一路径在第一处理区域内冷却所述光纤,所述光纤以第一平均温度进入所述第一处理区域并且以第二平均温度离开所述第一处理区域,所述第二平均温度为1000-1500℃;沿着所述第一路径在第二处理区域内冷却所述光纤,所述光纤以第三平均温度进入所述第二处理区域并且以第四平均温度离开所述第二处理区域,所述第四平均温度为800-1200℃;以及将所述光纤的方向从所述第一路径改变至第二路径,所述第二路径与所述第一路径不是共线的。本专利技术包括:一种设备,其包括:经加热的玻璃源,所述经加热的玻璃源包括光纤预成形件和拉制炉;光纤,所述光纤是由所述光纤预成形件形成的,所述光纤的平均温度大于1400℃;第一处理区域,所述第一处理区域位于所述经加热的玻璃源的下游,所述第一处理区域配置成沿着第一路径将所述光纤的平均温度冷却至1200-1400℃的温度范围;第二处理区域,所述第二处理区域位于所述第一处理区域的下游,所述第二处理区域配置成沿着所述第一路径将所述光纤的平均温度冷却至1000-1175℃的温度范围;以及改变方向装置,所述改变方向装置位于所述第二处理区域的下游,所述改变方向装置配置成将所述光纤的方向从所述第一路径改变为第二路径,所述第...

【技术保护点】
一种对光纤进行加工的方法,该方法包括:提供光纤,所述光纤的平均温度大于或等于1700℃;以第一冷却速率对所述光纤进行冷却,所述第一冷却速率小于5000℃/s,所述冷却以所述第一冷却速率将所述平均光纤温度从第一温度降低至第二温度,所述第一温度为1500‑1700℃,以及所述第二温度为1200‑1400℃;以及以第二冷却速率对所述光纤进行冷却,所述第二冷却速率大于5000℃/s且小于12000℃/s,所述冷却以所述第二冷却速率将所述光纤的所述平均温度从第三温度降低至第四温度,所述第三温度为1200‑1400℃,以及所述第四温度为1000‑1175℃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.08 US 61/863,5601.一种对光纤进行加工的方法,该方法包括:
提供光纤,所述光纤的平均温度大于或等于1700℃;
以第一冷却速率对所述光纤进行冷却,所述第一冷却速率小于5000℃/s,
所述冷却以所述第一冷却速率将所述平均光纤温度从第一温度降低至第二温
度,所述第一温度为1500-1700℃,以及所述第二温度为1200-1400℃;以及
以第二冷却速率对所述光纤进行冷却,所述第二冷却速率大于5000℃/s且
小于12000℃/s,所述冷却以所述第二冷却速率将所述光纤的所述平均温度从第
三温度降低至第四温度,所述第三温度为1200-1400℃,以及所述第四温度为
1000-1175℃。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一冷却速率为
2000-4000℃/s。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述冷却以所述第一冷却
速率进行至少0.05秒。
4.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述冷却以所述第一冷却
速率进行0.05-0.3秒。
5.如权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,以所述第一冷却速
率进行所述冷却包括使得所述光纤通过经加热的区域,所述经加热的区域的温
度为800-1500℃。
6.如权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述第二冷却速率
大于6000℃/s且小于11000℃/s。
7.如权利要求1-5中任一项所述的方法,其特征在于,所述第二冷却速率
大于5800℃/s。
8.如权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,所述第四温度为
1000-1100℃。
9.如权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,在第一气体环境中,
以所述第一冷却速率进行所述冷却,所述第一气体环境基本由如下气体构成,
在从所述第一温度到所述第二温度的温度范围内,该气体的平均热导率小于空
气的热导率。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,在气体环境中,以所述第二
冷却速率进行所述冷却,所述气体环境基本由如下气体构成,在从所述第三温
度到所述第四温度的温度范围内,...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·A·邓伍迪R·C·穆尔P·坦登
申请(专利权)人:康宁股份有限公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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