[发明专利]光纤制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤制造方法。

背景技术

对于传输速率为100G比特/秒以上的高速光通信，需要高的光信噪比(OSNR)。越来越需要用作光传输线路的光纤为低损耗、低非线性的光纤。光纤的非线性与n₂/Aeff成比例，其中n₂为光纤的非线性折射率、Aeff为光纤的有效面积。有效面积Aeff越大，越有可能降低光能向芯的集中，并由此降低非线性。符合ITU-T G.652的标准单模光纤在1550nm波长处的有效面积Aeff为约80μm²。然而优选的是，低非线性光纤的有效面积Aeff在100μm²至180μm²的范围内。

较大的有效面积Aeff意味着对微弯的灵敏度更大。当安装光纤并在电缆中使用时，损耗增加。考虑到有效面积Aeff对微弯的影响，取决于光纤的折射率分布和杨式模量及树脂厚度等，有效面积Aeff优选在100μm²至150μm²的范围内。

作为低损耗光纤，已知的是芯由基本不含杂质的纯石英制成的光纤(PSCF)。然而，PSCF通常是昂贵的，因此，需要一种低损耗和低非线性的廉价光纤。就高速光通信而言，据认为芯掺杂有GeO₂的光纤(GCF)劣于PSCF。这是因为由于GeO₂的浓度波动，使得GCF具有比PSCF更高的瑞利散射损耗。

日本未审查专利申请公开No.2006-58494描述了用于降低GCF中的衰减的缓慢冷却技术。在该技术中，在拉制炉的下游设置用于缓慢冷却的加热炉，其中，将光纤母材加热并软化从而拉制成光纤。在该缓慢冷却炉中将光纤缓慢冷却从而降低光纤的假想温度，从而有可能抑制光纤中的瑞利散射，并由此实现低损耗特性。

传统的缓慢冷却技术没有在预定范围内优化光纤的温度历史。因此，这种传统的缓慢冷却技术可能不会充分地降低光纤中的衰减，并有可能使生产性劣化，这是由于用于缓慢冷却的加热炉可能比需要的更长，或者为了确保较长的缓慢冷却时间，拉制速度可能变慢。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种方法，通过该方法，可充分降低假想温度，并且可以高的生产率来制造低损耗光纤。

解决问题的方案

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面的光纤制造方法为这样一种方法，所述方法用于通过拉制光纤母材从而制造光纤，其中，该光纤母材具有由含有GeO₂的石英玻璃制成的芯。所述方法包括：拉制步骤，包括在拉制炉中加热并软化光纤母材的一端从而将该光纤母材拉制成光纤；以及缓慢冷却步骤，包括使在所述拉制步骤中所得的光纤穿过温度低于拉制炉中的加热温度的加热炉。令Tf(n)为在所述拉制步骤或缓慢冷却步骤中位置n处的芯的假想温度、令Tf(n+1)为经过单位时间Δt后位置n+1处的芯的假想温度，并令τ(T(n))为位置n的目标温度T(n)下的芯的材料的结构松弛常数，这样设置加热炉的温度，以使得在自第一位置至第二位置的区域的至少70％中，光纤的实际温度为各位置n的目标温度T(n)的±100℃以内，其中所述第一位置位于光纤的玻璃外径变为小于最终外径的500％处，所述第二位置位于光纤的温度T变为1400℃处，并且所述目标温度T(n)为Tf(n+1)最低的光纤温度，从第一位置n＝0处的光纤的假想温度Tf(0)开始，通过利用下面递推公式进行计算而确定Tf(n+1)，

Tf(n+1)＝T(n)+(Tf(n)-T(n))exp(-Δt/τ(T(n)))。

在根据本发明的光纤制造方法中，在拉制炉中形成后光纤暴露于温度为500℃以下的气体中的位置处，光纤在横截面方向上的平均温度可为1650℃以下。另外，光纤的玻璃外径在长度方向上的变化的3σ可不超过0.2μm。