[发明专利]一种基于套管法的光纤预制棒制造方法

说明书

本发明涉及一种基于套管法的光纤预制棒制造方法，步骤如下：利用VAD工艺制备包括芯层和内包层的光纤芯棒母棒，然后对光纤芯棒母棒进行加热拉伸，使拉伸后光纤芯棒的弓曲度小于1mm/m，再通过OVD工艺制备下陷层，最后将合成芯棒插入石英套管中，组合成光纤预制棒。本发明制备的光纤预制棒的直径可达221mm，单根预制棒拉纤长度可达到2995km，光纤在1310nm波长处的衰减≤0.305dB/km，在1383nm波长处的衰减系数≤0.275dB/km，在1550nm波长处的衰减系数≤0.165dB/km。

技术领域

本发明涉及一种基于套管法的光纤预制棒制造方法，属于光纤预制棒制造领域。

背景技术

目前，生产光纤预制棒的方法主要有以下四种：改进的化学汽相沉积法(MCVD)、微波等离子体化学汽相沉积法(PCVD)、外部气相沉积法(OVD)和轴向气相沉积法(VAD)，但仅通过上述方法制造大外径的光纤预制棒存在以下问题：管内沉积法(MCVD和PCVD)受衬管尺寸的限制，无法直接制造大外径的光纤预制棒，而管外沉积法(VAD和OVD)法直接制造大外径的芯棒，成本较高，无法体现采用套管法制造大尺寸预制棒的优势。

套管法是将芯棒插入石英套管中组成光纤预制棒，它是制造大尺寸光纤预制棒的较好方法，但是采用套管法制备光纤预制棒时要求严格控制芯棒和套管间的间隙，以保证光纤具有好的芯包同心度和光学性能，因此，基于套管法的光纤预制棒要求保证光纤芯棒的弓曲度和直径均匀性，而目前基于套管法制备的光纤预制棒的芯棒弓曲度和直径均匀性难以保证，导致以套管法制备的光纤预制棒的损耗较大。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决基于套管法制备的光纤预制棒的芯棒弓曲度和直径均匀性难以保证的技术问题，提供一种基于套管法的光纤预制棒制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于套管法的光纤预制棒制造方法，步骤如下：

利用VAD工艺制备光纤芯棒母棒，所述光纤芯棒母棒由内到外依次是芯层和内包层；

对光纤芯棒母棒进行加热拉伸，使拉伸后光纤芯棒的弓曲度小于1mm/m；所述拉伸方法为：将光纤芯棒母棒两端分别对接上拉伸引棒和下拉伸引棒，并使光纤芯棒母棒竖直穿过拉伸炉，使上拉伸引棒和下拉伸引棒以相同的转速同步旋转，开启拉伸炉对光纤芯棒母棒从下到上进行加热，并使上拉伸引棒向上移动，上拉伸引棒向上移动速度根据拉伸后芯棒所需要的直径、拉伸炉向上移动的速度以及被拉伸段光纤芯棒母棒的直径在拉伸前提前计算得到；

利用OVD工艺在拉伸后光纤芯棒的外部沉积下陷层疏松体，然后进行烧结处理，得到合成芯棒；

将合成芯棒表面经腐蚀、清洗、干燥后，插入石英套管中，组合成光纤预制棒。

优选地，在光纤芯棒母棒加热拉伸过程中满足V₁＝k×V₂×V₃(D₁²-D₂²)/D₁²，其中，V₁为上拉伸引棒的实时移动速度，V₂为光纤芯棒母棒自转的转速，V₃为预设的拉伸炉向上移动的速度，D₁为被拉伸段光纤芯棒母棒的直径，D₂为拉伸后芯棒所需要的直径，k为0.1-0.15，V₂为6-9mm/min，V₃为30-40mm/min。

优选地，拉伸炉对光纤芯棒母棒加热的温度控制在1800-2300℃，加热时在加热区域充入惰性气体。