[发明专利]基于异形套管完美结合的大尺寸多芯光纤预制棒制备方法

说明书

本发明提供的是一种基于异形套管完美结合的大尺寸多芯光纤预制棒制备方法，其特征在于：该多芯少模光纤预制棒采用了制备芯棒后精密抛磨，并通过与间隙互补的精密石英构件的组合，无空气间隙的嵌入一个内壁异形石英套管中，从而形成一个大尺寸组合型光纤预制棒。本发明还涉及一种用于制备异形石英套管的加工装置。本发明可用于制备多芯少模光纤预制棒，通过异形套管与芯棒的高精度匹配，提高多芯光纤的制备精度以及光纤的一致性。

技术领域

本发明涉及的是一种基于异形套管完美结合的大尺寸多芯光纤预制棒制备方法，属于光纤制备技术领域。针对于本发明所提及的大尺寸，是专门指直径达到或超过150mm、长度超过1500mm的光纤预制棒而言的。

背景技术

互联网+、大数据、云计算和5G的快速发展，使用户对信息和数据传输的容量与速度要求越来越高，波分复用、正交频分复用和偏振复用等复用技术，使得单芯单模光纤的传输容量已经接近香农传输极限100Tbit/s。如何扩容是通信传输函待解决的问题，为此研究人员提出采用空分复用的方式可以解决未来的技术难题。空分复用有两种方式，一是模式复用，即采用少模光纤。二是空间上的多芯复用，即单根光纤中具有多个单模芯子的光纤，实现多路复用的新传输技术。因此，采用多芯光纤，可实现高集成度、大容量信息的空分复用传输，是解决高速网络通讯的理想方式。而制造多芯光纤的关键技术在于多芯光纤预制棒的制备，按照多芯光纤的制备方式，主要可以分为三种：1，堆栈法、2，插孔法、3，烧结法。

专利US2014216109A提出过一种用于多芯光纤预制棒的制备方法，该方法利用多根不同直径的圆形构件与芯棒进行排列，放入到包层管中，不同直径的圆形构件可以确定芯棒的位置，从而实现不同多芯光纤预制棒的组装。

专利JPS59217632A提出了利用更细小的石英棒填充空隙的方法制作多芯光纤预制棒，该方法先将多个芯棒按照需求进行排布，放入到石英管中，由于芯棒是圆形的，在石英管中仍然存在许多空隙，为了填补空隙，该方法用直径150μm- 300μm的石英毛细棒填充芯棒外的空隙，制作成多芯光纤预制棒。

专利CN108508528A提出过一种用于多芯光纤预制棒的制备方法，该方法利用公知的钻孔方法，将圆柱形石英玻璃加工成多孔石英包层管，将石英玻璃制成的芯棒插入到多孔的石英包层管中，形成多芯光纤预制棒。

专利JPH095542A提出的多芯光纤预制棒制备方法，是采用截面为正多边形的芯棒进行排布，之后放入到石英管中，并在芯棒与石英管之间的空隙中加入 125μm-300μm的石英粉末，从而形成多芯光纤的预制棒。

专利JPS5782805A提出了一种多芯光纤预制棒的制备方法，该方法采用在一定空间内排布多根芯棒，之后将二氧化硅细粉喷涂在芯棒外侧，同时对其进行加热，二氧化硅粉末固结成为包层部分，从而形成了多芯光纤预制棒。

虽然上述的方法都能实现多芯光纤预制棒的制备，但是都存在着一些不足，表1给出了上述多芯光纤预制棒的加工方法及各自的不足。例如堆栈法是用圆形芯棒进行排列组成预制棒，而圆形之间不能充分接触，会在多芯光纤拉制中产生气泡，虽然有专利提出用细小的石英粉末填充空隙，但是在石英粉末固结时会进行长时间加热，一是会有加热不均匀的问题，二是长时间的加热会造成芯棒中材料的热扩散，使拉制出的光纤矢量不均匀。对于钻孔法来说，由于石英玻璃非常坚硬，用钻孔的方法不能实现长尺寸的加工，因此所加工的预制棒的长度会受到限制。

表1：多芯光纤预制棒不同的加工方法及其不足

本发明提出了一种基于异形套管完美结合的大尺寸多芯光纤预制棒制备方法，通过对芯棒以及石英预制件的精密研磨以及精密堆栈，以及异形石英套管的加工，可以有效减少多芯光纤预制棒中的空隙，并能够实现大尺寸多芯光纤预制棒的制备，为长距离多芯光纤的制备奠定了基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于异形套管完美结合的大尺寸多芯光纤预制棒制备方法。