超低偏振模色散单模光纤生产方法

摘要

本发明超低偏振模色散单模光纤生产方法涉及的是一种有效降低单模光纤的偏振模色散，使单模光纤适用于高速、大容量、长距离光纤通信系统的一种生产方法。该生产方法包括1)装棒上塔，开始拉丝；2)裸纤冷却；3)光纤涂覆；4)光纤正弦搓动；5)光纤收线、复绕、检测。通过在主牵引和双收线之间引入正弦光纤扭转装置，对光纤进行周期性的正弦扭转，有效的降低光纤偏振模色散PMD值，避免了对拉丝垂直方向上的工艺影响，对光纤拉丝特别是裸光纤的生产起到更加稳定可靠的控制效果，从而更好的改善光纤偏振模色散PMD值。预制棒送给单元的送料速度可根据裸纤直径检测系统反馈的信号及时调整，从而保证裸纤直径的稳定性。

权利要求

1.一种超低偏振模色散单模光纤生产方法，其特征在于：(1)装棒上塔，开始拉丝

将预制棒装在拉丝炉上，设定参数开始拉丝，温度控制在2000℃～2300℃；

拉丝炉部分由石墨加热部件和不锈钢炉体部件组成，石墨件灰分要求≤20ppm；石墨件表面粗糙度RC≤6.3，二次过滤后的惰性保护气体进入拉丝炉，气流流量为10-50L/min，气体按照层流方式运动；

(2)裸纤冷却

从拉丝炉高温区出来裸光纤经过冷却管，通入氦气使之强制冷却，通入的氦气流量为

0.2-12L/min；

(3)光纤涂覆

冷却后的光纤穿过模具、涂杯，进行涂料涂覆，采用模具控制直径与同心度大小，涂覆时裸光纤温度为20℃～100℃；采用紫外光固化系统对涂层进行固化，抽风大小为

0.5-15L/min，同时将紫外光的照射集中在光纤表面；

(4)光纤正弦搓动

在主牵引装置和双收线装置之间引入正弦光纤扭转装置，涂覆后的光纤固化后通过正弦光纤扭转装置进行搓动，设定正弦扭转搓动轮的幅度为10°～80°，正弦扭转搓动轮的频率为0.02-10次/s；

(5)光纤收线、复绕、检测

经过正弦光纤扭转装置后，通过双收线装置，光纤自动进行排线，满盘后进行筛选和性

1/2

能检测，偏振模色散值≤0.2ps/(km) ，即得到该超低偏振模色散PMD单模光纤。

说明书

超低偏振模色散单模光纤生产方法

技术领域

[0001] 本发明超低偏振模色散单模光纤生产方法涉及的是一种有效降低单模光纤的偏振模色散，使单模光纤适用于高速、大容量、长距离光纤通信系统的一种生产方法。

背景技术

[0002] 偏振模色散在光纤中是一直存在的，只是在低速率传输系统中对通信质量不构成影响。但随着光纤通信向高码速率、多信道、长距离和全光网络化方向发展，特别是40Gb/s高速光纤通信系统的应用，原来在数字和模拟光纤通信系统中不太被关注的偏振模色散，已经成为限制高速光纤通信系统传输容量和距离的主要因素。采用普通单模光纤生产方法及其装置生产出的G.652A、G.652B光纤由于其偏振模色散波动性难以控制，且偏振模色散值普遍较大，因此已不能满足目前光通信发展的要求。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对上述不足之处提供一种超低偏振模色散单模光纤生产方法，是一种在线有效降低单模光纤的偏振模色散(Polarization Mode Dispersion，简称PMD)的生产方法，在原有G.652A/B光纤拉丝设备充分利用的前提下，在主牵引装置和双收线装置之间引入正弦光纤扭转装置，从而对光纤产生一个周期性的扭转作用，使光纤芯横截面上受到一个周期性的对称应力，以此来逐渐抵消两个偏振模在光纤中传输时的相对相位时延的工艺方法。

[0004] 一种超低偏振模色散单模光纤生产方法，其特征在于：

[0005] (1)装棒上塔，开始拉丝

[0006] 将预制棒装在拉丝炉上，设定参数开始拉丝，温度控制在2000℃～2300℃；

[0007] 拉丝炉部分由石墨加热部件和不锈钢炉体部件组成，石墨件灰分要求≤20ppm；石墨件表面粗糙度RC≤6.3，二次过滤后的惰性保护气体进入拉丝炉，气流流量为10-50L/min，气体按照层流方式运动；

[0008] (2)裸纤冷却

[0009] 从拉丝炉高温区出来裸光纤经过冷却管，通入氦气使之强制冷却，通入的氦气流量为0.2-12L/min；

[0010] (3)光纤涂覆

[0011] 冷却后的光纤穿过模具、涂杯，进行涂料涂覆，采用模具控制直径与同心度大小，涂覆时裸光纤温度为20℃～100℃；采用紫外光固化系统对涂层进行固化，抽风大小为0.5-15L/min，同时将紫外光的照射集中在光纤表面；

[0012] (4)光纤正弦搓动

[0013] 在主牵引装置和双收线装置之间引入正弦光纤扭转装置，涂覆后的光纤固化后通过正弦光纤扭转装置进行搓动，设定正弦扭转搓动轮的幅度为10°～80°，正弦扭转搓动轮的频率为0.02-10次/s；

[0014] (5)光纤收线、复绕、检测

[0015] 经过正弦光纤扭转装置后，通过双收线装置，光纤自动进行排线，满盘后进行筛选1/2
和性能检测，偏振模色散值≤0.2ps/(km) ，即得到该超低偏振模色散PMD单模光纤。

[0016] 超低偏振模色散单模光纤生产方法是采取以下方案实现的：

[0017] 1、装棒上塔，开始拉丝

[0018] 将预制棒装在拉丝炉上，设定参数开始拉丝，温度控制在2000℃～2300℃。

[0019] 拉丝炉部分作为预制棒熔缩为光纤的场所，由石墨加热部件和不锈钢炉体部件组成。其中对石墨件的挥发物数量以及表面粗糙度都进行了严格的规定：石墨件灰分要求≤20ppm；石墨件表面粗糙度RC≤6.3。并且对进到拉丝炉前的惰性保护气体进行了二次过滤，保证了气体的洁净度。同时对拉丝炉中的气流进行了流量控制10-50L/min，并使气体严格的按照层流方式运动，以使石墨件产生的颗粒在气流的吹扫下，以不与熔融玻璃和光纤相接触的轨迹被带出炉外或者附着在拉丝炉下部的内壁；同时避免气流直接吹到玻璃的熔融区及光纤形成区，极大的提高了裸纤的稳定性和均匀性，为后续工序控制减小偏振模色散PMD值起到良好的基础保证。

[0020] 2、裸纤冷却

[0021] 对从拉丝炉高温区出来裸光纤经冷却管通入氦气强制冷却。将氦气流量控制在0.2-12L/min来优化光纤冷却的气流方式，使残余在光纤中的应力降低，减少了由于残余应力而对光纤产生的光弹效应，对光纤的光学参数产生积极影响并进一步改善偏振模色散PMD值的稳定性。

[0022] 3、光纤涂覆

[0023] 将冷却后的光纤穿过模具、涂杯，进行涂料涂覆，利用模具控制直径与同心度大小，同时根据不同涂料的性质，优化涂覆温度，涂覆时(裸光纤温度在20℃～100℃)，改善涂层的均匀性和涂层与裸光纤之间的结合性能；利用紫外光固化系统对涂层进行固化：调整抽风大小(0.5-15L/min)，同时将紫外光的照射集中在光纤表面，保证光纤涂层在各个方向固化性能的均匀性和固化度的适当性。这些改进改善了涂层与裸光纤的结合能力，减少了涂层中的残留应力对裸光纤的影响，减小了由于涂层应力的局部不均匀引起的微弯效应，从而保证了光纤偏振模色散PMD的可控性。

[0024] 4、光纤正弦搓动

[0025] 涂覆后的光纤固化后通过正弦光纤扭转装置进行搓动，该装置由正弦扭转搓动轮、支架和相关电气控制部分组成，其位置在主牵引装置和双收线装置之间，通过设定搓动轮的幅度和频率，搓动轮的幅度为10°～80°，搓动轮的频率为0.02-10次/s，随拉丝速度而异，对光纤产生一个周期性的扭转作用，使光纤芯横截面上受到一个周期性的对称应力，以此来逐渐抵消两个偏振模在光纤中传输时的相对相位时延，从而极大程度的降低光纤偏振模色散PMD值并使其控制在一个较为稳定的状态。

[0026] 5、光纤收线、复绕、检测

[0027] 经过搓动装置后，通过双收线装置，光纤自动进行排线，满盘后进行筛选，性能检1/2
测。偏振模色散值≤0.2ps/(km) ，即得到该超低偏振模色散PMD单模光纤。

[0028] 该发明超低偏振模色散单模光纤生产方法通过在主牵引和双收线之间引入正弦光纤扭转装置，对光纤进行周期性的正弦扭转，有效的降低光纤偏振模色散PMD值，并且由于其装置位于收线部分和牵引部分之间，和一般的置于主牵引之上的工艺相比，避免了对拉丝垂直方向上的工艺影响，对光纤拉丝特别是裸光纤的生产起到更加稳定可靠的控制效果，从而更好的改善光纤偏振模色散PMD值。预制棒送给单元的送料速度可根据裸纤直径检测系统反馈的信号及时调整，从而保证裸纤直径的稳定性。这对于光纤偏振模色散PMD正弦扭转装置起到良好的辅助作用。

附图说明

[0029] 以下将结合附图对本发明作进一步说明。

[0030] 图1是本发明的正弦光纤扭转装置示意图。

具体实施方式

[0031] 参照附图1，超低偏振模色散单模光纤生产方法：

[0032] (1)装棒上塔，开始拉丝

[0033] 将预制棒装在拉丝炉上，设定参数开始拉丝，温度控制在2000℃～2300℃。

[0034] 拉丝炉部分作为预制棒熔缩为光纤的场所，由石墨加热部件和不锈钢炉体部件组成。其中对石墨件的挥发物数量以及表面粗糙度都进行了严格的规定：石墨件灰分要求≤20ppm；石墨件表面粗糙度RC≤6.3。并且对进到拉丝炉前的惰性保护气体进行了二次过滤，保证了气体的洁净度。同时对拉丝炉中的气流进行了流量控制10-50L/min，并使气体严格的按照层流方式运动，以使石墨件产生的颗粒在气流的吹扫下，以不与熔融玻璃和光纤相接触的轨迹被带出炉外或者附着在拉丝炉下部的内壁；同时避免气流直接吹到玻璃的熔融区及光纤形成区，极大的提高了裸纤的稳定性和均匀性，为后续工序控制减小偏振模色散PMD值起到良好的基础保证。

[0035] (2)裸纤冷却

[0036] 对从拉丝炉高温区出来裸光纤经冷却管通入氦气强制冷却。将氦气流量控制在0.2-12L/min来优化光纤冷却的气流方式，使残余在光纤中的应力降低，减少了由于残余应力而对光纤产生的光弹效应，对光纤的光学参数产生积极影响并进一步改善偏振模色散PMD值的稳定性。

[0037] (3)光纤涂覆

[0038] 将冷却后的光纤穿过模具、涂杯，进行涂料涂覆，利用模具控制直径与同心度大小，同时根据不同涂料的性质，优化涂覆温度，涂覆时(裸光纤温度在20℃～100℃)，改善涂层的均匀性和涂层与裸光纤之间的结合性能；利用紫外光固化系统对涂层进行固化：调整抽风大小(0.5-15L/min)，同时将紫外光的照射集中在光纤表面，保证光纤涂层在各个方向固化性能的均匀性和固化度的适当性。这些改进改善了涂层与裸光纤的结合能力，减少了涂层中的残留应力对裸光纤的影响，减小了由于涂层应力的局部不均匀引起的微弯效应，从而保证了光纤偏振模色散PMD的可控性。

[0039] (4)光纤正弦搓动

[0040] 涂覆后的光纤2固化后通过正弦光纤扭转装置进行搓动，该装置由正弦扭转搓动轮5、支架3和相关电气控制部分4组成，其位置在主牵引装置1和双收线装置6之间，通过设定正弦扭转搓动轮5的幅度和频率，正弦扭转搓动轮5的幅度为10°～80°，正弦扭转搓动轮5的频率为0.02-10次/s，随拉丝速度而异，对光纤2产生一个周期性的扭转作用，使光纤芯横截面上受到一个周期性的对称应力，以此来逐渐抵消两个偏振模在光纤中传输时的相对相位时延，从而极大程度的降低光纤偏振模色散PMD值并使其控制在一个较为稳定的状态。

[0041] (5)光纤收线、复绕、检测

[0042] 经过搓动装置后，通过双收线装置，光纤自动进行排线，满盘后进行筛选，性能检1/2
测。偏振模色散值≤0.2ps/(km) ，即得到该超低偏振模色散PMD单模光纤。