ПРЕФОРМА ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОДНОМОДОВОГО ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОДНОМОДОВОГО ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА Российский патент 2020 года по МПК C03B37/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к технической области преформ оптического волокна, в частности к преформе оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна, и к способу изготовления одномодового оптического волокна.

Предпосылки создания изобретения

Изготовление оптического волокна делится на два этапа: изготовление преформы оптического волокна и вытяжка преформы оптического волокна для формования оптического волокна. В настоящее время общепринятые способы изготовления преформы оптического волокна включают в себя PCVD (плазмоактивируемое химическое парофазное осаждение), MCVD (модифицированное химическое парофазное осаждение), VAD (осевое парофазное осаждение), OVD (внешнее химическое парофазное осаждение) и другие технологические способы. Обычно согласно этим способам сначала изготавливают стержень из оптического волокна; затем изготавливают оболочку оптического волокна; стержень сердцевины и оболочка объединяются для формования преформы оптического волокна, которую можно вытянуть для формования окончательно необходимого оптического волокна; затем заготовку оптического волокна помещают на башню вытяжки для вытяжки в оптические волокна. Эти способы стали обычной практикой для производства оптических волокон.

Чтобы справиться с растущей конкуренцией на рынке оптических волокон, повышение эффективности производства оптических волокон стало предметом исследований и разработок в области производства оптических волокон. Срочно необходимо техническое решение для поддержания хороших характеристик оптических волокон и упрощения процесса производства оптических волокон с целью повышения эффективности производства оптических волокон.

Сущность изобретения

С учетом недостатков предшествующего уровня техники, настоящее изобретение направлено на создание преформы оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна и способа изготовления одномодового оптического волокна, которые могут не только поддерживать хорошие характеристики оптического волокна, но и также упростить процесс производства оптического волокна для повышения эффективности производства оптического волокна.

Для реализации вышеуказанной цели, настоящее изобретение использует следующее техническое решение: преформа оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна включает в себя стержень сердцевины, тонкую кварцевую втулку, охватывающую стержень сердцевины, и изолирующую кварцевую трубку, образующую втулку между стержнем сердцевины и кварцевой тонкой втулкой; зазор между изолирующей кварцевой трубкой и тонкой кварцевой втулкой образует заполняемое кварцевым порошком пространство.

На основе вышеупомянутого технического решения, преформа оптического волокна дополнительно включает в себя хвостовую трубку; хвостовая трубка включает в себя хвостовой стержень, малую хвостовую трубку, охватывающую хвостовой стержня, большую хвостовую трубку, охватывающую малую хвостовую трубку, и уплотнительную заглушку, расположенную на конце хвостового стержня, малой хвостовой трубки и большой хвостовой трубки; один конец хвостового стержня соединен со стержнем сердцевины, а другой конец хвостового стержня соединен с уплотнительной заглушкой; отверстие на одном конце малой хвостовой трубки герметично соединено с изолирующей кварцевой трубкой, а отверстие на другом конце малой хвостовой трубки герметично соединено с уплотнительной заглушкой; отверстие на одном конце большой хвостовой трубки герметично соединено с тонкой кварцевой втулкой, а отверстие на другом конце большой хвостовой трубки герметично соединено с уплотнительной заглушкой.

Зазор между большой хвостовой трубкой, малой хвостовой трубкой и уплотнительной заглушкой сообщается с заполняемым кварцевым порошком пространством, образуя вторую секцию.

Уплотнительная заглушка снабжена внешним выпускным отверстием; внешнее выпускное отверстие сообщается со второй секцией.

На основе вышеупомянутого технического решения, зазор между изолирующей кварцевой трубкой и стержнем сердцевины образует зазор стержня сердцевины; зазор между малой хвостовой трубкой, хвостовым стержнем и уплотнительной заглушкой сообщается с зазором стержня сердцевины, образуя первую секцию; заглушка снабжена внутренним выпускным отверстием; внутреннее выпускное отверстие сообщается с первой секцией.

На основе вышеупомянутого технического решения, преформа оптического волокна дополнительно включает в себя уплотнительную вращающуюся крышку и загружающую кварцевый порошок трубку; уплотнительная вращающаяся крышка охватывает большую хвостовую трубку и выполнена с возможностью вращения вокруг большой хвостовой трубки; уплотнительная вращающаяся крышка и хвостовая трубка соединены герметично с возможностью вращения; уплотнительная вращающаяся крышка снабжена выходным отверстием для прохождения загружающей кварцевый порошок трубки через нее; наружная стенка загружающей кварцевый порошок трубки находится в герметичном контакте с выходным отверстием; большая хвостовая трубка снабжена круглым отверстием для прохождения загружающей кварцевый порошок трубки через нее; один конец загружающей кварцевый порошок трубки выходит на уплотнительную вращающуюся крышку, а другой конец загружающей кварцевый порошок трубки последовательно проходит через выходное отверстие и круглое отверстие, и выходит в заполняемое кварцевым порошком пространство.

На основе вышеуказанного технического решения, преформа оптического волокна включает в себя две загружающие кварцевый порошок трубки; две загружающие кварцевый порошок трубки расположены симметрично на уплотнительной вращающейся крышке.

На основе вышеупомянутого технического решения, тонкая кварцевая втулка и изолирующая кварцевая трубка изготовлены из высокочистого диоксида кремния.

Настоящее изобретение дополнительно раскрывает способ изготовления одномодового оптического волокна с использованием преформы оптического волокна, в котором преформа оптического волокна закреплена на башне вытяжки, и когда заполняемое кварцевым порошком пространство заполняется кварцевым порошком, выполняется вытяжка оптического волокна.

На основе вышеупомянутого технического решения, преформа оптического волокна дополнительно включает в себя хвостовую трубку; хвостовая трубка включает в себя хвостовой стержень, малую хвостовую трубку, охватывающую хвостовой стержень, большую хвостовую трубку, охватывающую малую хвостовую трубку, и уплотнительную заглушку, расположенную на конце хвостового стержня, малой хвостовой трубки и большой хвостовой трубки; один конец хвостового стержня соединен со стержнем сердцевины, а другой конец хвостового стержня соединен с уплотнительной заглушкой; отверстие на одном конце малой хвостовой трубки герметично соединено с изолирующей кварцевой трубкой, а отверстие на другом конце малой хвостовой трубки герметично соединено с уплотнительной заглушкой; отверстие на одном конце большой хвостовой трубки герметично соединено с тонкой кварцевой втулкой, а отверстие на другом конце большой хвостовой трубки герметично соединено с уплотнительной заглушкой.

Зазор между большой хвостовой трубкой, малой хвостовой трубкой и уплотнительной заглушкой сообщается с заполняемым кварцевым порошком пространством, образуя вторую секцию.

Уплотнительная заглушка снабжена внешним выпускным отверстием; внешнее выпускное отверстие сообщается со второй секцией.

Преформа оптического волокна закреплена на башне вытяжки; когда заполняемое кварцевым порошком пространство заполняется кварцевым порошком, внешнее выпускное отверстие отводит воздух наружу, так что давление воздуха во второй секции достигает значения давления воздуха, заданного пользователем, и одновременно выполняется вытяжка оптического волокна.

На основе вышеупомянутого технического решения, зазор между изолирующей кварцевой трубкой и стержнем сердцевины образует зазор стержня сердцевины; зазор между малой хвостовой трубкой, хвостовым стержнем и уплотнительной заглушкой сообщается с зазором стержня сердцевины, образуя первую секцию; уплотнительная заглушка снабжена внутренним выпускным отверстием; внутреннее выпускное отверстие сообщается с первой секцией.

Преформа оптического волокна закреплена на башне вытяжки; когда заполняемое кварцевым порошком пространство заполняется кварцевым порошком, внешнее выпускное отверстие и внутреннее выпускное отверстие отводят воздух наружу, так что давление воздуха во второй секции и первой секции соответственно достигает значения давления воздуха, заданного пользователем, и одновременно выполняется вытяжка оптического волокна.

На основе вышеупомянутого технического решения, преформа оптического волокна дополнительно включает в себя уплотнительную вращающуюся крышку и загружающую кварцевый порошок трубку, расположенную на уплотнительной вращающейся крышке; уплотнительная вращающаяся крышка охватывает большую хвостовую трубку и выполнена с возможностью вращения вокруг большой хвостовой трубки; уплотнительная вращающаяся крышка и хвостовая трубка соединены герметично с возможностью вращения; уплотнительная вращающаяся крышка снабжена выходным отверстием для прохождения загружающей кварцевый порошок трубки; наружная стенка загружающей кварцевый порошок трубки находится в герметичном контакте с выходным отверстием; большая хвостовая трубка снабжена круглым отверстием для прохождения загружающей кварцевый порошок трубки; один конец загружающей кварцевый порошок трубки выходит на уплотнительную вращающуюся крышку, а другой конец загружающей кварцевый порошок трубки последовательно проходит через выходное отверстие и круглое отверстие и выходит в заполняемое кварцевым порошком пространство; загружающая кварцевый порошок трубка заполняет кварцевым порошком заполняемое кварцевым порошком пространство.

По сравнению с предшествующим уровнем техники, настоящее изобретение имеет следующие преимущества:

(1) в настоящем изобретении сочетание стержень сердцевины и тонкой кварцевой втулки размещают непосредственно на башне для вытяжки; во время процесса вытяжки, когда оптическое волокно образуется с помощью вытяжки, между стержнем сердцевины и тонкой кварцевой втулкой засыпают кварцевый порошок для формования оболочки оптического волокна, что исключает процесс изготовления оболочки из процесса изготовления преформы оптического волокна и повышает эффективность производства оптического волокна; при этом, изолирующая кварцевая трубка выполнена между стержнем сердцевины и кварцевым порошком, что эффективно предотвращает воздействие кварцевого порошка на стержень сердцевины после плавления в оболочке, и не влияет на показатели производительности оптического волокна, такие как затухание в оптическом волокне;

(2) в настоящем изобретении, на конце преформы оптического волокна расположена хвостовая трубка комбинированного типа; зазор между большой хвостовой трубкой, малой хвостовой трубкой и уплотнительной заглушкой сообщается с заполняемым кварцевым порошком пространством, образуя первую секцию; воздух из первой секции отводится для контроля давления воздуха, так что кварцевый порошок и тонкая кварцевая трубка хорошо расплавляются в твердой фазе при высокой температуре, образуя оболочку; и

(3) в настоящем изобретении, во время процесса изготовления преформы оптического волокна вследствие ограничения текущего процесса, между изолирующей кварцевой трубкой и стержнем сердцевины неизбежно образуется зазор; зазор стержня сердцевины составляет от 0,5 до 1,5 мм; чтобы добиться хорошего плавления твердой фазы между изолирующей кварцевой трубкой и стержнем сердцевины во время вытяжки оптического волокна, когда воздух первой секции отводят для регулирования давления воздуха, воздух второй секции, который образуется посредством сообщения зазора между малой хвостовой трубкой, хвостовым стержнем и уплотнительной заглушкой с зазором стержень сердцевины, также отводят для контроля низкого давления, так что изолирующая кварцевая трубка и стержень сердцевины хорошо расплавляются в твердой фазе при высокой температуре, образуя оболочку.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана структурная схема преформы оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

на которой: 1- стержень сердцевины; 2- тонкая кварцевая втулка; 3- изолирующая кварцевая трубка; 4- заполняемое кварцевым порошковом пространство; 5- зазор стержня сердцевины; 6- хвостовая трубка; 61- хвостовой стержень; 62- малая хвостовая трубка; 63- большая хвостовая трубка; 64- уплотнительная заглушка; 65- внутреннее выпускное отверстие; 66- внешнее выпускное отверстие; 67- круглое отверстие; 7- первая секция; 8- вторая секция; 9- уплотнительная вращающаяся крышка; 91- выходное отверстие; и 10- загружающая кварцевый порошок трубка

Подробное описание вариантов осуществления

Настоящее изобретение дополнительно подробно описано ниже со ссылкой на чертеж и варианты осуществления.

Как показано на фиг. 1, вариант осуществления настоящего изобретения обеспечивает создание преформы оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна. преформа оптического волокна включает в себя стержень сердцевины 1, тонкую кварцевую втулку 2, охватывающую стержень сердцевины 1, и изолирующую кварцевую трубку 3, образующую втулку между стержнем сердцевины 1 и тонкой кварцевой втулкой 2; тонкая кварцевая втулка 2 и изолирующая кварцевая трубка 3 выполнены из высокочистого диоксида кремния; зазор между изолирующей кварцевой трубкой 3 и тонкой кварцевой втулкой 2 образует заполняемое кварцевым порошком пространство 4.

В варианте осуществления настоящего изобретения, сочетание стержень сердцевины 1 и тонкой кварцевой втулки 2 размещают непосредственно на башне вытяжки; во время процесса вытяжки, когда оптическое волокно образуется путем вытяжки, между стержнем сердцевины 1 и тонкой кварцевой втулкой 2 засыпают кварцевый порошок для формования оболочки оптического волокна, что исключает процесс изготовления оболочки из процесса изготовления преформы оптического волокна и повышает эффективность производства оптического волокна; при этом, изолирующая кварцевая трубка выполнена между стержнем сердцевины 1 и кварцевым порошком, что эффективно предотвращает воздействие кварцевого порошка на стержень сердцевины 1 после плавления в оболочке, и не влияет на показатели производительности оптического волокна, такие как как затухание в оптическом волокне.

Преформа оптического волокна дополнительно включает в себя хвостовую трубку 6; хвостовая трубка 6 включает в себя хвостовой стержень 61, малую хвостовую трубку 62, охватывающую хвостовой стержень 61, большую хвостовую трубку 63, охватывающую малую хвостовую трубку 62, и уплотнительную заглушку 64, расположенную на конце хвостового стержня 61, малой хвостовой трубки 62 и большой хвостовой трубки 63; один конец хвостового стержня 61 соединен со стержнем сердцевины 1, а другой конец хвостового стержня 61 соединен с уплотнительной заглушкой 64; отверстие на одном конце малой хвостовой трубки 62 герметично соединено с изолирующей кварцевой трубкой 3, а отверстие на другом конце малой хвостовой трубки 62 герметично соединено с уплотнительной заглушкой 64; отверстие на одном конце большой хвостовой трубки 63 герметично соединено с тонкой кварцевой втулкой 2, а отверстие на другом конце большой хвостовой трубки 63 герметично соединено с уплотнительной заглушкой 64; зазор между большой хвостовой трубкой 63, малой хвостовой трубкой 62 и уплотнительной заглушкой 64 сообщается с заполняемым кварцевым порошком пространством 4, образуя вторую секцию 8; уплотнительная заглушка 64 снабжена внешним выпускным отверстием 66; внешнее выпускное отверстие 66 сообщается со второй секцией 8.

Зазор между изолирующей кварцевой трубкой 3 и стержнем сердцевины 1 образует зазор 5 стержня сердцевины; зазор 5 стержня сердцевины составляет от 0,5 до 1,5 мм; зазор между малой хвостовой трубкой 62, хвостовым стержнем 61 и уплотнительной заглушкой 64 сообщается с зазором 5 стержня сердцевины, образуя первую секцию 7; уплотнительная заглушка 64 снабжена внутренним выпускным отверстием 65; внутреннее выпускное отверстие 65 сообщается с первой секцией 7.

Преформа оптического волокна дополнительно включает в себя уплотнительную вращающуюся крышку 9 и загружающую кварцевый порошок трубку 10, расположенную на уплотнительной вращающейся крышке 9; уплотнительная вращающаяся крышка 9 охватывает большую хвостовую трубку 63 и выполнена с возможностью вращения вокруг большой хвостовой трубки 63; уплотнительная вращающаяся крышка 9 и хвостовая трубка 6 соединены герметично с возможностью вращения; уплотнительная вращающаяся крышка 9 снабжена выходным отверстием 91, через которое проходит загружающая кварцевый порошок трубка 10; наружная стенка загружающей кварцевый порошок трубки 10 находится в герметичном контакте с выходным отверстием 91; большая хвостовая трубка 63 снабжена круглым отверстием 67, через которое проходит загружающая кварцевый порошок трубка 10; один конец загружающей кварцевый порошок трубки 10 выходит на уплотнительную вращающуюся крышку 9, а другой конец загружающей кварцевый порошок трубки 10 последовательно проходит через выходное отверстие 91 и круглое отверстие 67 и выходит в заполняемое кварцевым порошком пространство 4. Преформа оптического волокна включает в себя две загружающие кварцевый порошок трубки 10; две загружающие кварцевый порошок трубки 10 расположены симметрично на уплотнительной вращающейся крышке 9, так что две загружающие кварцевый порошок трубки 10 вращаются по кругу вокруг стержень сердцевины 1, чтобы равномерно заполнить кварцевым порошком заполняемое кварцевым порошком пространство 4.

В варианте осуществления настоящего изобретения, на конце преформы оптического волокна расположена хвостовая трубка 6 комбинированного типа; зазор между малой хвостовой трубкой 62, хвостовым стержнем 61 и уплотнительной заглушкой 64 сообщается с зазором 5 стержня сердцевины, образуя первую секцию 7; зазор между большой хвостовой трубкой 63, малой хвостовой трубкой 62 и уплотнительной заглушкой 64 сообщается с заполняемым кварцевым порошком пространством 4, образуя вторую секцию 8; воздух из первой секции 7 и второй секции 8 отводится для регулирования давления воздуха, чтобы обеспечить хорошее плавление твердой фазы между изолирующей кварцевой трубкой 3 и стержнем сердцевины 1, между изолирующей кварцевой трубкой 3 и кварцевым порошком и между кварцевым порошком и тонкой кварцевой втулкой 2 при высокой температуре. Значение давления воздуха второй секции 8, заданное пользователем, составляет 20-500 Па; значение давления воздуха в первой секции 7, заданное пользователем, составляет 100-1000 Па.

В варианте осуществления настоящего изобретения, процесс изготовления стержня сердцевины 1 из преформы оптического волокна может быть PCVD, MCVD, OVD и VAD и т.д.; стержень сердцевины 1 делится на две части: сердцевинную зону и первую оболочку; составляющий материал сердцевинной зоны представляет собой смесь диоксида кремния и диоксида германия; первая оболочка выполнена из диоксида кремния; изолирующая кварцевая трубка 3 представляет собой вторую оболочку, которая выполнена из диоксида кремния, чтобы изолировать влияние плавящегося кварцевого порошка на сердцевинную зону и первую оболочку; кварцевый порошок и тонкая кварцевая втулка 2 составляют третью оболочку.

В варианте осуществления настоящего изобретения, одномодовое оптическое волокно с низкими потерями, изготовленное с использованием преформы оптического волокна, имеет диаметр оболочки 80 мкм или 125 мкм. На периферию одномодового оптического волокна может быть нанесен материал покрытия диаметром 200 мкм или 245 мкм.

При использовании преформы оптического волокна, в варианте осуществления настоящего изобретения для изготовления одномодового оптического волокна с низкими потерями можно поточно вытягивать одномодовую преформу оптического волокна диаметром более 300 мм, скорость вытяжки может достигать 3300 м. /мин, и оптическое волокно может иметь отличные характеристики затухания, при этом минимальное затухание составляет 0,180 дБ/км при 1550 нм.

Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно обеспечивает способ изготовления одномодового оптического волокна с использованием преформы оптического волокна: преформу оптического волокна закрепляют на башне вытяжки, и когда заполняемое кварцевым порошком пространство 4 заполняется кварцевым порошком, одновременно выполняется вытяжка оптического волокна.

В варианте осуществления настоящего изобретения сочетание стержень сердцевины 1 и тонкой кварцевой втулки 2 непосредственно размещают на башне вытяжки; во время процесса вытяжки, когда оптическое волокно образуется посредством вытяжки, кварцевый порошок заполняют между стержнем сердцевины 1 и тонкой кварцевой втулкой 2 для формования оболочки оптического волокна, что исключает процесс изготовления оболочки из процесса изготовления оптического волокна преформы оптического волокна и повышает эффективность производства оптического волокна; между тем, изолирующая кварцевая трубка выполнена между стержнем сердцевины 1 и кварцевым порошком, что эффективно предотвращает воздействие кварцевого порошка на стержень сердцевины 1 после плавления в оболочке и не влияет на показатели производительности оптического волокна, такие как затухание в оптическом волокне.

Преформа оптического волокна дополнительно включает в себя хвостовую трубку 6; хвостовая трубка 6 включает в себя хвостовой стержень 61, малую хвостовую трубку 62, охватывающую хвостового стержня 61, большую хвостовую трубку 63, охватывающую малую хвостовую трубку 62, и уплотнительную заглушку 64, расположенную на конце хвостового стержня 61, малой хвостовой трубки 62 и большой хвостовой трубки 63; один конец хвостового стержня 61 соединен со стержнем сердцевины 1, а другой конец хвостового стержня 61 соединен с уплотнительной заглушкой 64; отверстие на одном конце малой хвостовой трубки 62 герметично соединено с изолирующей кварцевой трубкой 3, а отверстие на другом конце малой хвостовой трубки 62 герметично соединено с уплотнительной заглушкой 64; отверстие на одном конце большой хвостовой трубки 63 герметично соединено с тонкой кварцевой втулкой 2, а отверстие на другом конце большой хвостовой трубки 63 герметично соединено с уплотнительной заглушкой 64.

Зазор между большой хвостовой трубкой 63, малой хвостовой трубкой 62 и уплотнительной заглушкой 64 сообщается с заполняемым кварцевым порошком пространством 4, образуя вторую секцию 8.

Уплотнительная заглушка 64 снабжена внешним выпускным отверстием 66; внешнее выпускное отверстие 66 сообщается со второй секцией 8.

Преформа оптического волокна закреплена на башне вытяжки; когда заполняемое кварцевым порошком пространство 4 заполняется кварцевым порошком, внешнее выпускное отверстие 66 отводит воздух наружу, так что давление воздуха во второй секции 8 достигает значения давления воздуха, заданного пользователем, и одновременно выполняется вытяжка оптического волокна.

Зазор между изолирующей кварцевой трубкой 3 и стержнем сердцевины 1 образует зазор 5 стержня сердцевины; зазор 5 стержня сердцевины составляет от 0,5 до 1,5 мм; зазор между малой хвостовой трубкой 62, хвостовым стержнем 61 и уплотнительной заглушкой 64 сообщается с зазором 5 стержня сердцевины, образуя первую секцию 7; уплотнительная заглушка 64 снабжена внутренним выпускным отверстием 65; внутреннее выпускное отверстие 65 сообщается с первой секцией 7.

Преформа оптического волокна закреплена на башне вытяжки; когда заполняемое кварцевым порошком пространство 4 заполняется кварцевым порошком, внешнее выпускное отверстие 66 и внутреннее выпускное отверстие 65 отводят воздух наружу, так что давление воздуха во второй секции 8 и первой секции 7 соответственно достигает значения давления воздуха, заданного пользователем, и одновременно выполняется вытяжка оптического волокна. Значение давления воздуха второй секции 8, заданное пользователем, составляет 20-500 Па; значение давления воздуха первой секции 7, заданное пользователем, составляет 100-1000 Па.

Преформа оптического волокна дополнительно включает в себя уплотнительную вращающуюся крышку 9 и загружающую кварцевый порошок трубку 10, расположенную на уплотнительной вращающейся крышке 9; уплотнительная вращающаяся крышка 9, охватывает большую хвостовую трубку 63 и вращается вокруг большой хвостовой трубки 63; уплотнительная вращающаяся крышка 9 и хвостовая трубка 6 соединены герметично с возможностью вращения; уплотнительная вращающаяся крышка 9 снабжена выходным отверстием 91, через которое проходит загружающая кварцевый порошок трубка 10; наружная стенка загружающей кварцевый порошок трубки 10 находится в герметичном контакте с выходным отверстием 91; большая хвостовая трубка 63 снабжена круглым отверстием 67, через которое проходит загружающая кварцевый порошок трубка 10; один конец загружающей кварцевый порошок трубки 10 выходит на уплотнительную вращающуюся крышку 9, а другой конец загружающей кварцевый порошок трубки 10 последовательно проходит через выходное отверстие 91 и круглое отверстие 67 и выходит в заполняемое кварцевым порошком пространство 4; загружающая кварцевый порошок трубка 10 заполняет кварцевым порошком заполняемое кварцевым порошком пространство 4. Преформа оптического волокна содержит две загружающие кварцевый порошок трубки 10; две загружающие кварцевый порошок трубки 10 расположены симметрично на уплотнительной вращающейся крышке 9, так что две загружающие кварцевый порошок трубки 10 вращаются по окружности вокруг стержня сердцевины 1, чтобы равномерно заполнить кварцевым порошком заполняемое кварцевым порошком пространство 4.

В варианте осуществления настоящего изобретения, на конце преформы оптического волокна расположена хвостовая трубка 6 комбинированного типа; зазор между малой хвостовой трубкой 62, хвостовым стержнем 61 и уплотнительной заглушкой 64 сообщается с зазором 5 стержня сердцевины, образуя первую секцию 7; зазор между большой хвостовой трубкой 63, малой хвостовой трубкой 62 и уплотнительной заглушкой 64 сообщается с заполняемым кварцевым порошком пространством 4, образуя вторую секцию 8; воздух из первой секции 7 и второй секции 8 отводится для регулирования давления воздуха, чтобы обеспечить хорошее плавление твердой фазы между изолирующей кварцевой трубкой 3 и стержнем сердцевины 1, между изолирующей кварцевой трубкой 3 и кварцевым порошком, а также между кварцевым порошком и тонкой кварцевой втулкой 2 при высокой температуре.

При использовании вышеупомянутого способа, оптические волокна в этих вариантах осуществления соответственно формуются путем вытяжки; соответствующие показатели производительности изготовленных оптических волокон приведены в таблице 1:

Таблица 1Варианты осуществления различных типов оптических волокон

Оптическое волокно 1 Оптическое волокно 2 Оптическое волокно 3 Оптическое волокно 4 Оптическое волокно 5 Диаметр оболочки оптического волокна (мкм) 125 125 125 125 80 Диаметр покрытия (мкм) 245 245 245 200 200 Зазор между изоляционной кварцевой трубкой и стержнем сердцевины составляет от 0,5 до 1,5 мм, а давление воздуха во время плавления регулируется от 100 до 1 кПа. 0,5 1,0 1,5 1,0 1,2 Давление воздуха при плавке в зазоре между изолирующей кварцевой трубкой и стержнем сердцевины (Па) 1000 500 100 300 420 Давление воздуха при плавке в зазоре между изолирующей кварцевой трубкой и тонкой кварцевой втулкой (Па). 500 320 20 30 50 Наружный диаметр тонкой кварцевой втулки (мм) 200 250 300 300 200 Скорость подачи стержня (мм/мин) 1 0,8 0,58 0,5 0,5 Скорость вытяжки (м/мин) 2560 3200 3340,8 2880 3125 Затухание при 1310 нм (дБ / км) 0,313 0,312 0,313 0,318 0,312 Затухание при 1550 нм (дБ / км) 0,185 0,180 0,182 0,188 0,180

Настоящее изобретение не ограничено вышеприведенными вариантами осуществления. Специалист в данной области техники может производить усовершенствования и доводки, не отступая от принципа настоящего изобретения; такие усовершенствования и доводки должны входить в объем защиты настоящего изобретения. Те, которые не описаны подробно в описании, должны представлять собой предшествующий уровень техники, известный специалистам в данной области техники.

Группа изобретений относится к преформе оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна, способу изготовления одномодового оптического волокна с использованием преформы оптического волокна. Техническим результатом является повышение характеристик оптического волокна. Преформа оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна содержит стержень сердцевины, тонкую кварцевую втулку, охватывающую стержень сердцевины, и изолирующую кварцевую трубку, образующую втулку между стержнем сердцевины и тонкой кварцевой втулкой, зазор между изолирующей кварцевой трубкой и тонкой кварцевой втулкой образует заполняемое кварцевым порошком пространство. Преформа оптического волокна дополнительно содержит хвостовую трубку. Хвостовая трубка содержит хвостовой стержень, малую хвостовую трубку, охватывающую хвостовой стержень, большую хвостовую трубку, охватывающую малую хвостовую трубку, и уплотнительную заглушку, расположенную на конце хвостового стержня, малой хвостовой трубки и большой хвостовой трубки. Один конец хвостового стержня соединен со стержнем сердцевины. Другой конец хвостового стержня соединен с уплотнительной заглушкой. Отверстие на одном конце малой хвостовой трубки герметично соединено с изолирующей кварцевой трубкой. Отверстие на другом конце малой хвостовой трубки герметично соединено с уплотнительной заглушкой. Отверстие на одном конце большой хвостовой трубки герметично соединено с тонкой кварцевой втулкой. Отверстие на другом конце большой хвостовой трубки герметично соединено с уплотнительной заглушкой. Зазор между большой хвостовой трубкой, малой хвостовой трубкой и уплотнительной заглушкой сообщается с заполняемым кварцевым порошком пространством, образуя вторую секцию. Уплотнительная заглушка снабжена внешним выпускным отверстием. Внешнее выпускное отверстие сообщается со второй секцией. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Преформа оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна, при этом преформа оптического волокна содержит стержень сердцевины (1), тонкую кварцевую втулку (2), охватывающую стержень сердцевины (1), и изолирующую кварцевую трубку (3), образующую втулку между стержнем сердцевины (1) и тонкой кварцевой втулкой (2), зазор между изолирующей кварцевой трубкой (3) и тонкой кварцевой втулкой (2) образует заполняемое кварцевым порошком пространство (4), преформа оптического волокна дополнительно содержит хвостовую трубку (6), хвостовая трубка (6) содержит хвостовой стержень (61), малую хвостовую трубку (62), охватывающую хвостовой стержень (61), большую хвостовую трубку (63), охватывающую малую хвостовую трубку (62), и уплотнительную заглушку (64), расположенную на конце хвостового стержня (61), малой хвостовой трубки (62) и большой хвостовой трубки (63), один конец хвостового стержня (61) соединен со стержнем сердцевины (1), а другой конец хвостового стержня (61) соединен с уплотнительной заглушкой (64), отверстие на одном конце малой хвостовой трубки (62) герметично соединено с изолирующей кварцевой трубкой (3), а отверстие на другом конце малой хвостовой трубки (62) герметично соединено с уплотнительной заглушкой (64), отверстие на одном конце большой хвостовой трубки (63) герметично соединено с тонкой кварцевой втулкой (2), а отверстие на другом конце большой хвостовой трубки (63) герметично соединено с уплотнительной заглушкой (64), зазор между большой хвостовой трубкой (63), малой хвостовой трубкой (62) и уплотнительной заглушкой (64) сообщается с заполняемым кварцевым порошком пространством (4), образуя вторую секцию (8), уплотнительная заглушка (64) снабжена внешним выпускным отверстием (66), внешнее выпускное отверстие (66) сообщается со второй секцией (8).

2. Преформа оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна по п.1, в которой зазор между изолирующей кварцевой трубкой (3) и стержнем сердцевины (1) образует зазор (5) стержня сердцевины, зазор между малой хвостовой трубкой (62), хвостовым стержнем (61) и уплотнительной пробкой (64) сообщается с зазором (5) стержня сердцевины, образуя первую секцию (7), уплотнительная заглушка (64) снабжена внутренним выпускным отверстием (65), внутреннее выпускное отверстие (65) сообщается с первой секцией (7).

3. Преформа оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна по п.1, где преформа оптического волокна дополнительно содержит уплотнительную вращающуюся крышку (9) и загружающую кварцевый порошок трубку (10), уплотнительная вращающаяся крышка (9) охватывает большую хвостовую трубку (63) и выполнена с возможностью вращения вокруг большой хвостовой трубки (63), уплотнительная вращающаяся крышка (9) и хвостовая трубка (6) соединены герметично с возможностью вращения, уплотнительная вращающаяся крышка (9) снабжена выходным отверстием (91), через которое проходит загружающая кварцевый порошок трубка (10), наружная стенка загружающей кварцевый порошок трубки (10) находится в герметичном контакте с выходным отверстием (91), большая хвостовая трубка (63) снабжена круглым отверстием (67) для прохода загружающей кварцевый порошок трубки через нее (10), один конец загружающей кварцевый порошок трубки (10) выходит на уплотнительную вращающуюся крышку (9), а другой конец загружающей кварцевый порошок трубки (10) последовательно проходит через выходное отверстие (91) и круглое отверстие (67) и выходит в заполняемое кварцевым порошком пространство (4).

4. Преформа оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна по п.2, где преформа оптического волокна содержит две загружающие кварцевый порошок трубки (10), две загружающие кварцевый порошок трубки (10) расположены симметрично на уплотнительной вращающейся крышке (9).

5. Преформа оптического волокна для изготовления одномодового оптического волокна по любому из пп.1-4, в которой тонкая кварцевая трубка (2) и изолирующая кварцевая трубка (3) выполнены из диоксида кремния высокой чистоты.

6. Способ изготовления одномодового оптического волокна с использованием преформы оптического волокна по п.1, в котором преформа оптического волокна закреплена на башне вытяжки, и когда заполняемое кварцевым порошком пространство (4) заполняется кварцевым порошком, выполняется вытяжка оптического волокна.

7. Способ изготовления одномодового оптического волокна по п.6, в котором преформа оптического волокна закреплена на башне вытяжки, когда заполняемое кварцевым порошком пространство (4) заполняется кварцевым порошком, внешнее выпускное отверстие (66) отводит воздух наружу, так что давление воздуха во второй секции (8) достигает значения давления воздуха, заданного пользователем, и одновременно выполняется вытяжка оптического волокна.

8. Способ изготовления одномодового оптического волокна по п.7, в котором зазор между изолирующей кварцевой трубкой (3) и стержнем сердцевины (1) образует зазор (5) стержня сердцевины, зазор между малой хвостовой трубкой (62), хвостовым стержнем (61) и уплотнительной заглушкой (64) сообщается с зазором (5) стержня сердцевины, образуя первую секцию (7), уплотнительная заглушка (64) снабжена внутренним выпускным отверстием (65), внутреннее выпускное отверстие (65) сообщается с первой секцией (7), преформа оптического волокна закреплена на башне вытяжки, когда заполняемое кварцевым порошком пространство (4) заполняется кварцевым порошком, внешнее выпускное отверстие (66) и внутреннее выпускное отверстие (65) отводят воздух наружу, так что давление воздуха второй секции (8) и первой секции (7) соответственно достигает значения давления воздуха, заданного пользователем, и одновременно выполняется вытяжка оптического волокна.

9. Способ изготовления одномодового оптического волокна по п.7, в котором преформа оптического волокна дополнительно содержит уплотнительную вращающуюся крышку (9) и загружающую кварцевый порошок трубку (10), расположенную на уплотнительной вращающейся крышке (9), уплотнительная вращающаяся крышка (9) охватывает большую хвостовую трубку (63) и выполнена с возможностью вращения вокруг большой хвостовой трубки (63), уплотнительная вращающаяся крышка (9) и хвостовая трубка (6) соединены герметично с возможностью вращения, уплотнительная вращающаяся крышка (9) снабжена выходным отверстием (91), через которое проходит загружающая кварцевый порошок трубка (10), наружная стенка загружающей кварцевый порошок трубки (10) находится в герметичном контакте с выходным отверстием (91), большая хвостовая трубка (63) снабжена круглым отверстием (67) для прохода загружающей кварцевый порошок трубки через нее (10), один конец загружающей кварцевый порошок трубки (10) выходит на уплотнительную вращающуюся крышку (9), а другой конец загружающей кварцевый порошок трубки (10) последовательно проходит через выходное отверстие (91) и круглое отверстие (67) и выходит в заполняемом кварцевым порошком пространство (4), загружающая кварцевый порошок трубка (10) заполняет кварцевым порошком заполняемое кварцевым порошком пространство (4).