[发明专利]高带宽多模光纤生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种高带宽多模光纤生产方法，是在万兆多模光纤(OM3)的研制基础上，经过特殊工艺设计，使其频响曲线在无线通信的几个主要频段较为平坦，主要在光纤承载无线电波(RoF：RadioOver Fiber)系统中使用，以满足光纤到户(FTTH)的需要。

背景技术

光纤的色散主要包括材料色散，波导色散和模式色散，单模光纤由于只有单一的模式传输，因此并不存在模式色散。但对于多模光纤而言，由于多个传输模式的存在，其模间色散将导致光脉冲的展宽，极大地限制了多模光纤的带宽特性。

带宽是多模光纤的光学特性在频域的表征，而其在时域的表征一般试用多模光纤的差分模延迟(DMD)。所谓多模光纤的差分模延迟即在待测的多模光纤的一个端面使用小光斑的单模光脉冲入射，而在光纤的另一端测试光脉冲的延迟和分裂情况，通过改变光脉冲的入射位置，接受端的脉冲延迟时间不同，这种时间差就是多模光纤的差分模延迟。

为满足10Gbit/s以太网传输的要求，现在出现了新型OM3多模光纤。与62.5/125μm光纤相比，50/125μm光纤的数值孔径和芯径较小、传导模的数目较少、带宽较高而成本较低。因此，新型50/125μm OM3多模光纤将会大量应用于超高速局域网的建设。几年以后，62.5/125μm会逐渐退出多模光纤主流市场，但是现在的OM3的带宽还存在一定的缺陷，其用在光纤承载无线电波(RoF)中的频响曲线在无线通信的几个主要频段较为不平坦，直接在光纤承载无线电波(RoF)系统中使用中达不到10Gbit/s。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处，提供一种高带宽多模光纤的生产方法，根据对多模光纤带宽和频响特性的要求，通过改变拉丝工艺来影响折射率剖面的变化，研制新型高带宽的光纤，即对于一种确定的折射率剖面，得到光纤的模场分布和群时延，由模场分布和光注入条件得到功率耦合系数，由功率耦合系统和光纤群时延得到光纤的脉冲响应特性和频响特性，然后再对拉丝工艺进行修正，直至得到满意的结果。

高带宽多模光纤生产方法是采取以下方案实现的：

高带宽多模光纤生产方法步骤如下：

1、高带宽多模光纤的芯棒和套管清洗、干燥和组装

选用等离子化学气相沉积(PCVD：Plasma Activated VapourDeposition)工艺方法制作特定折射率剖面的光纤芯棒，选用外气相沉积(OVD：Outside Vapour Deposition)工艺方法制作套管型外包层。通过酸洗和碱洗对芯棒和套管进行清洁，去除芯棒和套管本身表层的杂污物质；清洗完成后将芯棒和套管分别放入干燥柜干燥6～10小时，干燥柜内通入氮气(N₂)进行干燥；干燥完成后，将芯棒和套管进行组装、密封，并安装在高速拉丝塔进行拉丝。

2、拉丝工艺(Online RIC)

拉丝工艺(Online RIC)是指将原先制好的芯棒与套管组装后熔缩与拉丝同步进行的工艺。通过真空泵将芯棒与套管之间的真空度控制在10mbar以下，从而保证了在线熔缩的质量。将拉丝炉温度控制在1800℃～2000℃，拉丝生产速度为1000～1500米/分，末端采用双收线机绕收光纤，其间经过一次，二次光纤涂料涂覆，光纤涂料可采用丙烯酸树脂涂料。

3、拉丝炉氦氩气体混用

为了使拉丝炉内气场得到稳定，在原有拉丝炉内气场通入氩气(Ar)的基础上，加入了氦气(He)。氦气(He)不仅有利于炉内气场的稳定，对于光纤的几何参数与衰减也能起到有益的作用。但是通入过多的氦气(He)将会增加光纤的氢损。因此采用了氦气(He)与氩气(Ar)混合进气的技术，并优化拉丝炉各部位的进气方式与进气流量，调整氦气(He)与氩气(Ar)两种气体的比例，拉丝炉采取上中下三路进气方式，其中上部通入氩气(Ar)30～40L/min，氦气(He)5～10L/min，中部通入氩气(Ar)5～7L/min，下部通入氩气(Ar)1～3L/min。成功地保证了光纤的强度与光纤的各项参数，并且光纤的氢损没有升高。

4、光纤正弦搓动：增加搓动装置，设计合理的搓动方法