[发明专利]熊猫型保偏光纤的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种保偏光纤的制造方法，特别涉及一种高速高张力制造熊猫型保偏光纤的方法。本发明可用于制造工作于各种波长的保偏光纤和单模单偏振光纤。

背景技术

保偏光纤，即偏振保持光纤，是具有保持所传输光线的线偏振方向的一类光纤。保偏光纤可应用于许多领域，如复用相干通信，光纤陀螺仪，光纤水听器，偏振传感等。保偏光纤是一种具有广泛应用价值的特种光纤类型。

在普通通信光纤中，由于其圆对称性结构，入射的线偏振光线在经过一定距离的传输后，由于不同偏振模式的耦合，能量交换，会成为椭圆或圆偏振光而无法保持线偏振态。而当一线偏振光被耦合进入保偏光纤时，如果线偏振光的偏振方向和保偏光纤的偏振主轴重合，则线偏振光可以在传输过程中保持其线偏振方向直至离开保偏光纤。引起光纤双折射现象的原因很多，各种几何和应力的不均匀性均会引入双折射。保偏光纤产品也包括几何双折射和应力双折射保偏光纤。几何双折射的实例是椭圆芯子保偏光纤，这种保偏光纤的纤芯是椭圆形的，利用这种几何的不对称性产生双折射效应。应力双折射的保偏光纤主要有蝶结型保偏光纤、熊猫型保偏光纤和椭圆包层型保偏光纤三种。这类光纤的特点是在光纤的包层中引入具有高膨胀系数的应力区挤压纤芯产生双折射效应。保偏光纤的一个特例是单模单偏振光纤。

上述各类保偏光纤中，椭圆芯子保偏光纤由于其芯子为椭圆形，在和其他光纤的耦合上存在较大的问题，会造成较大的熔接衰耗。蝶结型保偏光纤和椭圆包层型保偏光纤目前大都采用改进的化学气相沉积法(MCVD)制造，由于这类光纤一般包括外包层，应力层，内包层和芯层，而且所有的结构都一次沉积，同时熔缩成形。制造过程中需要控制应力区的形状，同时保持内包层和纤芯的的圆度和同心度，因此制造过程复杂，成品率较低。

熊猫型保偏光纤具有双折射效率高，结构简单，制造效率高，制造方法灵活的特点。熊猫型保偏光纤的制造工艺一般为组合法。即首先沉积制造芯棒，应力棒；然后对芯棒外包得到包含芯棒的光纤预制棒；然后在预制棒上芯棒两侧对称部位打出两个孔并将应力棒插入孔中形成组合棒，对组合棒拉丝即得到熊猫型保偏光纤。

美国专利4478489(Polarization retaining single-mode optical waveguide)、4561871(Method of making polarization preserving optical fiber)、5152818(Method of making polarization retaining optical fiber)、0141717A 1(Polarization maintaining optical fiber andproduction method for polarization maintaining fiber preform)、0150241A 1(Production methodof polarization maintaining fiber)、007016582B2(Polarized wave holding optical fiber，andmethod ofproducing the same)等，均描述了熊猫型保偏光纤的制造和相关工艺。在这些专利中，既有涉及熊猫型保偏光纤的基本设计专利，如专利4478489、也有涉及熊猫型保偏光纤优化工艺技术的，如专利0150241A1提出了通过优化光纤预制棒的组合工艺和在拉丝前高温清洁预制棒界面来改善光纤丝径波动的一种方法、专利007016582B2提出了使用低的拉丝张力和低的拉丝速度工艺来改善保偏光纤包层圆度的一种方法。上述发明所涉及工艺，在实际的保偏光纤生产过程中，会存在以下的不足：

第一：使得保偏光纤生产工艺复杂化，降低了保偏光纤的生产工艺的稳定性；

第二：低张力拉丝条件，使得光纤在拉丝过程中更易抖动，加剧了保偏光纤的丝径波动；

第三：低速拉丝条件，会劣化保偏光纤的机械性能，使得光纤很难达到应用所需的1％及以上的筛选条件；

第四：复杂的工艺过程和低的拉丝速度，降低了保偏光纤的生产效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种熊猫型保偏光纤的制造方法，该制造方法不仅能够改善熊猫型保偏光纤的制作质量，提高产品性能，而且能有效地提高熊猫型保偏光纤的生产效率。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案如下：

用沉积法分别沉积制造芯棒和应力棒，芯棒和应力棒上均预留有包层，