[实用新型]一种全合成超大尺寸超低水峰光纤预制棒制造设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全合成超大尺寸超低水峰光纤预制棒制造设备，具体的说就是制备超大尺寸超低水峰光纤预制棒的制造设备。 

背景技术

二十一世纪以来，光纤行业的竞争愈演愈烈，光纤预制棒、光纤以及光缆的价格也一跌再跌，成本竞争逐渐成为该行业市场竞争的首要因素，因此如何降低产品的成本也成为各大公司关注的焦点。

研究表明，增大光纤预制棒的尺寸，也即提高单根预制棒的可拉丝长度可非常有效的降低单位长度光纤的成本。例如，按光纤100元/芯公里计算，将预制棒的尺寸由80mm增加到120mm，则SiO₂粉末的沉积速率由原来的30g/min提高到80g/min，单台设备的年产能提高100%；SiCl₄原料的利用率由原有的30%提高到60%，这在提高原料利用率的同时也在减少了废气量排放50%；单棒拉纤长度达到1200km以上，后续拉丝时设备利用率较φ80mm预制棒高15%，可在一定程度上节约水、电、气，每拉丝1千克预制棒可节约3元的能耗。因此，预制棒尺寸的大型化成为各公司降低光纤成本，提高市场竞争力的必然选择。

但是制备超大尺寸的预制棒受到沉积腔体以及炉子等设备直径的限制，如果将这些设备的直径都进行改造，以适应大棒径预制棒的制备，则不但改造费用巨大，而且炉内温度场的控制将变得更为困难。

如果还是使用这些设备的话，较有效的办法就是降低芯包比，即光学包层和芯层直径之差与芯层直径的比值，但是降低芯包比也不可能无限制的降低的，因为如果光学包层变薄的话，外界的水分很容易侵入芯层，导致水峰值偏高，所以降低芯包比这种办法也只能在一个范围内小心翼翼的进行着。

众所周知，在二氧化硅系光纤的衰减谱图上，在第一传输窗口1310nm 区（1280nm~1325nm）和第二传输窗口1550nm 区（1380nm~1565nm）之间的1383nm 波长附近，通常有一个较高的水吸收峰，通常称为水峰，在1380nm 窗口内阻止可用的电磁波通过。氢原子与玻璃基体内的二氧化硅（Si0₂）、二氧化锗（Ge0₂）以及其他含氧化合物中的氧结合，形成羟基（—OH/—OH₂）。由于玻璃内的羟基（—OH/—OH₂） 所造成的衰减约为0.5~1.0dB/km，衰减峰通常在 1380nm窗口 （约1330~1470nm 的波长范围）。随着波分复用（WDM）、放大器技术以及激光源方面的新近进展，消除1380nm的水峰日益显得重要起来。

目前国际上预制棒技术向“两步法”方向发展，即用VAD、OVD、PCVD、MCVD其中任何一种方法制备芯棒，再用套管法、等离子喷涂法、火焰水解法等方法制备外包层。外包层技术发展使光纤预制棒做得更粗、更长，进一步提高光纤生产效率，降低生产成本。

由于原料卤化物中的含氧杂质与羟基杂质，载流气体中的水气体，以及石英玻璃管中的羟基（OH^-） 扩散，使得粉末法工艺制备的光纤预制件羟基含量较高，拉制的光纤受到羟基污染。为了避免光纤被羟基污染，降低水峰造成的衰减，人们一般采用化学脱水，即在进行玻璃化之前，利用亚硫酰氯（SOCl2）、氯气（Cl₂）等化学试剂对羟基的取代反应，对光纤预制品进行卤化（2Si—OH+Cl₂→2Si—O+2HCl）。利用卤化过程而进行的化学脱水对于减少残余羟基（—OH）含量十分有效。

但是，针对进一步降低光纤预制品的羟基（—OH）含量、进而大幅度降低水峰衰减的技术要求，在目前的工艺条件下，卤化脱水法是无法达到要求。

发明内容

本实用新型是针对上述光纤预制棒的现状的不足之处提供了一种全合成超大尺寸超低水峰光纤预制棒制造设备，此设备制备的光纤预制棒尺寸大，水峰低：每根棒能拉出的光纤长度达到3000km以上，较目前普遍直径为80mm的光纤预制棒，其产能将提高100%以上，很大程度上提高了拉丝设备的生产效率，节约了生产成本。

目前，棒径超过φ120mm的预制棒称为大尺寸预制棒，本实用新型设备所生产的光纤预制棒直径大于150 mm，可达185mm，可称之为超大；所述低水峰为氢损后的光纤在1383nm的水峰衰减系数低于0.344dB/km，本实用新型设备所生产的光纤预制棒1383nm的衰减值低于0.27dB/km，可称之为超低水峰。

为了方便描述，做以下定义：

芯棒：包括芯层和光学包层，芯棒与外包层共同构成了光纤预制棒；