[发明专利]多孔光纤预制棒的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及新材料领域，特别是涉及一种多孔光纤预制棒的制造方法。

背景技术

近年来，随着光纤到户的飞速发展，如何解决最后一百米的光纤接入问题成为人们关注的目标。常规光纤在小弯曲环境下，其光纤弯曲损耗急剧增大。这是制约光纤在最后一百米得到应用的关键因素之一。常规通信光纤无法实现现有高速光纤通信系统下的小弯曲损耗的光信号的信息传输；常规G.657光纤在极小弯曲直径(5mm以下)损耗较大，不能够任意弯曲，在复杂而狭小的终端用户环境中的应用受到限制，因此，迫切需要开发出新型的超高抗弯能力的前沿光纤技术。

多孔微结构光纤，由于其具有良好的弯曲性能，被人们寄予厚望。常规的多孔微结构光纤主要采用毛细管堆积法、毛细管聚束法等工艺方法制备。在常规的微孔光纤制造过程中，采用的毛细管聚束等方法很容易引入新的杂质，造成毛细管的污染，使光纤预制棒还未开始拉制成光纤就在内部受到了污染，从而使形成的光纤预制棒本身就受到各种影响光纤衰减的杂质的污染。当采用这样制备而成的光纤预制棒拉制光纤时，所得的光纤的传输损耗将比常规的通信光纤大幅增加，从而难以应用于实际通信系统中。

如果分布在芯棒周围的微孔如果分布不均匀，则会一方面造成光的泄漏，使拉制的光纤的弯曲损耗特性变差，另一方面会使光纤在原纤芯直径方向所处平面上的圆周受力存在不对称，造成光纤的偏振模特性不良，从而影响光纤的正常使用。由于毛细管在堆积和聚束过程中会存在过程无法精确控制，毛细管在拉制过程中，会相互间挤压造成微孔变形，从而造成最后拉制出的微孔的精度无法得到保证。这些问题不仅会引起光纤衰减的增加，还会造成光纤偏振模色散的异常，甚至会带来光纤机械性能的急剧下降，影响光纤的正常使用寿命。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种多孔光纤预制棒的制造方法，能实现多孔光纤制造过程中微孔的精确定位，改善多孔型光纤的偏振模特性和弯曲损耗特性；能减少多孔光纤预制棒制造过程中杂质的污染，改善多孔型光纤的衰减特性。

本发明提供的多孔光纤预制棒的制造方法，包括以下步骤：S1、采用常规通信光纤制备方法制备出芯棒，芯棒包含掺锗的石英芯层和位于芯层外围的纯硅石英包层，二者为同心圆，石英芯层半径为r1，石英包层半径为r3；S2、根据多孔型弯曲不敏感光纤的设计要求，在芯棒外边沿等角度开一定数量的弧形槽，将有弧形槽的芯棒用酸液浸泡去除杂质，并用去离子水洗净，烘干；S3、在开有弧形槽的芯棒外套上石英套管；S4、在各弧形槽中塞入毛细管，形成所需的微孔，制备出多孔光纤预制棒。

在上述技术方案中，步骤S1中所述常规通信用光纤预制棒制造方法包括PCVD法、MCVD法和VAD法。

在上述技术方案中，步骤S2包括以下步骤：当需要数量为N的微孔时，N为正整数，沿芯棒的石英包层的外沿定位N个点，相邻两点与石英包层的圆心之间形成的夹角为360/N度，确定弧形槽的半径r2，以各个点为圆心，在石英包层的外沿开出N个半径为r2的弧形槽。

在上述技术方案中，所述石英套管的内径比2r3+2r2之和大1mm，以便开有弧形槽的芯棒塞入石英套管中。

在上述技术方案中，所述石英套管的外径R根据所需芯棒的掺锗石英芯层直径2r1和待制光纤的芯包比η来确定，计算公式为：待制光纤的芯包比η＝待制光纤的芯层直径/待制光纤的包层直径，石英套管外径R＝【(r2+r3+0.5)²+(r1/η)²】^1/2。

在上述技术方案中，所述毛细管与石英套管的间隙为1mm。

在上述技术方案中，所述芯层的不圆度在0.8％～1.2％，芯层与纯石英玻璃的相对折射率差为0.05％～0.35％。

在上述技术方案中，步骤S4之后还包括以下步骤：将制备出的多孔光纤预制棒的一端接上尾棒，在拉丝塔上拉制成外径为125微米、内涂层直径为192微米、外涂层直径为245微米的多孔光纤。

在上述技术方案中，所述多孔光纤在1550nm波段的衰减为0.192～0.201dB/km，多孔光纤的偏振模色散的典型值为0.05～0.08ps/km^1/2，多孔光纤在1625nm波段，绕10个弯曲半径为1～5mm的圈时，弯曲损耗在0.075～0.112dB。