[发明专利]制造用于生产多芯纤维的预制件的方法及预制件和多芯纤维

说明书

本发明涉及一种用于制造生产多芯纤维的预制件的方法实现，该方法具有以下步骤：‑从具有容纳管内直径的容纳管中在中间分离出具有第一管弧段横截面的第一管弧段，从而容纳管(103)具有第一芯棒容纳凹口(105)；‑将具有填充棒外直径的中央的填充棒(107)轴向地引入到容纳管(103)中，其中，填充棒外直径小于容纳管内直径，从而容纳管(103)具有中央的填充棒(107)；‑将具有第一芯棒横截面的第一芯棒(109)置入芯棒容纳凹口(105)中，从而容纳管(103)具有芯棒(109)；‑将具有第一芯棒(109)和中央的填充棒(107)的容纳管(103)轴向地引入套管(111)中，从而存在包括容纳管(103)的套管(111)，以及‑将具有容纳管(103)的套管(100)熔化成预制件，从而存在预制件。

技术领域

本发明涉及一种通过多个步骤制造用于生产多芯纤维的预制件的方法、一种预制件和一种多芯纤维。

背景技术

为了提高玻璃纤维的传输能力，原则上可使用时间多路复用、波长多路复用和空间多路复用的方案以及在多模式纤维中使用模式组多路复用。但是用于提高传统单芯纤维的传输能力的方案逐渐达到其技术物理极限。通过减小芯直径或通过降低数值孔径仅可有限地提高。

对于空间多路复用方法相应改进多芯纤维。多芯纤维根据芯部数量具有仅包括一个芯部的纤维的传输能力的多倍。多芯纤维的各个芯部的芯直径通常小于50μm。通过降低在这些芯部中可传播的芯模式的数量，原则上相比于传统的多模式纤维，在完全或受限的激励下能实现更高的带宽。

根据所谓的“堆叠和拉伸方法”制造多芯纤维。在该方法中相对复杂地堆叠不同直径的芯部预制件和纯石英棒，使得它们具有一定的对称性以及相对高的堆积密度。然后将棒在空间上固紧地引入到夹套管中并且在纤维拉伸之前或在纤维拉伸期间熔化成最终的预制件。为了实现期望的高的堆积密度，除了波导芯棒之外也必须使用相对大量的不同尺寸的填充棒。单个棒以期望的堆积结构和对称性的堆叠相对复杂并且容易导致堆叠误差以及导致熔化的次级预制件或最终纤维不可用。因为可实现的堆积密度在径向方向上不同，在熔化之后没有余留开口的次级预制件通常在方位角的方向上具有不同的半径值，该半径值必须相应地在次级预制件上通过磨圆来补偿或在纤维上导致不圆。

通过使用多个不同直径的单个棒，堆叠的预制件在熔化之前具有多个分界面，分界面在熔化时由于可能的污染或表面不均匀性会导致在熔化的次级预制件中出现气泡或导致不期望地出现气泡。在分界面上残留的气泡或异物颗粒导致纤维的直径扰动并且通过光散射导致衰减值增加并且有损于纤维强度，因此在任何情况下都必须避免。

根据现有技术的用于制造多芯纤维的另一制造方法在于，在玻璃筒体中在轴向方向上钻孔并且将芯棒引入这些孔中。由此制成的次级预制件可在拉伸之前或在纤维拉伸期间被熔化。该制造方法的问题是，难以在石英棒中在轴向方向上关于纵轴线的平行度以足够精度钻出足够深的孔。为了钻孔通常使用超声波钻孔方法。用超声波钻孔还必须根据内部的孔表面的粗糙度进行抛光或至少借助火抛光来弄平整。制造具有足够大预制件长度和大量芯部的多芯预制件导致高的制造成本并且因此关于芯部在其理论位置上可达到的偏心度导致不期望高的几何误差。

发明内容

本发明的目的是改进现有技术。

该目的通过用于制造生产多芯纤维的预制件的方法实现，该方法具有以下步骤：

-从具有容纳管内直径的容纳管中在中间分离出具有第一管弧段横截面的第一管弧段，从而容纳管具有第一芯棒容纳凹口，

-将具有填充棒外直径的中央的填充棒轴向地引入到容纳管中，其中，填充棒外直径小于容纳管内直径，从而容纳管具有中央的填充棒，

-将具有第一芯棒横截面的第一芯棒置入芯棒容纳凹口中，从而容纳管具有芯棒，

-将具有第一芯棒和中央的填充棒的容纳管轴向地引入套管中，从而存在包括容纳管的套管，以及