适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤及其制备方法

摘要

本发明涉及一种光纤，具体涉及一种适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤，同时涉及适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤的制备方法。包括纤芯、包层和涂覆层；纤芯处于光纤最内层，纤芯外部设置有包层，包层采用二氧化硅，具有外下陷的折射率剖面结构，其外包层下陷幅度达到0.12%±0.04%。所述适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤的制备方法通过拉丝、三步阶梯式退火处理、冷却、双重涂覆、固化进行加工。本发明采用调整预制棒的折射率分布，拉丝采用在线退火，阶梯式退火方式，在拉丝张力控制过程中采用恒张力PLC自动控制方式，在涂料选取方面采用小模量涂料，降低其微弯损耗，筛选过程中控制大盘收线张力在较小的水平。

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤，具体涉及一种适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤，同时涉及适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤的制备方法。 

背景技术

随着光纤技术的发展，光纤的长距离传输的需求越来越大，现有的光纤由于其衰减损耗较高，在长距离通信传输的过程中需要增加中继站进行信号的增强， 但是由于中继站的价格昂贵，运营商更加希望能够有一种损耗较小的光纤使用在远距离传输过程中，降低建设费用同时不影响正常的传输。 

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤，本发明的另一目的在于提供一种适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤的制备方法。 

技术方案：适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤及其制备方法，是采用以下技术方案实现的。 

适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤包括纤芯、包层和涂覆层。纤芯处于光纤最内层，纤芯外部设置有包层，包层采用二氧化硅，具有外下陷的折射率剖面结构，其外包层下陷幅度达到0.12%±0.04%，涂覆层在包层外部。 

所述的涂覆层采用两层涂覆，内层涂料采用小模量涂料，进行涂覆，再经过紫外光固化，外层涂料采用紫外光涂料，涂覆后进行紫外光固化。所述的小模量涂料采用紫外光固化涂料，模量低于0.7MPa。 

所述的适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： 

（1）选用外包层下陷结构的预制棒，芯棒处于预制棒最内层，芯棒外部设置有包层，包层采用二氧化硅，具有外下陷的折射率剖面结构，其外包层下陷幅度达到0.12%±0.04%。

（2）采用高温熔炉进行拉丝，温度控制在1800~2200℃； 

（3）拉丝出炉后进行三步阶梯式退火处理，第一次退火是在拉丝炉退火管，退火管设置石墨保温层，使其在拉丝炉退火管中缓慢降温，从2000度左右下降至1500度，退火时间为3~7s；第二次退火是在拉丝炉退火管下方15cm处，安装1~3m长加热炉中进行保温退火，设置退火温度在1000~1200度，根据光纤温度在线监测器显示的数值调整控制退火温度；第三次退火在保温炉下部20~50cm处，设置保温管，内装保温层，不另外设置加温器件，使光纤通过保温管温度缓慢下降。

再经过3~5m的自然冷却空间，进入氦气冷却管强制冷却，将光纤温度降低至100度以下。形成具有外下陷包层的裸光纤。 

（4）拉丝过程中采用恒张力PLC控制系统，保持稳定张力2.0~3.0N，进行生产，减少微裂纹的同时，保持光纤包层直径的稳定。 

（5）对裸光纤进行两层涂覆，内层涂料采用小模量涂料，进行涂覆，再经过紫外光固化。外层涂料采用紫外光涂料，涂覆后进行紫外光固化。所述的小模量涂料采用紫外光固化涂料，模量低于0.7MPa； 

（6）最后采用收线装置将光纤以小张力收线，张力小于0.7N，绕到光纤盘完成生产。

本发明有益效果：本发明采用调整预制棒的折射率分布，拉丝采用在线退火，阶梯式退火方式，在拉丝张力控制过程中采用恒张力PLC自动控制方式，在涂料选取方面采用小模量涂料，降低其微弯损耗，筛选过程中控制大盘收线张力在较小的水平，例如小于0.6N。最终能够生产出一种适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤，其1550nm处损耗可以低至0.175dB/km，远小于标准规定的0.3dB/km，尤其适用于远距离通信传输。 

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明： 

图1 是本发明制备方法生产出的光纤的结构图。

图2为本发明制备方法的外下陷包层设计结构图。 

图3为本发明制备方法的工艺流程示意图。 

图中：1. 纤芯，2.外下陷包层，3.外包层，4.一次紫外固化涂层，5.二次紫外固化涂层。 

具体实施方式

参照附图1、2、3，适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤包括纤芯1、包层和涂覆层。纤芯1处于光纤最内层，纤芯外部设置有包层，包层采用二氧化硅，具有外下陷的折射率剖面结构，其外包层下陷幅度达到0.12%±0.04%。涂覆层在包层外部。 

所述的涂覆层采用两层涂覆，内层涂料采用小模量涂料，进行涂覆，再经过紫外光固化。外层涂料采用紫外光涂料，涂覆后进行紫外光固化。所述的小模量涂料采用紫外光固化涂料，模量低于0.7MPa； 

所述的适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）选用外包层下陷结构的预制棒，芯棒处于预制棒最内层，芯棒外部设置有包层，包层采用二氧化硅，具有外下陷的折射率剖面结构，其外包层下陷幅度达到0.12%±0.04%。

（2）采用高温熔炉进行拉丝，温度控制在1800~2200℃； 

（3）拉丝出炉后进行三步阶梯式退火处理，第一次退火是在拉丝炉退火管，退火管设置石墨保温层，使其在拉丝炉退火管中缓慢降温，从2000度左右下降至1500度，退火时间为3~7s；第二次退火是在拉丝炉退火管下方15cm处，安装1~3m长加热炉中进行保温退火，设置退火温度在1000~1200度，根据光纤温度在线监测器显示的数值调整控制退火温度；第三次退火在保温炉下部20~50cm处，设置保温管，内装保温层，不另外设置加温器件，使光纤通过保温管温度缓慢下降。

再经过3~5m的自然冷却空间，进入氦气冷却管强制冷却，将光纤温度降低至100度以下，形成具有外下陷包层的裸光纤。 

（4）拉丝过程中采用恒张力PLC控制系统，保持稳定张力2.0~3.0N，进行生产，减少微裂纹的同时，保持光纤包层直径的稳定。 

（5）对裸光纤进行两层涂覆，内层涂料采用小模量涂料，进行涂覆，再经过紫外光固化。外层涂料采用紫外光涂料，涂覆后进行紫外光固化。所述的小模量涂料采用紫外光固化涂料，模量低于0.7MPa； 

（6）最后采用收线装置将光纤以小张力收线，张力小于0.7N，绕到光纤盘完成生产。

通过测试光纤的光学衰减损耗性能，在23±5度，湿度50±5的条件下，使用光纤后向反射仪进行测试，其1550nm波段的衰减值为0.174dB/km。 

本发明采用调整预制棒的折射率分布，拉丝采用阶梯式退火方式，在拉丝张力控制过程中采用恒张力PLC自动控制方式，在涂料选取方面采用小模量涂料，降低其微弯损耗，筛选过程中控制大盘收线张力在较小的水平，例如小于0.6N。最终能够生产出一种适应于长距离通信传输的低损耗单模光纤，其1550nm处损耗可以低至0.175dB/km，远小于标准规定的0.3dB/km，尤其适用于远距离通信传输。