引用本文:
秦 钰,陈京京,张 彬,等:基于OVD制棒技术的芯棒与尾柄对接工艺对光纤性能的影响[J]. 光通信技术,2021,45(8):58-62.
秦 钰,陈京京,张 彬,沈一春,钱宜刚,吴椿烽*
(中天科技精密材料有限公司,江苏 南通 226009)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为减少光纤参数波动超标,提升有效拉丝长度,基于外部气相沉积(OVD)法制棒技术研究了芯棒和尾柄的对接工艺及其与接口附近光纤参数的关系,阐述了利用自动数控车床进行芯棒和尾柄对接的工艺方法,理论分析了对接工艺对光纤性能影响的原理,并将不同对接工艺的芯棒进行拉丝对比实验。实验结果表明:使用该对接工艺的芯棒跳动值一次符合率可从90%提升至98%以上,确定了利于减小光纤模场直径波动的挤压程度DD0为1.2,且氢氧比2∶1.1是在不产生接口气泡前提下使光纤水峰性能最优的对接参数。
关键词:外部气相沉积法;对接工艺;黏度;芯包同心度;模场直径;水峰
中图分类号:TN914 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2021)08-0058-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.08.012
0 引言
近两年,G.652单模光纤产能逐步饱和,价格持续走低[1-2],降低生产成本已成为各光纤厂家提高产品竞争力的重要手段。随着光纤拉丝工艺的逐步成熟,如何在不大幅改进设备和工艺的情况下提升单根棒的有效拉丝长度已是最重要的降本方法之一[3]。目前,单模光纤预制棒制造领域公认性价比最高的制造方法是全合成法工艺,外部气相沉积(OVD)法制作外包层是降低生产成本的重要工艺步骤[4],而其中芯棒和尾柄对接口附近的光纤参数波动对预制棒有效拉丝长度有直接影响。为减少该影响,本文基于OVD制棒技术研究芯棒和尾柄的对接工艺及其与接口附近光纤参数的关系。
3 结束语
本文基于OVD制棒技术研究了芯棒和尾柄的对接工艺及其与接口附近光纤参数的关系,针对对接口附近芯层易出现偏心、形变和羟基渗入的问题进行了深入分析,在改善对接口附近光纤的性能方面得出以下结论:
①对接后接口附近芯棒的跳动值与所制光纤的芯包同心度呈正相关,随着跳动值的增大,芯包同心度均值和超标长度相应增加。为获得较好的对接效果,减少光纤芯包同心度报废,应将对接后芯棒跳动值控制在0.4 mm以内,优选0.3 mm以内。
②对接时芯棒和尾柄挤压程度DD0≥1.20则不会发生对接后接口断裂,但继续增大DD0会使接口附近芯层形变难以控制,从而使所制光纤的模场直径波动增大,甚至超标。由实验结果可知,挤压程度DD0为1.20是兼顾接口强度和拉丝模场直径波动较为合适的工艺参数。
③对接时火焰的氢氧比对热量分布有显著影响,合适的氢氧比可以减少加热至对接温度所需的时间,减少对接后接口处的气泡数量,并改善接口附近光纤的水峰情况。由实验结果可知,氢氧比为2∶1.1的略微富氧状态是在不产生接口气泡前提下使光纤水峰性能最优的工艺参数。
本文的研究结果表明:采用自动数控车床和合适的工艺参数进行对接作业,可以有效改善接口附近光纤的芯包同心度、模场直径和水峰衰减性能;本文提出的芯棒和尾柄对接工艺方法对OVD外包沉积技术进行了完善,可以提升全合成光纤预制棒的有效拉丝长度,降低生产成本;另外,利用天然气作为热源替代氢氧焰将更有利于改善对接口水峰性能,用多组件石墨炉精确控制对接口附近温度场分布在减少芯层形变方面也有一定优势,均值得继续加以研究。