專利名稱：光纖在拉絲過(guò)程中的冷卻方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是光纖在拉絲過(guò)程中的冷卻方法，是在至少一個(gè)冷卻區(qū)，和至少一種冷卻流體進(jìn)行的。
有多種類型的光纖氧化物玻璃基光纖、氟化物基光纖、聚合物基的塑料光纖。氧化物基光纖通常為石英玻璃，通常是用熱拉絲制造，或從一個(gè)預(yù)制件開(kāi)始拉絲，這個(gè)預(yù)制件為一粗的石英玻璃圓柱體。通常至少部分摻雜，其直徑一般在20至200mm之間，其長(zhǎng)度通常在300至2000mm之間。

圖1示意性地畫(huà)出拉絲塔(tour de fibrage)1。預(yù)制件2在拉絲爐3中熔化，拉絲爐3將預(yù)制件2的溫度保持在2000℃。這樣得到的光纖7在空氣中冷卻，然后在至少一個(gè)冷卻裝置4中冷卻，最后，在進(jìn)入保護(hù)層裝置之前又用空氣冷卻。在拉絲塔1中的冷卻裝置4的位置通常要經(jīng)過(guò)優(yōu)選，以便在樹(shù)脂整理處有一合適的溫度。保護(hù)層裝置為光纖7加上至少一層保護(hù)層樹(shù)脂，這層樹(shù)脂通常是紫外光網(wǎng)格化的。在裝置5中一般有至少一個(gè)噴涂裝置(5a、5c)，每個(gè)后面跟著一個(gè)網(wǎng)格化裝置(5b、5d)。在圖1所示的情況下，裝置5中有第一樹(shù)脂噴涂裝置5a，其后跟著用紫外光將噴涂的樹(shù)脂網(wǎng)格化的裝置5b，然后是第二樹(shù)脂噴涂裝置5c，它的后面又有將這噴涂的樹(shù)脂網(wǎng)格化的裝置5d。最后由絞盤(pán)6將加了保護(hù)層的光纖8抽出，然后繞在卷筒9上。
上面所述的拉絲爐3是沿著同一條向下的豎直線Z，通常是沿著拉絲爐(four de fibrage)3的底部鉛直向下，如豎直標(biāo)z所示。圖1中所示出的裝置的所有組件都是技術(shù)人員所熟悉的。另外，在上面沒(méi)有示出的其它部件也是技術(shù)人員所熟悉的，例如未加保護(hù)層和/或加了保護(hù)層光纖的直徑的測(cè)量裝置、光纖在第一保護(hù)層和第二保護(hù)層中的偏心情況的測(cè)量裝置、在給定的鉛直標(biāo)度的光纖溫度的測(cè)量裝置都是屬于已知技術(shù)。
所述的冷卻應(yīng)該使得光纖在從拉絲爐出口處保持的溫度可與要涂的保護(hù)樹(shù)脂的溫度相當(dāng)，就是說(shuō)，約為50℃。事實(shí)上，光纖在拉絲爐出口處的溫度很高，對(duì)于石英基的光纖來(lái)說(shuō)根據(jù)使用的拉絲爐和使用的拉絲速度，一般在1000-2000℃。光纖在拉絲爐出口到保護(hù)層裝置的入口間的冷卻就是在拉絲中要解決的重要問(wèn)題，越要提高拉絲的速度，這個(gè)問(wèn)題就越重要。已經(jīng)知道，光纖的衰減和冷卻條件有關(guān)，也知道，如果光纖在保護(hù)層裝置入口處的溫度太高，則會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，由于光纖在保護(hù)層中偏心而影響保護(hù)層的質(zhì)量。然而，在幾年前，在工業(yè)生產(chǎn)中石英基光纖的拉絲速度已達(dá)到300m/mn，逐漸地到今天已經(jīng)達(dá)到約1500m/mn或更高。這種傾向是和生產(chǎn)率的提高相連系的，這是光纖工藝的重要目標(biāo)之一，在今天得到驗(yàn)證。
在制造氟化物基的光纖的情況下，制造方法的原理是一樣的，但預(yù)制件通常要小，直徑在15到20mm，最大長(zhǎng)度為幾個(gè)幾十厘米，例如10cm，而在拉絲爐出口處的溫度通常在300到450℃之間，這就可以存在同樣的問(wèn)題。在制造聚合物材料基的光纖的情況下，也是使用相同的方法，在這里，預(yù)制件的尺寸更小，通常直徑為幾十個(gè)mm，如80mm，最大長(zhǎng)度為幾十個(gè)厘米，例如50cm，在拉絲爐出口處的溫度一般在200-250℃之間，這存在有同樣的問(wèn)題。在后面的敘述中，是以石英基光纖進(jìn)行描述的，而這種描述對(duì)于其它類型的光纖同樣適用，即對(duì)于不同于石英的玻璃為基的光纖同樣適用。
已有多種裝置用來(lái)冷卻石英基光纖。一種可能的方案是增加冷卻光纖與空氣的交換面積，特別是使用增加拉絲爐與保護(hù)層裝置之間的距離。然而這種方案就要求提高目前所用的拉絲塔的高度，這使投資項(xiàng)目太大。
另一種方案是提高在拉絲爐和保護(hù)層裝置距離上的冷卻的有效性。單一的空氣冷卻對(duì)于現(xiàn)在使用的拉絲塔是太不夠了，除此之外在工業(yè)中所使用的各種不同的裝置，例如在歐洲專利申請(qǐng)?zhí)枮镋P-A1-0,079,186所示出的裝置，其共同原理是向處在拉絲爐出口的給定側(cè)的光纖表面沿徑向噴射一種氣體，這種氣體在處在熱交換管的中心的一定長(zhǎng)度的光纖上向上或向下循環(huán)。氣體的熱導(dǎo)率是技術(shù)人員所熟知，通常如空氣、二氧化碳、氮?dú)狻鍤饣蚝??；蛟S混合氦和氮?dú)馐且环N熱傳導(dǎo)源。最好用冷卻流體對(duì)前述的管子進(jìn)行周期性的冷卻，通常的冷卻流體是水。例如，專利US-A4,761,168就描述了這種系統(tǒng)的一種改良型，此處是使氣體在一根特殊形狀的熱交換管中沿光纖的長(zhǎng)度方向流動(dòng)，這保證了沿光纖長(zhǎng)度方向流動(dòng)的氣體的有限層的有規(guī)律地替換。這種改善的目的在于提高熱交換的有效性。
使用以前技術(shù)冷卻光纖還有其它的一些問(wèn)題，其中之一是制造時(shí)的冷卻是在爐的出口和到通過(guò)保護(hù)層裝置之前進(jìn)行的，這就會(huì)非常明顯的增加和光纖相關(guān)的瑞利(Rayleigh)散射，因此，增加準(zhǔn)備要用的光纖的衰減的最大部分。然而，眾所周知在光纖的使用波長(zhǎng)處，即在約1310nm或1550nm處，光纖的衰減要盡可能小，以使光信號(hào)在述及的光纖中的傳輸最好。
因此，提出了多種方案來(lái)確定冷卻的輪廓線，采用特殊的方法和/或裝置來(lái)得到，以使光纖的瑞利散射最小。一般說(shuō)來(lái)，是建議至少部分地應(yīng)用慢冷卻輪廓線，慢冷卻就是說(shuō)比空氣冷卻還要慢。例如，申請(qǐng)?zhí)枮镈E-A1-3,713,029就指出在拉絲爐出口處實(shí)施慢冷卻。
然而，這些方法并不令人滿意，因?yàn)檫@些方法不能將需要的衰減降到相對(duì)于最小的理論衰減為最低的水平而不損壞光纖的機(jī)械穩(wěn)定性。
本發(fā)明的目的在于消除現(xiàn)有技術(shù)冷卻系統(tǒng)的弊端，使得光纖在制造過(guò)程中的冷卻得以改善，其目的還特別在于相對(duì)于已知的現(xiàn)有技術(shù)的冷卻系統(tǒng)而言，使用本發(fā)明的冷卻方法的拉絲方法，能明顯地減少瑞利散射，因而明顯地減少衰減，而且保持光纖的機(jī)械穩(wěn)定性。
為此，本發(fā)明在于一種光纖在制造中的冷卻方法，在至少一個(gè)冷卻區(qū)中和至少一種冷卻流體接觸，這種方法的特征在于在一個(gè)快冷區(qū)進(jìn)行快冷卻，即較空氣冷卻為快的冷卻，以使光纖從最初的溫度對(duì)于以石英玻璃基光纖在2000℃到1500℃之間，對(duì)摻氟玻璃基光纖，在450℃到250℃之間，對(duì)聚合物基的光纖在250℃到175℃之間，過(guò)渡到快冷卻的末溫度對(duì)于石英基光纖在1700℃到1200℃之間，對(duì)于摻氟玻璃基的光纖在400℃到200℃之間，對(duì)聚合物基的光纖在225℃到75℃之間。然后進(jìn)入一個(gè)慢冷區(qū)進(jìn)行慢冷卻，即較空氣冷卻為慢的冷卻，從慢冷卻的開(kāi)始溫度對(duì)于石英玻璃基的光纖在1700℃到1000℃之間，對(duì)于摻氟玻璃基光纖在400℃到150℃之間，對(duì)于聚合物基的光纖在225℃到50℃之間，過(guò)渡到慢冷卻的末溫度對(duì)于石英玻璃基的光纖在1500℃到700℃之間，對(duì)于摻氟玻璃基的光纖在350℃到25℃之間，對(duì)于聚合物基的光纖在200℃到25℃之間。
在快冷區(qū)和慢冷區(qū)之間可以有一個(gè)空氣過(guò)渡區(qū)，而這并非是必須的。
在快冷區(qū)的快速冷卻至少是快于空氣冷卻，最好是快許多。換言之，快冷卻的瞬時(shí)斜率值 要比將光纖放在空氣中冷卻的瞬時(shí)斜率值要高，此處T表示光纖的溫度，t表示時(shí)間。所說(shuō)的這種冷卻的瞬時(shí)斜率的值大于將光纖放在空氣中的瞬時(shí)斜率，最好在快冷區(qū)的中部，更好是在大部分快冷區(qū)，再好的是在幾乎全部快冷區(qū)。
在慢冷區(qū)的慢速冷卻至少是慢于在空氣中的冷卻，最好慢得多。換言之，慢速冷卻的瞬時(shí)斜率 的值小于將這種光纖放到空氣中的冷卻時(shí)的瞬時(shí)斜率的值，此處T表示溫度，t表示時(shí)間。所說(shuō)的瞬時(shí)斜率的值小于將光纖放在空氣中冷卻時(shí)的瞬時(shí)斜率的值，最好在慢冷區(qū)的中部，更好的是在大部分的慢冷區(qū)，再進(jìn)一步好的是在幾乎所有的慢冷區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)理想的實(shí)施方式，每個(gè)冷卻區(qū)的溫度輪廓線的建立是使得包層的假定溫度(temperature fictive)(Tfg)盡可能的高，而纖芯的假定溫度(Tfc)盡可能的低。
當(dāng)然，這種實(shí)施方式能夠在冷卻中防止光纖衰減，改善使用根據(jù)本發(fā)明的冷卻方法所拉絲制造的光纖的機(jī)械強(qiáng)度。此處，機(jī)械強(qiáng)度是按照Bellcore CR 20規(guī)范2/1998標(biāo)準(zhǔn)中定義的，即對(duì)有保護(hù)層的光纖施以軸向伸長(zhǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)，在使用Weibull統(tǒng)計(jì)定理的統(tǒng)計(jì)分布中，光纖的斷裂占50％。
技術(shù)人員懂得包層和纖芯的標(biāo)準(zhǔn)。纖芯是傳播至少50％的光能所對(duì)應(yīng)的部分，即光纖的中心部分。在傳統(tǒng)上，將直到直徑為125μm的部分稱為包層，即為和纖芯相補(bǔ)的光纖的外圍部分。在這里，我們感興趣的是光纖外圍的包層部分，它對(duì)機(jī)械特性有影響，特別是對(duì)光纖的機(jī)械強(qiáng)度有影響。所說(shuō)的包層的假定溫度，例如在用預(yù)制件制造光纖的情況下，預(yù)制件是用MCVD(改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積工藝)類型等離子體沉積方法實(shí)現(xiàn)的，用重新裝載(recharge)的假定溫度來(lái)推算。
述及的假定溫度是目前在玻璃領(lǐng)域中引入的一個(gè)概念，為的是更完整地了解玻璃。假定溫度是對(duì)于一個(gè)給定的性質(zhì)p，在數(shù)值上給出目前給定的沉積的石英組成的熱經(jīng)過(guò)。可將這個(gè)概念用于光纖，特別應(yīng)用于拉制過(guò)程?，F(xiàn)在是用紅外分析法或拉曼(Raman)分析法間接測(cè)量的。在我們的這個(gè)申請(qǐng)中，所說(shuō)的假定溫度是和瑞利散射相關(guān)的。在拉制過(guò)程中，對(duì)于述及的組成，假定溫度隨著這個(gè)組成的冷卻輪廓線而連續(xù)下降，而且當(dāng)石英的溫度較它的玻璃狀瞬態(tài)溫度低得太多時(shí)，這個(gè)值為常數(shù)。
假定溫度具有多種研究的目的，這里，我的引證G.W Scherer的研究“Relaxation in Glass and Composites”,Krieger Publishing,1992，聯(lián)系C.T.Moynihan的研究“Phenomenology of the structuralRelaxation process and the Glass Transition”,Assignment of GlassTransition,ATM STP 1249,ed.American Society for testing andmaterials,1994,pp.32-49，以及O.S.Narayanaswamy,Journal of theAmerican Ceramics Society,1971,54(10),pp.491-498。根據(jù)這些研究，有一個(gè)可以根據(jù)給定組成的玻璃的馳豫特性來(lái)模擬計(jì)算假定溫度。模擬計(jì)算再用實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)修正，所述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是以在不同的冷卻條件下，對(duì)加熱、浸漬的光纖的衰減和機(jī)械強(qiáng)度的測(cè)量為基礎(chǔ)的。
由于纖芯是光纖導(dǎo)光的主要部分，在拉絲過(guò)程中實(shí)施本發(fā)明的冷卻方法，由這種拉絲而得到的光纖的衰減自然與纖芯的假定溫度有關(guān)。由于光纖的表面的表面效應(yīng)(effet de surface àsurface)，在拉絲過(guò)程中實(shí)施本發(fā)明的冷卻方法，由這種拉絲方法而得到的光纖的機(jī)械強(qiáng)度自然和光纖的包層的假定溫度相關(guān)。因此，實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法就要包括對(duì)纖芯假定溫度的優(yōu)選和對(duì)光纖包層假定溫度的優(yōu)選。
使用根據(jù)本發(fā)明的方法，在實(shí)際上能方便地控制由在具有冷卻裝置的拉絲塔中拉絲而得到的光纖的兩個(gè)主要參量，即衰減和機(jī)械強(qiáng)度。事實(shí)上已經(jīng)看到，根據(jù)本發(fā)明所實(shí)現(xiàn)的快冷曲線在實(shí)際上對(duì)光纖的衰減沒(méi)有影響。
根據(jù)本發(fā)明的方法的另一優(yōu)越性在于經(jīng)濟(jì)上必要性。即降低了為了冷卻而必需的塔的高度，且使拉絲的速度提高。事實(shí)上，因?yàn)橛幸粋€(gè)快速冷卻區(qū)，這就達(dá)到了拉絲塔的高度和/或拉絲的速度，而且增加了慢冷區(qū)，這就改善了衰減。另外，這樣的區(qū)能方便地控制光纖進(jìn)入慢冷區(qū)入口處的溫度，不管拉絲的速度如何。
根據(jù)一種實(shí)施方式，選擇慢冷卻輪廓線，使得纖芯的假定溫度盡可能的低，調(diào)節(jié)快冷卻輪廓線，使得包層的假定溫度盡可能高。這樣可能使用一種裝置，實(shí)施給定的慢冷卻曲線，放置進(jìn)行拉絲的拉絲爐處，以使纖芯的假定溫度最小，然后安排利用快冷卻曲線的裝置并位于進(jìn)行拉制的拉絲爐處以使包層的假定溫度最大。如果希望以控制衰減為主，然后根據(jù)對(duì)衰減的控制來(lái)使機(jī)械強(qiáng)度的值最大，這也是一種方法，這是最經(jīng)常的情況。
按照另一種實(shí)施方式，選擇快冷卻曲線，以使包層的假定溫度盡可能的高，然后調(diào)節(jié)慢冷卻曲線，使纖芯的假定溫度盡可能的低。這樣可以采用一種裝置來(lái)實(shí)施給定的快冷卻曲線，被放置于實(shí)施拉絲的拉絲爐上以使包層的假定溫度最大化，然后確定實(shí)施慢冷卻曲線的裝置，并使其位于拉絲爐上以使纖芯的假定溫度最小化。如果首先希望控制機(jī)械強(qiáng)度，并根據(jù)對(duì)機(jī)械強(qiáng)度的控制來(lái)使衰減取最小值，這是一種方法。
一般說(shuō)來(lái)，光纖在快冷卻區(qū)入口處的初始溫度大體上等于拉絲爐出口處的溫度，這樣如前所述光纖在快冷區(qū)出口處的溫度和包層的成分有關(guān)，根據(jù)所希望得到的包層的假定溫度來(lái)建立。
一般說(shuō)來(lái)，光纖在慢冷區(qū)入口處的初始溫度以及光纖在慢冷卻區(qū)出口處的溫度，如前所述二者都和纖芯的成分有關(guān)，根據(jù)所希望的纖芯的假定溫度來(lái)建立。
在一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的方法是在述及的慢冷卻之后，在第二快冷區(qū)中有一附加的快冷卻。
這樣的一個(gè)附加的快冷卻的好處在于能將光纖的溫度引導(dǎo)到整理區(qū)的入口溫度而不損壞光纖的機(jī)械特性和光學(xué)特性。
盡管，本發(fā)明是用石英玻璃光纖來(lái)說(shuō)明的，然而，它亦可應(yīng)用于前面所述的其它類型的光纖，按順序所采用溫度方案是技術(shù)人員所知道的。
例如選用空氣、氬氣、氮?dú)?、二氧化碳以及氦氣作為冷卻氣體，通常，最好是混合氮和氦氣作為冷卻氣體。
最后，本發(fā)明還涉及實(shí)施本發(fā)明方法的一個(gè)裝置，其中至少有一個(gè)給定的快冷卻裝置和一個(gè)給定的慢冷卻裝置。
在閱讀后面的描述中將更好地弄懂本發(fā)明的別的特征和好處。給出后面的描述并非是進(jìn)行限制，參照?qǐng)D1至5。
圖1示出一個(gè)拉絲裝置的示意圖，其中有一個(gè)根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的光纖冷卻裝置。
圖2示出一個(gè)拉絲裝置的示意圖，其中有一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的光纖冷卻裝置。
圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)拉絲裝置中的幾條冷卻曲線。
圖4示出纖芯7的假定溫度(為縱座標(biāo)，單位為℃)隨在慢冷卻裝置11的入口處的溫度(橫坐標(biāo)，單位為℃)而變化。所述的慢冷卻裝置是在和圖2中的裝置相同的拉絲裝置中。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的方法最終加在光纖上的冷卻曲線。
前面已和現(xiàn)有技術(shù)相聯(lián)系對(duì)圖1作過(guò)描述。拉絲塔1中有一個(gè)拉絲爐3、一個(gè)根據(jù)以前技術(shù)的冷卻裝置4、一個(gè)保護(hù)層裝置5、一個(gè)絞盤(pán)6和一個(gè)卷筒9。
圖2也示出一條拉絲塔1’，其中除冷卻裝置12之外所有部件都和圖1中的相同，此處的冷卻裝置12是根據(jù)本發(fā)明的，其中有第一快冷卻裝置10和第二慢冷卻裝置11。第一快冷卻裝置10確定一個(gè)快冷卻區(qū)100；第二慢冷卻裝置11確定一個(gè)慢冷卻區(qū)101。這兩個(gè)裝置中的一個(gè)放在另一個(gè)的上方，這就限定了過(guò)渡區(qū)105的高度h，高度h可以取任意值。
根據(jù)一個(gè)變形，根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置中還有一個(gè)快冷卻管13，確定一個(gè)快冷區(qū)102，在圖2中用虛線畫(huà)出。管13可以并非是必須的，例如是為了在慢冷卻裝置11的出口到保護(hù)層裝置5的入口之間有足夠的空間用空氣冷卻光纖7，而是相反，這樣管子13的快冷裝置可足以使光纖7在所需的空間中達(dá)到保護(hù)裝置5的進(jìn)入溫度。在鉛直方向，裝置13在實(shí)際上不能再對(duì)由光纖7加保護(hù)層而成光纖8的機(jī)械性能和光學(xué)性能產(chǎn)生影響，在慢冷卻裝置11的出口處，光纖7的各種組成就已經(jīng)固定了。
后面描述本發(fā)明的一個(gè)特殊實(shí)施方式的例子，而這對(duì)本發(fā)明沒(méi)有任何限制。
示例圖3示出光纖在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的拉絲裝置中的幾條冷卻曲線。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的裝置與圖2所示的裝置相比沒(méi)有裝置10和13。拉絲爐3的出口溫度為1800℃，拉絲爐3到保護(hù)層裝置5之間的高度為9m，拉絲速度為900m/mn，在這樣表示的根據(jù)以前技術(shù)的情況中，在拉絲爐3的出口只有一個(gè)慢冷卻裝置11，使用一種給定效率的再加熱裝置11，長(zhǎng)度5m。橫軸為鉛直線Z，單位為米，從拉絲爐3的底部算起(見(jiàn)圖2)?？v坐標(biāo)為光纖溫度T，單位為℃。冷卻曲線的連續(xù)部分的方程是T(℃)-T0=(Te-To)exp(-α*z)此處Z是鉛直線，單位是米，而α、Te、To都是玻璃的馳豫參數(shù)。這里有多條曲線，分別為31、32、33，對(duì)應(yīng)于再加熱裝置11的入口處的溫度T11分別為1660℃、1400℃、1170℃。這里還給出一條比較曲線30，是在拉絲爐3和保護(hù)層裝置5之間沒(méi)有冷卻裝置10、11，或13中的任何一個(gè)，單純用空氣冷卻的。
與圖3相聯(lián)系，圖4中示出光纖7的纖芯的假定溫度Tfc(縱坐標(biāo)，單位為℃)隨慢冷卻裝置11的入口處的溫度(單位℃)的變化，是在和圖3相同的拉絲裝置中?？梢钥闯觯肟谔幍臏囟萒11有一個(gè)最佳值，約為1400℃，對(duì)于這樣的溫度，光纖7的纖芯假定溫度Tfc取最小值，約為1202℃。在拉絲塔1’的裝置11的最后位置就由這個(gè)最小的入口溫度來(lái)確定。對(duì)于這個(gè)值，包層的假定溫度Tfg約為1423℃。
然后根據(jù)本發(fā)明安排快冷卻裝置10，長(zhǎng)度20cm，具有給定的效率，在拉絲線1’的拉絲爐3與裝置11之間，實(shí)現(xiàn)根據(jù)圖2的拉絲裝置，而沒(méi)有裝置13。調(diào)整裝置10，使能得到最大的包層假定溫度Ttg為1440℃，并保持慢冷裝置入口處的溫度T11，于是計(jì)算纖芯的假定溫度Tfc，總是在1202℃附近。
為了說(shuō)明，由在圖3中的曲線30所示出的單純空氣冷卻給出的纖芯假定溫度Tfc約為1259℃和包層假定溫度Tfg約為1480℃。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的光纖上的最終冷卻曲線50。曲線30和32(參見(jiàn)圖3)是做為說(shuō)明畫(huà)出的，要區(qū)分快冷10曲線50e、跟著的慢冷11曲線50d、然后的空氣冷卻50c、跟著的直到保護(hù)層裝置5曲線50a，或用快冷卻13延長(zhǎng)曲線50b，直到裝置5。
根據(jù)本發(fā)明的拉絲過(guò)程1’，其中有一個(gè)冷卻階段，包括一個(gè)快冷卻10跟著一個(gè)慢冷卻11，由此而生成的加保護(hù)層的光纖8，其性能就得以改善，主要在機(jī)械強(qiáng)度方面，和以前技術(shù)條件所實(shí)現(xiàn)的光纖相比，約改善1％到10％，而保持在空氣中冷卻所得到的衰減低于0.005dB/km。
當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明的方法，并不限于上面所述。特別是可以在拉絲爐3下的鉛直線方向從拉絲爐3到保護(hù)層裝置5之間放置冷卻裝置12，以使纖芯的假定溫度Tfc最小，包層的假定溫度Tfg為最大。
權(quán)利要求
1．一種光纖(7)在拉制過(guò)程中的冷卻方法，是在至少一個(gè)冷卻區(qū)(10、11,13)和至少一種流體接觸進(jìn)行冷卻。其特征在于在快冷區(qū)(100)中進(jìn)行快冷卻(10)，即較空氣冷卻為快的冷卻，以使光纖(7)從初始溫度對(duì)于石英玻璃基光纖在2000℃到1500℃之間，對(duì)于摻氟玻璃基光纖在450℃到250℃之間，而對(duì)于聚合材料基光纖在250℃到175℃之間，過(guò)渡到一個(gè)快冷的末溫度對(duì)于石英玻璃基光纖在1700℃到1200℃之間，對(duì)于摻氟玻璃基光纖在400℃到200℃之間，對(duì)于聚合物基光纖情況下在225℃到75℃之間，接著在一個(gè)慢冷區(qū)(101)中進(jìn)行慢冷卻(11)，即較空氣冷卻為慢的冷卻，以使述及的光纖(7)從慢冷的開(kāi)始溫度對(duì)于石英玻璃基光纖在1700℃到1000℃之間，對(duì)于摻氟玻璃基光纖在400℃到150℃之間，對(duì)于聚合物基光纖在225℃到50℃之間，過(guò)渡到慢冷(11)的末溫度對(duì)于石英玻璃基光纖在1500℃到700℃之間，對(duì)于摻氟玻璃基光纖在350℃到25℃之間，而對(duì)于聚合物基光纖在200℃到25℃之間。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，在每個(gè)冷卻區(qū)(10,11)中建立溫度曲線，以使包層的假定溫度(Tfg)盡可能的高，而使纖芯的假定溫度(Tfc)盡可能的低。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，選擇慢冷卻(11)的溫度曲線，以使纖芯的假定溫度(Tfc)盡可能的低，再調(diào)節(jié)快冷卻(10)曲線，以使包層的假定溫度(Tfg)盡可能的高。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的方法，選擇快冷卻(10)的冷卻曲線，以使包層的假定溫度(Tfg)盡可能的高，再調(diào)節(jié)慢冷卻(11)的曲線，以使纖芯的假定溫度(Tfc)盡可能的低。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4中某一條的方法，是在慢冷區(qū)(11)之后，在第二快冷區(qū)(102)中有一附加的快冷卻(13)。
全文摘要
一種光纖(7)在拉絲過(guò)程中的冷卻方法是在至少一個(gè)冷卻區(qū)(10、11、13)中與至少一種流體進(jìn)行接觸,其特征在于其中有一個(gè)快冷卻(10),即較空氣冷卻為快的冷卻,使光纖(7)從初始溫度過(guò)渡到所述光纖(7)的快冷卻的末溫度,然后接著一個(gè)慢冷卻(11),即較空氣冷卻為慢的冷卻,以使光纖(7)從慢冷卻的開(kāi)始溫度過(guò)渡到光纖(7)慢冷卻的末溫度。
文檔編號(hào)C03B37/027GK1301675SQ0013558
公開(kāi)日2001年7月4日 申請(qǐng)日期2000年12月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月30日
發(fā)明者索菲·杜伯伊斯, 杰拉德·奧賽爾, 讓－弗朗索瓦·布爾希斯 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾公司