機械強度提高的光纖制造技術

本發明專利技術提供了一種機械強度得到提高的光纖。該光纖包含壓縮應力至少為100兆帕的外包層。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術一般涉及光纖，更具體地涉及機械強度得到改善的光纖。
技術介紹
光纖的機械性質十分重要，因為它們影響將光纖編織成光纜的方式，還影響光纜本身的性質。特別重要的一種機械性質是機械強度。 包括通常用來制備光纖的基本上純的或者稍微摻雜的二氧化硅在內，玻璃材料的機械強度至少部分隨著用來制備玻璃的組分或成分變化。此外，玻璃材料的機械強度可能受到用來制備玻璃的處理條件的影響。例如，在平面玻璃產品中，若玻璃外表面經處理后處于壓縮應力狀態，則玻璃強度可能顯著增加。
技術實現思路
本專利技術的一個實施方式涉及一種光纖，所述光纖包含纖芯、包圍所述纖芯的內包層和包圍所述內包層的外包層。所述外包層的壓縮應力至少為100兆帕。本專利技術的另一個實施方式涉及一種光纖，所述光纖包含纖芯和包圍所述纖芯的外包層。所述外包層的壓縮應力至少為100兆帕。本專利技術的另一個實施方式涉及一種制備光纖的方法。所述方法包括從光纖預制件拉制光纖，其中所述光纖包含纖芯、包圍所述纖芯的內包層和包圍所述內包層的外包層。在成品光纖中，所述外包層的壓縮應力至少為100兆帕。在以下的詳細描述中給出了本專利技術的附加特征和優點，其中的部分特征和優點對本領域的技術人員而言是容易理解的，或按文字描述和其權利要求書以及附圖中所述實施其實施方式而被認識。應理解，上面的一般性描述和下面的詳細描述都僅僅是示例性的，用來提供理解權利要求的性質和特點的總體評述或框架。包括的附圖提供了對本專利技術的進一步理解，附圖被結合在本說明書中并構成說明書的一部分。附圖說明了本專利技術的一個或多個實施方式，并與說明書一起用來解釋各種實施方式的原理和操作。附圖說明圖I示出了光導纖維的一個實施方式的示意圖；圖2示出了光導纖維的另一個實施方式的示意圖；以及圖3繪出了對應于圖2所示實施方式的光纖的應力-徑向位置關系圖。具體實施例方式本專利技術揭示了機械強度得到提高的光纖及其制造方法。該光纖包含壓縮應力至少為100兆帕的外包層。我們說外包層的壓縮應力至少為100兆帕的意思是，該外包層處于壓縮狀態，壓縮應力的大小或者說絕對值至少為100兆帕。壓縮應力值可利用Wissuchek等報告的光纖應力測量技術測定，參見“Analysis of Residual Stress in OpticalFiber”(光纖殘余應力分析)，關于光纖可靠性和測試的SPIE會議(SPIE Conferenceon Optical Fiber Reliability and Testing)的一部分，美國馬薩諸塞州波士頓市(Boston，Massachusetts)，1999 年 9 月，SPIE 第 3848 卷，第 34-43 頁，該文獻的完整內容通過參考結合于此。玻璃層或區域的軟化點定義為這樣的溫度，即玻璃在該溫度或區域的黏度約等于IO7 6泊(即3. 981xl07泊)。玻璃的軟化點和玻璃在該軟化點附近的溫度下的黏度可利用ASTM C338-93 (2008) “玻璃軟化點標準測試方法”(Standard Test Method forSoftening Point of Glass)測定。圖I示意性地呈現了本文所揭示的光纖的一個示例性實施方式。光纖10包含纖芯區12、包圍所述纖芯12的內包層14和包圍所述內包層14的外包層16，其中外包層16的壓縮應力至少為100兆帕，如至少為150兆帕，又如至少為200兆帕。該光纖也可涂覆一個或多個涂層(未示出)，如包含聚合物材料的涂層。圖2示意性地呈現了本文所揭示的光纖的另一個示例性實施方式。光纖10’包含纖芯區12’和包圍所述纖芯12’的外包層16’，其中所述外包層16’的壓縮應力至少為100兆帕，如至少為150兆帕，又如至少為200兆帕。該光纖也可涂覆一個或多個涂層(未示出)，如包含聚合物材料的涂層。具有壓縮應力至少為100兆帕的外包層的光纖可用本文所揭示的方法制造，其中外包層的黏度和徑向厚度被控制在規定的范圍內。此外，外包層中的壓縮應力也可能受到拉制光纖的張力的影響。這種光纖可具有提高的機械強度特性，不會由于應力-光學效應而對光纖的折射率分布造成明顯的負面影響。應力-光學效應是因為光纖中的應力而發生的效應,該效應改變光纖的折射率，使其偏離單獨根據組成所預期的數值。例如，由于拉制引起的應力，玻璃中原子間的距離以及原子的電子殼層可能受到影響。這些影響導致玻璃的折射率發生變化，所述變化可用圓柱坐標表示為權利要求1.一種光纖，它包含纖芯、包圍所述纖芯的內包層和包圍所述內包層的外包層，其中所述外包層的壓縮應カ至少為100兆帕。2.如權利要求I所述的光纖，其特征在于，所述外包層的軟化點與所述內包層的軟化點之差大于40°C。3.如權利要求I所述的光纖，其特征在于，所述外包層的徑向厚度約為所述光纖的徑向厚度的3%-30%。4.如權利要求I所述的光纖，其特征在于，當所述光纖處于所述內包層軟化點±200°C范圍內的任何溫度時，所述外包層的黏度與所述內包層的黏度之比約為0. 1-0. 9。5.如權利要求I所述的光纖，其特征在于，所述外包層包含至少ー種選自下組的摻雜劑氧化鍺、氟、氯、硼、氧化鈦、磷、氧化鋁、鉀和鈉。6.如權利要求I所述的光纖，其特征在于，所述外包層的壓縮應カ至少為150兆帕。7.如權利要求I所述的光纖，其特征在于，所述外包層的徑向厚度在約2.5-17. 5微米之間。8.如權利要求I所述的光纖，其特征在于，當所述光纖處于所述內包層軟化點±200°C范圍內的任何溫度時，所述外包層的黏度與所述內包層的黏度之比約為0. 2-0. 5。9.如權利要求I所述的光纖，其特征在于，所述外包層的徑向厚度約為所述光纖的徑向厚度的5%-20%。10.如權利要求I所述的光纖，其特征在于，所述外包層的壓縮應カ至少為200兆帕。11.如權利要求I所述的光纖，其特征在于，當光纖處于約1400-1800°C范圍內的任何溫度時，所述外包層的黏度與所述內包層的黏度之比約為0. 1-0. 9。12.—種光纖，它包含纖芯和包圍所述纖芯的外包層，其中所述外包層的壓縮應カ至少為100兆帕。13.如權利要求12所述的光纖，其特征在于，所述外包層的軟化點與所述纖芯的軟化點之差優選大于40°C。14.如權利要求12所述的光纖，其特征在于，所述外包層的徑向厚度約為所述光纖的徑向厚度的3%-30%。15.如權利要求12所述的光纖，其特征在于，當所述光纖處于所述纖芯軟化點±200°C范圍內的任何溫度時，所述外包層的黏度與所述纖芯的黏度之比約為0. 1-0. 9。16.如權利要求12所述的光纖，其特征在于，所述外包層的徑向厚度在約5-35微米之間。17.一種制備光纖的方法，所述方法包括從光纖預制件拉制光纖，其中所述光纖包含纖芯、包圍所述纖芯的內包層和包圍所述內包層的外包層，其中所述外包層的壓縮應カ至少為100兆帕。18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述光纖用約100-400克的拉制張カ拉制。19.如權利要求17所述的光纖，其特征在于，所述外包層的徑向厚度約為所述光纖的徑向厚度的3%-30%。20.如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述光纖用約200-300克的拉制張カ拉制。全文摘要本專利技術提供了一種機械強度得到提高的光纖。該光纖包含壓縮應力至少本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：K·W·貝內特，A·V·菲利波夫，P·J·龍科，R·A·羅斯，P·坦登，
申請(專利權)人：康寧股份有限公司，
類型：發明
國別省市：