MÉTODO DE PRODUCCIÓN DE UNA PREFORMA DE FIBRAS ÓPTICAS.

[0001] La presente invención se refiere a un método de preparación de fibra monomodo de baja atenuación y particularmente a la preparación de una preforma de fibra óptica a partir de la cual se estira la fibra óptica monomodo, y que muestra una reducción de pérdida de transmisión en la región de longitud de onda de 1360 a 1460 nm (banda E). [0002] La fibra óptica monomodo convencional se puede utilizar para la transmisión de datos en la región de longitud de onda que va desde 1300 nm hasta 1600 nm. No obstante, en estas fibras monomodo, la transmisión de datos se realiza en la región de longitud de onda 1310 nm (Banda O) y 1550 nm (Banda C). La razón por la que no se usa la región 1360-1460 nm (banda E) para la transmisión de datos en esta fibra monomodo estándar, se debe a la pérdida de atenuación elevada de la señal durante la transmisión a 1380 nm. La atenuación elevada de la señal transmitida, se debe a una banda de absorción elevada en esta región, que se debe a la presencia de humedad (iones OH) en el núcleo de la fibra. Debido al alto crecimiento de la capacidad de red, la necesidad de utilización de la longitud de onda global en la región 1200 nm a 1600 nm se vuelve necesaria. [0003] Así, la fibra monomodo que se puede utilizar en la transmisión de señales en la banda E, será la que no tenga banda de absorción en esta región de longitud de onda. Otra forma de explicación es la fibra sin iones OH de la región del núcleo de la fibra, que es adecuada para la transmisión de señales en la banda E con una pérdida aceptable de potencia. [0004] La presente invención busca proporcionar un método para la preparación de fibra óptica monomodo con pérdida baja en la banda E, en particular, un método de preparación de preforma de fibras ópticas que muestra muy pocos iones OH en la región del núcleo para producir fibra óptica monomodo baja en OH. Descripción de la técnica anterior: [0005] Los métodos convencionales empleados en la producción de fibras ópticas monomodo, tales como MCVD (deposición de vapor químico modificado), OVD (deposición de vapor exterior) o VAD (deposición axial de vapor), dan como resultado un pico de atenuación elevado centrado alrededor de la región 1380 nm (banda E). Con la necesidad de fibras ópticas que se puedan utilizar en la totalidad de la región de la longitud de onda de 1200 nm a 1600 nm, el desarrollo de un proceso de preparación de fibras ópticas de muy baja concentración iónica OH en la región del núcleo de la fibra, ha supuesto un desafío para todos los fabricantes de fibra óptica. [0006] Las numerosas aproximaciones emprendidas por los fabricantes de fibra óptica para alcanzar el objetivo de preparación de fibras ópticas sin banda de absorción en la región de longitud de onda 1380 nm, se ha centrado en eliminar la inclusión de hidrógeno o compuestos que contienen hidrógeno en la región del núcleo de la preforma de la fibra óptica. [0007] La patente estadounidense 6,477,305 describe un método de fabricación de guía de onda óptica de bajo pico de agua. En una primera forma de realización preferida del método de la invención, se evita la exposición del agujero de la línea central a una atmósfera que contenga un compuesto de hidrógeno, siguiendo las etapas de secado químico y de consolidación del cuerpo poroso. Conformemente a esta forma de realización, el agujero de la línea central no tiene la posibilidad de rehumedecerse antes del cierre del agujero de la línea central. La segunda forma de realización de esta técnica es un método por el cual, el agua contenida en la parte del cuerpo de vidrio sólido sinterizado, que rodea el agujero de la línea central como resultado de la rehumidificación tras la consolidación, se elimina químicamente del vidrio antes de que el agujero de la línea central se cierre, preferiblemente en estirado. [0008] Conforme a la primera forma de realización, la etapa de cierre comprende el cierre de los dos extremos del cuerpo poroso con tapones, bien durante o después de la etapa de consolidación y del calentamiento de dicho cuerpo poroso en una atmósfera de gas inerte para sinterizar ambos extremos del cuerpo poroso con tapones, sellando así el agujero de la línea central y para dispersar el gas inerte desde el agujero de la línea central sellado. Después de la consolidación, el cuerpo de vidrio formado o bien se calienta en un horno para estirarse en caña de núcleo, o bien se expone el agujero de la línea central a una atmósfera de presión reducida mediante la rotura de uno de los tapones mencionados antes de calentar el cuerpo de vidrio en un horno para estirarse y dar lugar a la caña de núcleo. [0009] Conforme a la primera forma de realización preferida por la patente estadounidense 6,477,305, el mencionado agujero de la línea central tapado en un extremo, se introduce dentro de un horno para consolidar el cuerpo poroso con un tapón para cerrar un extremo. Después de la etapa de consolidación, la preforma sinterizada se retira de la zona caliente para conectarse al vacío en otro extremo, y el cuerpo de vidrio sólido sinterizado se introduce nuevamente en la zona caliente para formar el cuerpo de vidrio sólido sinterizado. Esta preforma se procesa más adelante para formar la 2 fibra óptica. [0010] El método anterior de patente estadounidense 6,477,305, presenta las siguientes desventajas: a) el tiempo del proceso de fabricación será negativamente alto, debido a que la sinterización y el cierre del agujero completo de la línea central, se hacen por separado; b) durante la sinterización se deformará físicamente la preforma, y el cierre completo del agujero de la línea central dentro del horno necesitará una temperatura más alta que la temperatura de sinterización; c) la realización de la etapa de preforma es muy compleja, debido a que hay que tapar ambos lados para sellar el agujero de la línea central para evitar que los iones OH y la rotura del tapón de uno de los extremos se expongan al vacío; d) mayor complejidad en el control del proceso y mayor tiempo de proceso, debido a que el proceso implica varias etapas diferentes, tales como la eliminación química del agua que contiene el agujero de la línea central de la preforma consolidada. [0011] Adicionalmente, WO2005/063638 divulga un proceso de producción de una fibra óptica de atenuación baja. El proceso tal y como se ha descrito, comprende la producción de una preforma de núcleo de hollín por sedimentación química en un sustrato. El sustrato se elimina luego de la preforma de núcleo de hollín, formando así un agujero central a lo largo de la preforma de hollín. La preforma de núcleo de hollín se seca y se consolida en un horno de consolidación para formar una preforma de núcleo de vidrio. La preforma de vidrio se calienta en el horno de consolidación a una temperatura superior a la de la fusión del vidrio para producir una reducción del diámetro del agujero central y la preforma del núcleo de vidrio se extiende para cerrar completamente el agujero central. [0012] En el proceso descrito en WO2005/063638, el cierre completo del agujero central se consigue en dos etapas, es decir, el diámetro del agujero central se reduce primero parcialmente durante la consolidación, y luego la preforma consolidada se extiende hasta cerrar completamente el agujero central, lo cual conllevaría como mínimo un tiempo de fabricación más largo. [0013] En otra aplicación, WO03011779, se describe un método de fabricación de una guía de onda de fibra óptica a partir de una preforma con una apertura de línea central. Según la descripción, el método incluye la reducción de la presión en la apertura de la línea central, después el aumento de la presión en la apertura de la línea central hasta una presión que mejore la uniformidad, la circularidad, y/o la simetría alrededor de la región de apertura de la línea central. [0014] Adicionalmente, en el método descrito en WO03011779, la etapa de consolidación y la etapa de colapso se realizan la una después de la otra. Además, durante la etapa de consolidación, el agujero de la línea central queda parcialmente cerrado por la exposición de la preforma consolidada a una primera presión, y luego en la segunda fase, cuando la apertura de la línea central se somete a una segunda presión, la apertura de la línea central queda completamente cerrada. El proceso mencionado anteriormente, una vez más, da como resultado un tiempo de fabricación más largo. [0015] A pesar del deseo de proporcionar un método de preparación de fibra óptica para la transmisión de señales en la región de longitud de onda de 1260 nm a 1625 nm, se describe un método de preparación de este tipo de fibra óptica monomodo. Lo que se busca y que aparentemente no se ha descubierto en la técnica anterior, es una etapa de preparación... [Seguir leyendo]

1. Método de fabricación de una preforma de vidrio sólida (103) para su uso en la fabricación de fibra óptica monomodo baja en OH, dicho método comprendiendo los siguientes etapas: oxidación e hidrolización simultánea de los compuestos precursores de la formación de vidrio para formar materiales a base de silicio poroso, rotación de un elemento cilíndrico cónico hueco a una velocidad predeterminada y sedimentación de dichos materiales a base de silicio poroso en el elemento cilíndrico cónico hueco para formar el cuerpo poroso de hollín (102), separación del elemento cilíndrico del cuerpo poroso de hollín (102), dando lugar a un cuerpo poroso de hollín cilíndrico hueco (cuerpo poroso de hollín), deshidratación del cuerpo poroso de hollín (102) en un horno (110) a una temperatura comprendida en el intervalo de temperatura entre 1000 °C y 1200 °C y generación de una presión negativa dentro del cuerpo poroso de hollín (102) que provoca simultáneamente la sinterización y colapso del cuerpo poroso de hollín (102) dentro del mismo horno (110) para formar una preforma de vidrio sólida (103) adecuada para realizar la fibra óptica. 2. Método según la reivindicación 1, donde dicha preforma de vidrio sólida (103) es o bien directamente estirada en fibra óptica o bien estirada en barra central y es después revestida, para formar una preforma de fibra óptica a partir de la cual se estira la fibra óptica. 3. Método según la reivindicación 1, donde dicha velocidad de rotación del elemento cilíndrico para determinadas capas de deposición inicial, es preferiblemente superior a 150 rpm y más preferiblemente superior a 180 rpm y posteriormente dicha velocidad de rotación se reduce preferiblemente por debajo de 150 rpm. 4. Método según la reivindicación 1, donde la sinterización y el colapso de dicho cuerpo poroso de hollín (102) se realiza simultáneamente en el mismo horno (110) a una temperatura superior a 1500 °C hasta completarse la etapa de colapso para formar una preforma de vidrio sólida (103). 5. Método según la reivindicación 4, donde dicho colapso del cuerpo poroso de hollín (102), se consigue utilizando un generador de vacío (119) para generar una presión negativa en un extremo de la región hueca del cuerpo poroso de hollín, (104) e insertando un tronco de vidrio en el otro extremo de dicho cuerpo poroso de hollín (102). 6. Método según la reivindicación 5, donde dichas etapas de sinterización y de colapso se consiguen utilizando un aparato de mecanismo de sellado para mantener la presión negativa requerida en la región hueca del interior del cuerpo poroso de hollín (104). 7. Método según la reivindicación 6, donde durante las etapas de sinterización y de colapso, dicho cuerpo poroso de hollín (102) gira a una velocidad predeterminada. 8. Método según la reivindicación 1, dicha sinterización y colapso del cuerpo poroso de hollín (102) comprende los siguientes etapas: inserción de un tronco de vidrio en un extremo del cuerpo poroso de hollín (102), calentamiento del cuerpo poroso de hollín (102) a más de 1500 °C, rotación del cuerpo poroso de hollín (102) a una velocidad predeterminada, conexión de un generador de vacío (119) en otro extremo del cuerpo poroso de hollín (102), generación de la presión negativa requerida dentro del cuerpo poroso de hollín (104), introducción de dicho cuerpo poroso de hollín (102) en la zona caliente del horno de calentamiento (110) a una velocidad descendente predeterminada y colapso de dicho cuerpo poroso de hollín (102) para formar una preforma de vidrio sólida (103). 8   9     11   12   13