[其他]长波长光导纤维预制件的制法

说明书

本发明是一种长波长光导纤维预制件及其制法，更具体说是一种在长波长区具有低损耗、宽带宽的多模渐变型石英光导纤维预制件及其用化学气相内沉积工艺的制造方法。本发明以石英管作支撑管，以纯ＳｉＯ₂、Ｐ₂Ｏ₅（微量）－ＳｉＯ₂或Ｐ₂Ｏ₅（微量）－Ｂ₂Ｏ₃（微量）－ＳｉＯ₂作包层（或称阻挡层），以Ｐ₂Ｏ₅（微量）－ＧｅＯ₂－ＳｉＯ₂作芯层。通过调节ＧｅＣｌ₄的载气流量控制光导纤维的折射率分布，控制外套层与包层的折射率差Δ′≈０。所得光导纤维在１．３μｍ的光损耗平均小于０．９ｄＢ／ｋｍ，带宽平均＞１０００ｚｍＨｚ·ｋｍ。

本发明是一种在长波长区（1.3μm和1.55μm）具有低损耗、宽带宽的多模渐变型石英光导纤维预制件及其通过简单有效的带宽控制技术用化学气相内沉积工艺的制造方法。

光导纤维预制件是制造光导纤维的母体，是发展光通信的基础材料。光导纤维预制件的制造技术是发展光通信的关键技术之一。

SiCl₄、GeCl₄、POCl₃、BBr₃是制造光导纤维的主要原料，用它们可以制造具有不同成分和不同含量的芯层和包层的光导纤维。为了改善石英的加工性能和提高光导纤维预制件的生产能力，常向包层和芯层中掺入大量的P₂O₅和B₂O₃，例如美国专利4339174实例中所述光纤，包层中含B₂O₃6重量%，含P₂O₅2重量%，芯层中从芯-包界面到0.9与0.75半径之间含有0～16重量%的B₂O₃、P₂O₅含量由外向中心逐渐增大，最大值为16重量%。又如日本《研究实用化报告》第29卷第2号（1980年）233-246页题目为“1.3μm梯度型光纤的制作技术”一文介绍，其光导纤维包层采用B₂O₃-P₂O₅-GeO₂-SiO₂四元系，其中B₂O₃含量为2.5克分子%。

P₂O₅含量高时，由于它吸水性强，光导纤维在应用阶段会受环境水分影响使长波长区的光损耗上升，使用年限缩短。B₂O₃在长波长区具有强烈的吸收损耗，所以掺B₂O₃的光导纤维在长波长区的光损耗高。

多模渐变型光导纤维的折射率分布曲线可表示为：

(1)

式中Δ＝(n₁²-n₂²)/2n₁²;

n〈`;;1`〉-芯轴的折射率;

n₂-在芯部半径为a处的折射率;

a-芯半径;

α-幂指数。

当光导纤维的折射率分布曲线处于最佳状态，即具有最佳α值时，光导纤维具有最大的带宽。α值与光导纤维的化学成分和光的波长有密切关系。