[发明专利]制备光纤预制件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备光纤预制件的方法。

背景技术

日本未审查专利申请公开(PCT申请的翻译文本)No.2007-504080描述了一种由石英玻璃构成、并且具有掺杂有碱金属的芯的光纤。据报道，在芯中掺杂碱金属能够在将光纤预制件拉伸成光纤时使芯的粘度降低，并且使得石英玻璃的网络结构松弛；由此，光纤的衰减低。

作为使石英玻璃掺杂碱金属的方法，已知的为扩散法。扩散法是这样的方法，其中，将作为原料的碱金属或碱金属盐的蒸气供给入由石英玻璃构成的玻璃管，同时利用外部热源加热该玻璃管或在该玻璃管中产生等离子体，由此，通过扩散使玻璃管的内表面掺杂碱金属元素。

在使玻璃管掺杂碱金属之后，减小所得玻璃管的直径。在直径减小之后，对玻璃管的内表面进行蚀刻，从而除去在使玻璃管掺杂碱金属元素的过程中污染的过渡金属，例如Ni和Fe。在蚀刻之后，使玻璃管塌缩，从而形成碱金属掺杂芯棒。在碱金属掺杂芯棒的外侧形成包层部分，从而制得光纤预制件。对光纤预制件进行拉伸，从而制得光纤。在通过气相沉积法掺杂有碱金属元素(例如钾)的玻璃体中，玻璃中的某些碱金属元素原子与形成玻璃的氧反应或者与氯反应，从而形成氧化物或者氯化物。

日本未审查专利申请公开(PCT申请的翻译文本)No.2007-504080报道，为了达到低的散射损失，最理想的是，在1600℃下对光纤预制件进行热处理30小时。然而，在该条件下，易于形成来源于碱金属元素的孔隙或结晶。通过拉伸该光纤预制件而制备的光纤的衰减高。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于制备光纤预制件的方法，所述光纤预制件用于制备衰减低的光纤。

为了实现此目的，本发明提供了一种制备光纤预制件的方法，该方法包括：(1)棒形成步骤，其中，形成由含有碱金属元素的石英玻璃构成的玻璃棒，所述碱金属元素的平均浓度为大于或等于5at.ppm；(2)热处理步骤，其中，对所述玻璃棒进行热处理；(3)芯部分形成步骤，其中，于在所述热处理步骤中经过热处理的玻璃棒的外周形成不含碱金属元素、并且氯浓度为大于或等于6000at.ppm的石英玻璃层，从而形成包括所述玻璃棒和所述石英玻璃层的芯部分；以及(4)包层部分形成步骤，其中，在所述芯部分的外周形成由折射率低于所述芯部分的折射率的石英玻璃构成的包层部分。

在所述热处理步骤中，优选的是，在大于800℃且小于或等于1400℃的温度下对所述玻璃棒进行热处理。在所述热处理步骤中，优选的是，对所述玻璃棒进行热处理8小时至20小时。在所述棒形成步骤中，优选的是，所述玻璃棒的氯浓度为小于或等于400at.ppm。在所述棒形成步骤中，优选的是，所述碱金属元素为选自钾、钠、铷和铯的任一种元素。在所述芯部分形成步骤中，所述石英玻璃层的氯浓度优选为6000at.ppm至14,000at.ppm，或者为8000at.ppm至17,000at.ppm。

根据本发明，能够制得用于制备衰减低的光纤的光纤预制件。

附图简要说明

图1示出本发明一个实施方案的制备光纤预制件的方法的流程图。

图2A至2D为示出图1中所示实施方案的制备方法的步骤的概念图。

图3示出在图1中所示实施方案的制备方法中，棒形成步骤的子步骤的流程图。

图4为示出图3中所示出的碱金属添加子步骤的概念图。

图5为示出利用本发明一个实施方案的制备方法所制备的光纤预制件的示例性折射率分布的概念图。

图6为示出实施例7中的折射率分布的图。

图7为示出实施例15中的折射率分布的图。

图8为示出在图1中所示实施方案的制备方法中，孔隙和结晶的形成与热处理步骤中的温度和时间之间的关系的概念图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施方案进行说明。这些实施方案仅为示例的目的，而非限制性的。在附图中，利用相同的参照数字表示相同的部分，并且不进行多余的重复描述。在附图中，尺寸的比例不一定精确。

钾易于与氯结合。因此推测，在制备过程中当玻璃中的游离的钾在1500℃或更高的温度下扩散，并且到达含有大量氯的玻璃时，即在那里形成氯化钾。所得氯化钾可能导致孔隙和结晶的形成。本发明即基于此考虑而进行。