[发明专利]用于制造保偏光纤的掺硼应力棒及其制造方法

权利要求书

1.用于制造保偏光纤的掺硼应力棒，包括掺杂硼的石英芯棒，其特征在于，所述石英芯棒的中心折射率Δ2a满足-0.8％≤Δ2a≤-0.1％、外缘折射率Δ2b满足-0.8％≤Δ2b≤-0.1％、折射率分布系数α大于等于1.0、几何不圆度≤2％，所述石英芯棒中硼与石英的质量比为3％～35％。

2.如权利要求1所述的用于制造保偏光纤的掺硼应力棒，其特征在于，所述石英芯棒的折射率根据公式呈弧形分布，所述公式为折射率其中r为所述石英芯棒的折射率剖面图中拟合点距石英芯棒中心的距离，d为掺杂区域半径，n_2a为掺杂区域中心的折射率，α为拟合出的折射率分布参数，该折射率分布参数α为1.0～5.0。

3.用于制造保偏光纤的掺硼应力棒，包括掺杂硼的石英芯棒和包裹在所述石英芯棒外圆周表面上的石英包层，其特征在于，所述石英包层的外径D为12mm～25.5mm，且所述石英包层的外径与所述石英芯棒的半径d之间满足1.0＜D/2d≤1.5，所述石英芯棒的中心折射率Δ2a满足-0.8％≤Δ2a≤-0.1％、外缘折射率Δ2b满足-0.8％≤Δ2b≤-0.1％、折射率分布系数α大于等于1.0、几何不圆度≤2％。

4.如权利要求3所述的用于制造保偏光纤的掺硼应力棒，其特征在于，所述石英芯棒中硼与石英的质量比为3％～35％。

5.如权利要求3所述的用于制造保偏光纤的掺硼应力棒，其特征在于，所述石英芯棒的折射率根据公式呈弧形分布，所述公式为折射率其中r为所述石英芯棒的折射率剖面图中拟合点距石英芯棒中心的距离，d为掺杂区域半径，n_2a为掺杂区域中心的折射率，α为拟合出的折射率分布参数，该折射率分布参数α为1.0～5.0。

6.如权利要求3所述的用于制造保偏光纤的掺硼应力棒的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

A10、采用PCVD工艺在石英衬管的内壁上沉积硼掺杂区形成沉积预制件，具体方法为：在石英衬管的一端通入混合气体并在石英衬管的另一端通过真空泵排出，所述混合气体的组成和流量为：四氧化硅蒸气700～1900sccm；高纯氧气1600～5000sccm；三氯化硼蒸汽70～1100sccm；

A20、将所述沉积预制件高温熔缩成实心的硼掺杂应力棒。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤A10中，所述石英衬管内的压力控制在5～30mBar，沉积速率为3.5～6.5g/min。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤A20中，在高温熔缩过程中，微波谐振腔保温炉内的温度为800～1200℃，所述石英衬管置于微波谐振腔保温炉内并绕其轴线不断旋转，且所述微波谐振腔保温炉相对所述石英衬管作轴向往复移动。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤A10中，高纯氧气与四氧化硅的摩尔比控制在2.0～3.2，PCVD工艺沉积过程中三氯化硼与四氯化硅的摩尔比随着沉积层厚度的增加进行线性调整，调整范围为0.1～1.6。

10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在步骤A20中，在高温熔缩过程中，所述沉积预制件的内腔中始终流通混合气体，所述混合气体由惰性气体、氧气、氮气以及含有氟元素化合物的气体组成，上述气体的比例不限，熔缩时保持所述沉积预制件内腔压力为101325Pa～101375Pa。