[发明专利]光纤初级预制件、光纤最终预制件和光纤及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用等离子体化学内部气相沉积工艺制造光纤初级预制件的方法，其中：向中空玻璃基管的内部供给掺杂或未掺杂的玻璃形成前体，使等离子体形式的反应区沿着前述中空玻璃基管的长度在该中空基管的位于供给侧附近的换向点和位于排出侧附近的换向点之间往返移动；该基管配置在加热炉内；并且在前述反应区内创建条件以在前述基管的内部沉积由至少两个单独玻璃层构成的一个或多个玻璃层封装体。

背景技术

在内部气相沉积技术中，在中空玻璃基管的供给侧供给包括玻璃形成气体和可选掺杂物的反应混合物，之后在反应区内将所述气体转换成玻璃。未反应的气体和/或剩余产物经由中空玻璃基管的排出侧被排出。

在PCVD(等离子体化学气相沉积)型的内部气相沉积工艺中，反应区是沿着中空玻璃基管的长度往返移动的等离子体。在PCVD工艺中，与反应区正移动的方向无关地，在中空玻璃基管的内部直接沉积玻璃层。此外，PCVD工艺已公知，特别可参考US 4,741,747、US 5,145,509、US 5,188,648、WO2004/101458和US 2008/0044150。

在MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition,改进的化学气相沉积)或FCVD(Furnace Chemical Vapor Deposition,加热炉化学气相沉积)型的内部气相沉积工艺中，通过分别使用燃烧器或加热炉对中空玻璃基管的外部加热来使玻璃形成气体和可选掺杂物能起反应。在位于燃烧器或加热炉附近的反应区中，玻璃形成气体被转换成所谓的粉尘(soot)，其中该粉尘在热泳的影响下沉积在中空玻璃基管的内部。通过加热使粉尘转换成玻璃。在MCVD或FCVD工艺中，仅在反应区向着中空玻璃基管的排出侧移动时沉积玻璃层。PCVD、MCVD和FCVD工艺在本领域已公知。

JP 57-51139公开了产生光纤所用的起始材料的MCVD工艺。在一个周期内，通过在供给侧附近的位置处开始沉积、并且使反应区向着排出侧移动的距离根据各玻璃层而改变，在基管的内部沉积多个玻璃层。该起始材料通过连续执行多个周期来产生。

光纤包括纤芯和包住所述纤芯的外层(还称为“包层”)。该纤芯与该包层相比通常具有较高的折射率，使得光可以经由光纤传播。

光纤的纤芯可以包括各自在径向上具有特定厚度和特定折射率或特定折射率梯度的一个或多个的同心层。

具有包括折射率径向上恒定的一个或多个同心层的纤芯的光纤还被称为(多)阶梯折射率光纤。同心层的折射率n_i和包层的折射率n_cl之间的差可以以所谓的德尔塔值来表示(表示为Δ_i%)，并且可以根据以下公式来计算。

Δi%=ni2-ncl22ni2*100%]]>

其中：

n_i=层i的折射率值

n_cl=包层的折射率值

还可以以获得具有所谓的渐变折射率分布的纤芯的方式来制造光纤。利用Δ值Δ%和所谓的阿尔法值α来定义这种径向折射率分布。纤芯的最大折射率用于确定Δ%值。可以利用以下公式来确定α值。