[发明专利]宽带多模光纤的制造方法和用于其的纤芯预制件

说明书

制造多模光纤的方法，其包括：沉积多孔氧化锗掺杂的二氧化硅烟炱，以形成氧化锗掺杂的多孔烟炱预制件；在多孔烟炱预制件上沉积多孔二氧化硅层；用氟掺杂剂对多孔烟炱预制件和多孔二氧化硅层进行掺杂，以形成共掺杂的烟炱预制件，所述共掺杂的烟炱预制件具有纤芯区域和氟掺杂的(任选地，凹陷)区域；对共掺杂的烟炱预制件进行固结，以形成经烧结玻璃共掺杂纤芯预制件，其在850nm测得的折射率α分布是1.9至2.2；在烧结玻璃共掺杂纤芯预制件上沉积包含二氧化硅的包覆，以形成多模光纤预制件；将光纤预制件拉制成多模光纤。考虑掺杂温度，优选至少1250℃，氟掺杂剂分压和烟炱预制件的径向厚度，调节氟掺杂参数。

本申请根据35U.S.C.§119，要求2016年06月15日提交的美国临时申请系列第62/350,398号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景技术

本公开一般地涉及宽带多模光纤和纤芯的制造和制造方法，更具体地，涉及在各种加工条件下，制造用于各种尺寸的此类光纤的共掺杂的纤芯预制件的工艺。

光纤(包括多模光纤)预期用于数据中心和光纤家庭网络等应用，扩大的运行窗口以促进越来越大的波长范围内的数据传输。例如，具有分级折射率纤芯的多模光纤(MMF)设计被设计和预期用来在一定范围的波长上以峰值带宽或接近峰值带宽运行。这些新型光纤设计中的一些预期具有复杂的折射率分布，通常是具有不同浓度分布的两种或更多种掺杂剂。

发明内容

本公开的一个方面涉及制造用于多模光纤的共掺杂纤芯预制件的方法，其包括如下步骤：沉积包含氧化锗掺杂的二氧化硅的多孔烟炱，以形成氧化锗掺杂的多孔烟炱预制件；在炉中，用氟掺杂剂对氧化锗掺杂的多孔烟炱预制件进行掺杂，以形成共掺杂的烟炱预制件；以及对共掺杂的烟炱预制件进行固结，以形成烧结玻璃共掺杂纤芯预制件，其在850nm测得的折射率α分布是1.9至2.2。此外，用氟掺杂剂对氧化锗掺杂的烟炱预制件进行掺杂的步骤的执行使得掺杂参数Φ是20至300(cm²·K^(1/2))/atm^(3/4)，其由如下给出：

式中，T_dop是掺杂温度，x是在掺杂步骤期间，炉中的氟掺杂剂的分压，E是掺杂步骤的活化能，R是通用气体常数，以及R_pre是氧化锗掺杂的多孔烟炱预制件的厚度。

制造用于多模光纤的共掺杂纤芯预制件的方法的某些方面可以是以如下掺杂参数Φ进行，其设定在20至300，在一些实施方式中，设定在40至250，以及在其他实施方式中，设定在45至225(cm²·K^(1/2))/atm^(3/4)。

本公开的另一个方面涉及制造用于多模光纤的共掺杂纤芯预制件和凹陷的方法，其包括如下步骤：沉积包含二氧化硅的氧化锗掺杂的多孔烟炱，以形成氧化锗掺杂的多孔烟炱预制件；在氧化锗掺杂的多孔烟炱预制件上沉积多孔二氧化硅层；在炉中，用氟掺杂剂对氧化锗掺杂的多孔烟炱预制件和多孔二氧化硅层进行掺杂，以形成共掺杂的烟炱预制件，所述共掺杂的烟炱预制件具有纤芯区域和氟掺杂的凹陷区域；以及对共掺杂的多孔烟炱预制件进行固结，以形成经烧结玻璃共掺杂纤芯预制件，其在850nm测得的折射率α分布是1.9至2.2。此外，用氟掺杂剂对氧化锗掺杂的烟炱预制件和多孔二氧化硅层进行掺杂的步骤的执行使得掺杂参数Φ是20至300(cm²·K^(1/2))/atm^(3/4)，其由如下给出：

式中，T_dop是掺杂温度，x是在掺杂步骤期间，炉中的氟掺杂剂的分压，E是掺杂步骤的活化能，R是通用气体常数，以及R_pre是氧化锗掺杂的多孔烟炱预制件的厚度。