[发明专利]一种宽带多模光纤预制棒的制造方法

说明书

本发明涉及一种宽带多模光纤预制棒的制造方法，包括以下步骤：取石英玻璃管作为沉积衬管，依次沉积下陷包层和内包层、芯层；将已沉积有下陷包层、内包层和芯层的衬管在1800～2300℃的高温下熔缩成一根芯棒；再制备外包层，制得光纤预制棒；其特征在于沉积芯层时通入反应气体SiCl₄、O₂，掺杂剂GeCl₄和POCl₃制得掺P、Ge的二氧化硅芯层，其中POCl₃通过鼓泡器随载气O₂进入衬管，载气O₂与SiCl₄流量的比值O/Si为4～7。用该方法制得的多模光纤预制棒所拉制的光纤具有明显较低的带宽‑波长敏感性，在较宽的波长范围都具有高带宽性能，能够适应850～1100nm波段的波分复用技术。

技术领域

本发明涉及一种宽带多模光纤预制棒的制造方法，属于光通信技术领域。

背景技术

多模光纤与垂直腔面发射激光器(VCSEL)的组合一直以来都是最具成本优势的高速短距离互联方案，并广泛应用于数据中心、办公中心、高性能计算中心和存储区域网等领域。如今，多模光纤在性能上主要有三大发展趋势：抗弯曲、高带宽和可支持多波长。多模光纤的应用场景往往是狭窄的机柜、配线箱等，光纤会经受很小的弯曲半径，因此弯曲不敏感性能成为一项重要指标。从OM2发展至OM4，多模光纤在850nm波长的带宽性能得到成倍增长。单波长光源可支持的传输容量通过多根多模光纤并行传输的技术得以提升。然而100Gbps、400Gbps及以上的单波长光源高速传输系统需要大量的并行光纤才能实现，这无疑会增加线缆铺设、运维管理的成本和难度。近几年发展起来的短波波分复用(SWDM)技术将VCSEL的成本优势从850nm扩展至更长的波长窗口，使单根多模光纤的传输容量得到数倍的增长。2017年ISO/IEC发布了OM5光纤的国际标准，定义其能够在850～950nm波段支持多波长传输。波分复用技术要求多模光纤在较宽的波长范围都具有高带宽性能。

多模光纤的纤芯往往由掺Ge的SiO₂玻璃构成，通过调节纤芯Ge的径向含量分布来实现抛物线型折射率分布。然而掺Ge的SiO₂玻璃具有较高的材料色散，高掺Ge量的多模光纤往往只在很窄的波段具有高带宽性能，带宽随波长变化敏感，不利于波分复用技术的应用。研究表明掺P或F的SiO₂玻璃具有低得多的材料色散，较低的带宽-波长敏感性使其能在更宽的波段保持高带宽性能。专利CN105829928A提到一种纤芯共同掺杂有Ge、P和F的多模光纤，具有最小化的有效模式带宽(EMB)-波长依赖性，可适用于780～1550nm波段某一小段波长区间的波分复用操作。专利CN101135746B描述了一种含有Al₂O₃、P₂O₅、GeO₂、F和SiO₂组分的多模光纤，具有在780～1550nm波段最佳alpha值变化小于约0.01的性能。但以上专利并未给出光纤的具体制备方法、关键工艺参数以及掺杂剂的掺入方式等。