[发明专利]一种超低损耗光纤预制棒及其制造方法

说明书

本发明涉及一种超低损耗光纤预制棒及其制造方法，包括以下步骤：S1使用气相轴向法在靶棒上面沉积疏松体，依次经过烧结和拉伸过程形成核芯棒；S2使用外部气相法在靶棒外表面沉积疏松体，结束后将靶棒由疏松体内抽离，形成空心疏松体；S3将S1中的核芯棒插入S2的空心疏松体中，进行掺氟脱水烧结，形成透明的芯棒；S4将芯棒两端进行拉伸后，直接与半径厚度为r3的套管组装或者利用OVD技术外包包层经脱水烧结后形成实心的光纤预制棒。本发明解决了芯棒制备过程中掺杂氟扩散进入核心棒，影响核心棒剖面，以及解决了芯棒和深掺杂氟的内包层熔缩时的界面污染问题。

技术领域

本发明涉及光纤制造技术领域，具体涉及一种超低损耗光纤预制棒及其制造方法。

背景技术

随着数据流量的持续急剧增加，运营商网络面临压力，未来将进入超100G时代。在超100G时代，超低损耗光纤在提高传输性能，延长传输距离，节省系统成本方面具有明显优势。而且，目前运营商在下一代长距离的网络建设中，带超低损耗光纤表现积极。

在专利号为CN106007355A的专利文件中，公开了一种采用气相沉积法制得的粉末体掺氟制备超低损耗光纤预制棒的方法。其中使用的氟化物,其分子中包含元素F,高温过程中扩散进入粉末体。沉积粉末体的芯层原料为四氯化硅、氧气、一氧化碳、氦气,沉积掺氟内包层的原料为四氯化硅、氧气和一氧化碳等气体,沉积掺氟外包层的原料为四氯化硅、氧气和氢气或甲烷等气体。通过轴向气相沉积工艺,进行沉积芯层和内外包层,形成二氧化硅粉末体。在芯层和包层之间通过沉积中辅助喷灯加热,使芯层表面玻璃化。然后将粉末体放置于高温炉中,进行掺氟、玻璃化工艺,最终实现超低损耗光纤预制棒生产。这样的方法，具有如下问题，芯棒脱水过程中掺杂氟，氟元素在高温下化学活性很高，会导致氟会扩散进入芯层，导致芯层和内包层界面塌陷。导致光纤性能不稳定。

在专利号为CN107721149A的专利文件中，公开了一种超低损耗光纤,通过在VAD沉积工艺过程中添加碱金属元素,使得芯层粘度降低，与内包层和外包层更为匹配，且内应力降低,以此来制造低传输衰减的超低损耗光纤。然后单独制造氟掺杂的内包层。再将核心棒和内包层玻璃体在高温下熔缩为一体。这种方法，因芯棒和内包层都是单独制作，其表面在后续的拉伸过程中会有羟基和其他杂质污染，在高温熔缩过程中，无法去除杂质。造成芯层和内包层界面的污染。导致衰减增加，传输性能降低。

由此可见上述专利及现有技术均无法解决芯棒制备过程中掺杂氟对核心棒的影响，以及芯棒内包层的深掺杂氟问题，对此本申请提出了一种超低损耗光纤预制棒及其制造方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明公开了一种超低损耗光纤预制棒及其制造方法，用于解决芯棒制备过程中掺杂氟对核心棒的影响，以及芯棒内包层的深掺杂氟问题。

本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，本发明公开了一种超低损耗光纤预制棒的制造方法，包括以下步骤：

S1使用气相轴向法在靶棒上面沉积疏松体，依次经过烧结和拉伸过程形成核芯棒；

S2使用外部气相法在靶棒外表面沉积疏松体，结束后将靶棒由疏松体内抽离，形成空心疏松体；

S3将S1中的核芯棒插入S2的空心疏松体中，进行掺氟脱水烧结，形成透明的芯棒；

S4将芯棒两端进行拉伸后，直接与半径厚度为r3的套管组装或者利用OVD技术外包包层经脱水烧结后形成实心的光纤预制棒。

更进一步的，所述S1中，使用气相轴向法在靶棒上面沉积低掺杂锗和氟的SiO₂颗粒疏松体，其中，锗掺杂量低于2wt％，氟掺杂量低于1wt％，制备的疏松体在烧结炉内经脱水烧结制成透明玻璃体；玻璃体两端对接辅助玻璃棒后拉伸到目标半径的核芯棒。其中所述的气相轴向法为单喷灯或多喷灯。如采用多喷灯，则每个喷灯中反应原料四氯化硅，四氯化锗，含氟气体用量比例相差不大于0.5wt％。