[发明专利]制造光纤预制件的方法和形成光纤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制造光纤的方法、用于制造光纤的预制件以及光纤。

背景技术

本发明涉及光纤制造方法，所述方法包括以下步骤：

i)设置中空基管(substrate tube)，

ii)使掺杂或未掺杂的活性玻璃形成气体穿过该中空基管的内部，

iii)在该中空基管的内部创建用以使得在该中空基管的内部上发生玻璃层沉积的条件，其中，使非等温等离子体沿着该基管在两个换向点之间往返移动，该等离子体的移动速度从各减速点开始向着各换向点一直减小为零，

iv)对由此获得的基管进行径向收缩处理从而形成实心预制件，以及

v)从所述实心预制件拉制出光纤。

除此之外，本发明还涉及一种用于制造光纤的预制件以及光纤。

根据本申请人的美国专利7,522,800可获知这种方法本身。

US 2008/0295541涉及一种用于使用高频感应热等离子体来制造光纤预制件的方法。

US 5,318,612涉及一种用于制造光纤预制件的方法，包括以下步骤：对棒的内表面和外表面进行热施釉；在棒的内表面上沉积玻璃涂层，其中，所述玻璃涂层是为了随后形成光纤纤芯而设置的；以及对棒进行径向收缩，其中，施釉步骤、沉积步骤和径向收缩步骤所需的棒的各种温度是通过改变炉温所获得的。

使用本发明，通过内部化学气相沉积技术(CVD)来制造光纤预制件，其中该工艺涉及将掺杂或未掺杂的活性玻璃形成气体沉积到中空基管的内部上。将这种活性气体供给到基管的一侧、即入口侧上，从而在特定工艺条件的影响下在该基管的内部上形成玻璃层。使反应区沿着基管往返移动从而形成玻璃层。该反应区、具体为等离子体发生器供给高频能量，结果在基管的内部产生等离子体，在这种等离子体条件下，活性玻璃形成气体将发生反应(等离子体CVD技术)。然而，还可以通过加热、具体为通过使用燃烧器将能量供给到基管的外侧上，或者经由包围基管的加热炉将能量供给到该基管的外侧上。前述技术的共同特征是反应区相对于基管往返移动这一事实。

根据等离子化学气相沉积(PCVD)工艺，使石英基管沿着其柱轴配置在该谐振腔内，并且将包含例如O₂、SiCl₄的原料气体与例如GeCl₄、C₂F₆的一种或多种掺杂物的混合物供给至该管内；同时在该谐振腔内产生局部等离子体，这使得Si、Ge、O等发生反应，由此通过在基管的内表面上直接进行沉积来形成主要掺杂有Ge/F的SiOx，从而形成纤芯层以及一个或多个包层。中空的石英玻璃基管由加热炉包围。在该内部沉积步骤期间，谐振腔沿着该基管的柱轴移动，以在该基管的整个长度方向上均匀地涂覆玻璃层。当沉积完成时，使该基管径向收缩成实心纤芯棒，其中，该实心纤芯棒具有掺杂有例如F、Ge的掺杂物的SiO₂纤芯层以及未掺杂或掺杂有F-Ge的SiO₂包层。例如通过插入套管内或者通过进行OVD外包层来将这种纤芯棒制成光纤预制件，这样可以将该纤芯棒拉制成用作通信用传输介质的光纤。

高温可能会导致不期望的OH基团混入支撑管的外表面中。由于该支撑管构成尚未拉制出的光纤的一部分，因此预期上述混入的OH基团将引发与最终所获得的玻璃光纤的光学性质有关的问题。当温度高时，混入到外侧上的OH基团在进一步的工艺步骤过程中可能向内、即沿着纤芯方向扩散。明显地，所述OH基团将对光纤的光传导部产生不利影响。最终，OH基团在1385nm处表现出较宽的吸收峰。结果，在当前所使用的传输波长约为1300nm～1500nm的玻璃光纤内发生附加的信号损耗。此外，1385nm处的所述吸收峰限制了光纤在近年来的研发所需的较大波长范围内的使用。因而，期望使向内扩散的OH基团的影响最小化，由此使标准传输波长处的信号损耗最小化，从而使得该光纤从商业角度来看非常合适。

根据美国专利5,397,372已知有用于制造基本无OH杂质的预制件的方法。

US 2005/0000253涉及一种用于通过PVCD技术来制造低水峰的单模光纤的方法，其中，由此制造出的单模光纤在1383nm处的衰减低于在1310nm处的指定值。该美国专利申请关注于气体混合物内的杂质的含量、套管的羟基含量以及沉积工艺期间环境的相对湿度。