[发明专利]一种制作大型光纤预制棒的方法

说明书

本发明涉及一种用管内化学汽相沉积法结合外部化学汽相沉积法制作大型光纤预制棒的工艺方法，属于光纤制造领域。

用于通信传输的光纤是由光纤预制棒经拉丝而制成，光纤预制棒的制作是光纤生产中的一个重要环节。在现有技术中已存在有几种生产光纤预制棒的工艺方法，如等离子化学汽相沉积法(PCVD)、修正化学汽相沉积法(MCVD)、汽相轴向沉积法(VAD)、外部汽相沉积法(OVD)等。其中VAD法和OVD法属于外部化学汽相沉积法，能够以高速率制作大型光纤预制棒，该大型光纤预制棒通常每米棒长能拉出100公里以上的光纤，但外部化学汽相沉积法对预制棒波导结构的控制精度较低。PCVD法和MCVD法属于管内化学汽相沉积法，它虽能生产出波导结构精度较高的光纤预制棒，但由于受到衬底管直径/壁厚的限制，单独使用时存在着生产成本高、沉积速率较低等问题，难以制作大型光纤预制棒。通常制造的1米长度的光纤预制棒只能产生20多公里光纤。而以高速率制造大型光纤预制棒是全面提高光纤生产速率、降低成本、增强光纤生产企业市场竞争力的关键。

为了利用管内化学汽相沉积法以高速率制造精度较高的大型光纤预制棒，已经有公开文献介绍了套管法。该套管法是先用管内化学汽相沉积法制造出芯棒，再将该芯棒插入一根尺寸适当的石英玻璃管(套管)，用高温加热，使芯棒与套管熔为一体，成为大型光纤预制棒。这种套管法已经用于常规生产，是与本发明最为接近的技术之一。但是，这种套管法仍有以下不足之处：

1．所生产的预制棒/光纤的芯-包层同心度误差较大；

2．所用的套管，尤其是大尺寸的套管要求的几何精度高，难以制造，价格昂贵；

3．套管的尺寸必需按照芯棒的尺寸选配，由于套管的尺寸是有一定的规格的，对于生产的不同尺寸的芯棒往往难以找到尺寸适当的套管。

为了改进上述套管法的不足，在1999年12月出版的《光通信论坛、论文集》中已公开了一种APVD技术，该技术是先用管内化学汽相沉积法制造出芯棒，再用高频等离子体喷灯把天然水晶粉末溶制于芯棒外面，成为大型光纤预制棒。这种APVD技术已经用于常规生产。APVD技术是与本发明最为接近的技术之二。这种技术弥补了套管法的不足之处。但是，这种技术仍有以下问题：

1、天然水晶粉末的纯度有限，其中某些杂质对光纤的抗拉强度有影响；

2、天然水晶粉末来自优质天然水晶矿产，这种优质天然水晶矿产目前我国还没有，而且，从全世界来说，天然资源总是有限的。

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足而提供一种能够以高生产率制作高质量大型光纤预制棒的工艺方法。

本发明的目的由以下的技术方案来实现：

a、用管内化学汽相沉积法在石英玻璃管内沉积芯和包层材料，

b、将沉积完芯和包层材料的石英玻璃置于1800-2200℃高温下熔缩成芯棒，

c、用外部化学汽相沉积法采用四氯化硅原料在芯棒上沉积外包层材料，

d、将沉积了足够外包层材料的芯棒烧结成透明玻璃棒，即制成所需的大型光纤预制棒。

本发明技术方案进一步的具体说明为：