[发明专利]采用改进的化学气相沉积制备大容量光纤预制件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用MCVD(改进的化学气相沉积)工艺制备大容量光纤预制件的方法。

背景技术

光纤是由预制件通过相当的热拉伸(纤维成形)而制成的，也就是说保存了预制件的各个部分。

光纤预制件可采用CVD方法制得，比如采用MCVD(是英文“modified chemical vapor deposition”的缩写，即，改进的化学气相沉积)或者采用VAD(英文“vapor axial diposition”的缩写)方法。

在采用MCVD沉积的情况下，在称为沉积管的二氧化硅管内部借助吹管沉积氧化化合物然后是玻璃化化合物的连续层。这些连续层对应于预制件的芯材及光学包层内部部分。它们具有与所希望的光纤特性相一致的可变指数。

由于制备方法的经济原因都希望制取大容量的光纤预制件。还希望使用(配置)大长度的光纤以便避免连接损耗。

一种预制件的容量与内包层外半径及芯材半径之间的比值有关，该比值也用b∶a比表示。对于拉制的光纤的指定芯材直径来说，预制件的容量是b∶a比值越小越容易实现。

因而预制件的容量与芯材量有关，此芯材可沉积在沉积管的内部。然而当芯材靠近沉积管时对于沉积管的材料来说纯度的要求就更加严格了。它应该纯度很高，为的是避免朝向参与光传播的光纤部分有杂质迁移。反之，就可看到光传播特性的减弱。因此，通常都必需在进行芯材沉积之前在沉积管内部沉积一种称作内包层的沉积层。

但是，如果使用高纯度沉积管，这种沉积层的厚度可以更薄一些。

对应芯材及内包层的沉积层沉积以后，该沉积管本身就被收口了，即是称为缩径的操作。制得了称作原(初始)预制件的预制件。

对应芯材及内包层的沉积层的折射率受化学掺杂成分的浓度偏差的控制。

因此，往往都使用锗以便提高折射率。至于掺杂氟化衍生物或硼化合物则可以降低折射率。

折射率也可以利用现有的其它一些化合物加以调节。因此，为了改善光纤的光学质量而添加的磷也可稍稍提高折射率。

采用MCVD方法的沉积速度受通过沉积管的热传导限制。为了使MCVD沉积条件最佳化，沉积管的厚度要相对薄一些。在管子缩径成初始预制件以后，通过沉积外包层而增强厚度。

尤其是人们都了解两种不同的外包层沉积方法。根据第一种方法原(初始)预制件在进行第二次缩径之前放入到直径稍大一点的二氧化硅套管中。该方法也称为套管法。

第二种办法主要是在初预制件上从外部沉积二氧化硅。该补充性的外沉积也称为再沉积(recharge)，这种外部沉积可利用不同的方法进行。一种有利的方法是等离子体辅助沉积。

当前，采用MCVD方法所制取的预制件可以得到每一米长预制件约为250km的光纤。然而采用VAD法所制得的预制件可以得到每米预制件为400km以上的光纤。

从专利EP-A-O972 752可以了解到一种采用MCVD法所制得的大尺寸预制件。可是，光学包层的外部是用套管法制成的。这种方法的缺点是合成二氧化硅包层费用很高。

人们都希望采纳一种费用较低的方法，它可以利用MCVD制得大容量光纤预制件。

发明内容

因而本发明的目的就是一种制备光纤预制件的方法，它包括的工艺步骤有，制备二氧化硅沉积管，二氧化硅要掺杂足够量的氯以便达到低于100ppb的OH基浓度并掺杂了与足够量的掺杂氯成比例的氟以便达到低于天然二氧化硅的折射率，在沉积管内部沉积内包层及沉积光(学)芯(材)，使沉积管缩径成初始预制件，以及在所制得的初预制件上沉积所述天然二氧化硅的外包层。

最好是，掺杂沉积管的指数低于天然二氧化硅的其值为0.25×10^-3-1.5×10^-3之间的指数。

最好是，沉积管的掺杂具有总份数为0.25XCl＜XF＜4XCl的氟。

有利地是，所制得的预制件b∶a比大于2。所用天然二氧化硅最好是α石英。

根据该方法的一种实施方式，外包层的沉积是采用等离子体辅助沉积法进行的。

本发明还涉及一种制备光纤的方法，它包括根据本发明制得的预制件热拉伸工艺步骤。

因此，所提出的问题由于使用沉积管制备大容量预制件而得到了解决，该沉积管纯度高同时还可与天然二氧化硅外包层兼容。