[发明专利]用于石英玻璃沉积管的连续焙烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及在真空下热处理一段连续时间的石英玻璃管材，以及 由这种连续玻璃管材制成的、在1550纳米波长下具有减小的吸收峰 值的制品。

背景技术

光纤的关键性能参数包括衰减(例如，能量损耗)、色散和模场 直径。衰减是指在光运送介质长度上信号强度或光功率的降低。由 于衰减，传输信号会减弱，必须进行增强或中继(repeat)。光纤衰 减以每千米的分贝值(db/km)来计量，其根据波长而变化。

电信行业的衰减规范变得日益严格。与其他传输介质(即，铜、 同轴电缆等)相比，光纤具有非常低的衰减要求，对于标准单模光 纤(SSMF)来说，在1385纳米波长下典型地为0.35dB/km。在1550 纳米波长下衰减要求甚至更低，典型地为0.25dB/km。低衰减使得 传输光信号能够传送超过100千米而无需再生或放大。

光纤中的衰减可由若干不同因素造成，但主要是散射和吸收的结 果。由于玻璃结构中分子级不规则性而造成的光散射决定衰减曲线 的大体形状，称为瑞利散射(Rayleigh scattering)。由在纤芯和内包 层内例如金属或水离子的残留材料所吸收的光导致进一步的衰减。

在1385纳米波长下的强吸收归因于光纤中存在的羟基。例如美 国专利公开号2005/0120751A1所述，在使用化学气相沉积(CVD) 法形成玻璃预制件的过程中，玻璃中的氢原子在玻璃层中形成OH- 键，由此不利地影响到由该预制件拉制的光纤的传输光谱，尤其是 在1240纳米和1385纳米的波长下。美国专利号3,782,914公开了一 种在700℃至1200℃处、在小于6小时内热处理包含掺杂的二氧化 硅(SiO₂)芯和掺杂或未掺杂的二氧化硅(SiO₂)包层的光波导管的 方法。这样的热处理据称可以氧化被还原的掺杂氧化物，从而降低 衰减。

此外，人们认为过渡金属及其同空位和杂质的相互作用会影响光 纤中的波长和吸收系数。例如，美国专利号7,092,610公开了在光纤 中加入控制量的过渡金属(即，钴、镍、铬、钒、铁、锰、铊和铥) 作为掺杂物来衰减光信号(例如，在光学衰减器或光学终端装置中)。

为了降低在1550纳米波长下的衰减，美国专利号6,952,516公开 了一种抗氢(hydrogen-proof)处理方法，即将光纤保持在装有D₂(重氢)的处理罐中一段连续时间(例如，3小时或更长)。

美国专利号6,799,440提出了一种通过处理用于制造玻璃预制件 的石英沉积管，随后将其本身制成光纤来改善光纤衰减的方法。该 专利公开了一种在D₂气氛中熔化石英管以获得降低的光纤衰减的方 法。另外，该专利公开了在熔化沉积管之前，可以由在D₂气氛中预 处理过的石英砂形成沉积管。

尽管如上所述，仍然需要符合电讯市场严格要求的高质量光纤。 特别是相应地需要高质量的玻璃沉积管，其有助于使用较少量的内 包层材料来形成光学预制件和光纤。

发明内容

由此，本发明的一个方面涉及便于实现具有改善衰减特性的光纤 的石英管。在一个示例性实施方式中，本发明包括在1385纳米和/ 或1550纳米波长下具有小于约0.28dB/km衰减的光纤。

本发明的另一方面涉及处理石英管使所形成的光纤具有降低的 衰减特性的方法。在一个示例性实施方式中，该方法包括在约900 ℃至1200℃焙烧石英沉积管至少115小时。

本发明的前述以及其他特征和优点及其实现方式，在下列详述及 其附图中将得到进一步明确。

附图说明

图1示意性显示了示例性光纤的横截面。

图2示意性显示了通过改进的化学气相沉积(MCVD)形成玻璃 预制件。

图3示意性显示了通过等离子化学气相沉积(PCVD)形成玻璃 预制件。

图4示意性显示了由玻璃预制件拉制光纤。

具体实施方式

在一个实施方式中，本发明包括热处理前体石英玻璃沉积管一段 连续时间以改善沉积管光学质量的方法。其后，热处理过的玻璃沉 积管形成玻璃预制件。