[发明专利]掺稀土光纤预制棒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤制造方法技术领域，具体讲的是一种掺稀土光纤预制棒的制备方法。

背景技术

英国学者1985年成功发明了采用MCVD工艺试制掺稀土光纤。二十多年来，各国学者对其制备工艺做了诸多改进和创新。在提高光纤的光学性能、稀土掺杂浓度，及分布均匀性等方面取得了巨大进展。现在美国、日本、加拿大实现了产业化生产，占领了国际市场。当今掺稀土光纤主要应用于制备光纤放大器、光纤激光器、光纤传感器等。全球光纤放大器销量从2000年的30亿美元，到2004年增至70亿美元。中国2002年进口用于制备光纤放大器的掺稀土光纤约200公里，随着中国通信网每年超过10%的速度增长，用于制备光纤放大器的掺稀土光纤也随之每年双位数剧增，但现在基本上仍依赖进口。

光纤激光器是当今光电子领域研究开发的前沿技术，高功率光纤激光器早己被军事大国列入重大攻关项目。现在它不仅用于医疗、切割、焊接等技术领域，更重要的是用于战场，攻击敌方目标。光纤激光器具有高效，体积小等一系列无可比拟的优点。它的应用价值之大，范围之广，经济效益之高，早以引起全世界的关注，现在国际市场对稀土的激烈竞争，用于制备掺稀土光纤是其中的一部分。

掺稀土光纤研制技术1987年传入天津四十六所。经过十多年的研究开发，完成了多种稀土光纤试制产品。主要供给高校、科研院所用于研制光纤放大器、光纤激光器、光纤传感器。但因光纤芯部掺杂浓度及均匀性控制等难题困忧，末能完成产业化生产。

发明内容

本发明的目的是根据现有测试方法的不足，提供一种掺稀土光纤预制棒的制备方法，该方法采用MCVD工艺，通过三级载气混合通道，提高了稀土光纤的性能。

本发明目的实现由以下技术方案完成：

一种掺稀土光纤预制棒的制备方法，采用MCVD工艺，其特征在于该方法包括以下制备步骤：

（1）选择石英基管，内通CCl₂F₂及O₂，燃烧抛光，及沉积阻挡层；

（2）制备稀土金属氯化物，并对其进行脱水处理；选择中间体AlCl₃ 并对其脱水处理；及对脱水后的稀土金属氯化物、AlCl₃ 加热气化并混合；

（3）将玻璃生成组份物SiCl₄、GeSl₄和POCl₃加热气化；

（4）将步骤（2）所生成之金属氯化物气体与步骤（3）中生成之玻璃组份气体经旋转搅拌混合并在石英基管内沉积形成掺稀土的芯层；

（5）将步骤（4）所生成之产物缩棒以形成光纤预制棒；

所述步骤（1）、（2）、（3）不分先后顺序并与步骤（4）前完成。

所述步骤（2）中稀土金属氯化物脱水、气化在石英载料室进行，所述AlCl₃ 气体和稀土金属氯化物气体混合在混合通道进行，所述石英载料室和混合通道为一体结构，并置于一电阻炉内。

所述石英载料室数量为二个，并对称设置于所述电阻炉内。

所述石英载料室内通过石英隔板分为2-3层，所述石英载料室内稀土金属氯化物的气化面积高于20cm²。

所述混合通道由二个隔板分隔为三个混合室，所述任一混合室容积不低于120ml，其中第一混合室内设有所述稀土氯化物气化炉、AlCl₃气化炉的出口端，第三混合室内设有输送气体通道的入口端；所述第一混合室、第二混合室之间的第一隔板中心处穿设有一管路，所述第二混合室、第三混合室之间的第二隔板近外缘处对称穿设有二管路。

所述步骤（4）中旋转搅拌混合方法如下：将金属氯化物气体、玻璃组份气体送入反应管，并在反应管入口端通过石英搅拌板搅拌混合。

所述步骤（4）中：金属氯化物气体与玻璃组份气体通过输送气体通道送至反应炉，所述输送气体通道由内向外依次分布的金属混合气体加热炉、保护气体管、玻璃组份气体管组成，其中所述金属混合气体加热炉输送步骤（2）所生成之金属氯化物气体，气体流速1500-2000mm/秒；所述保护气体管输送400℃-600℃的He气体；所述玻璃组份气体管输送步骤（3）中生成之玻璃组份气体。

本发明的优点是：可精确控制各稀土掺物质的浓度和均匀性，从而使稀土光纤的性能进一步优化。

附图说明

图1为本发明装置结构总装图；

图2为图1中A-A视图；

图3为本发明中AlCl₃气化炉轴向剖面图；