[发明专利]具有减少的氢敏感性的光纤

说明书

本公开涉及制备具有改善的弯曲性能的光纤，该光纤具有芯体和至少一个包覆层，且至少一个包覆层的最后一层中的氯含量是大于500ppm以重量计。在至少一个包覆层的最后一层或最外面层的烧结过程中，使用载体气体、气态氯来源材料和气态还原剂的混合物来制备纤维。将还原剂包括进入载体气体和气态氯材料的混合物减少富氧缺陷，其导致在氢老化测试中TTP下降至少20％。

本申请根据35U.S.C.§119要求2014年07月09日提交的美国临时申请系列第62/022,305号的优先权，本文以该申请的内容为基础并通过参考将其完整地结合于此。

领域

本公开涉及在包覆中具有高浓度氯和低浓度非桥接氧缺陷的光纤，以及用于制备这种纤维的方法。所述方法包括在还原剂存在下，烧结具有多孔氯-掺杂的包覆层的预制件。

背景

在纤维使用环境中，光波导和纤维的性质可对氢或含氢气体的存在较敏感。这种氢敏感性可导致在关注(例如，在通讯窗口中)的某些波长下的光衰减增加。衰减的增加归因于例如SiOH和GeOH基团的化学基团，其吸收在通讯感兴趣的波长下的光。氢敏感性来自当将纤维或波导暴露于氢时，光纤或光波导玻璃中的非桥接氧缺陷(或孔)中心转化成SiOH或GeOH基团。为了降低氢敏感性，可用氘处理或化学退火光纤。通过形成SiOD和GeOD基团，氘与非桥接氧缺陷中心反应来钝化非桥接氧缺陷。SiOD和GeOD基团在氢存在下是稳定的，且吸收在通讯窗口以外的波长。但是，钝化非桥接氧键所必需的氘处理时间较长，且在光纤生产中是没有优势的。因此，本领域需要将氘处理所需的时间降低到更可行的水平，以用于商业工艺。

概述

本公开涉及制造具有降低的氢敏感性的光纤。根据本公开,在固结之前，使用还原剂处理纤维预制件。还原剂处理在预制件固结之前，减少预制件中存在的非桥接氧缺陷中心的数目。在固结和后续地将固结的预制件拉制成光纤之后,光纤用氘进行处理以进一步减少或基本上消除纤维中的非桥接氧缺陷中心，从而降低或消除纤维的光纤的氢敏感性。在光纤预制件的最终固结之前使用还原剂不仅导致由预制件拉制的纤维中非桥接氧缺陷中心的更大的下降,还减少了纤维的氘处理所需的时间。结果，增加了制造产率，降低了制造成本。

在一方面中,本公开涉及通过下述方法形成的光纤，所述方法包括下述步骤：提供用于制备光纤的预制件，所述预制件具有固结的玻璃芯体和至少一个多孔玻璃包覆层；将预制件设置在含有气体的炉子中；使用氯来源材料,和任选的载体气体,例如空气、氮气、氩气或氦气，氯掺杂多孔包覆层；以及在气态还原剂存在下，烧结至少一个多孔包覆层以在固结的玻璃芯体上形成烧结的包覆层,其中至少一个烧结的包覆层具有大于500ppm以重量计的氯浓度。气态还原剂用来降低固结的预制件的烧结的至少一个包覆层中的富氧缺陷的浓度，且在完全烧结(固结)以形成光纤预制件或毛坯之后,从烧结的预制件拉制光纤。因在还原剂存在时预制件的固结导致的预制件的富氧缺陷的下降包括过氧(≡Si-O-O-Si≡)和其它含氧缺陷的下降，其容易发生键解离或其它改性以形成非桥接氧缺陷(≡Si-O-)。在存在还原剂时固结的从预制件拉制的纤维也具有降低浓度的富氧缺陷。还原剂选自下组：CH₃Cl,CH₂Cl₂,CHCl₃,和CO。在一种实施方式中,还原剂是一氧化碳(CO)。在一种实施方式中,为气态还原剂提供载体气体。在一种实施方式中,载体气体是惰性气体。在一种实施方式中,惰性气体是氦气。在一种实施方式中,氯来源材料是选自下组：Cl₂和SiCl₄。