[发明专利]制造用于具有低的衰减损失的光纤的预制件的方法

说明书

一种制造用于光纤的玻璃芯预制件的方法，该方法包括：提供多孔烟炱芯预制件，该多孔烟炱芯预制件具有外表面和轴向延伸通过预制件的中心孔；在第一温度通过使该预制件的外表面暴露到包含氯的气氛而使该多孔烟炱芯预制件脱水；和在高于该第一温度的第二温度下同时地使该烟炱芯预制件固结和使该中心孔闭合以形成玻璃芯预制件，其中固结和闭合包括顺序地交替地使含氯气体流入该中心孔和减小该中心孔的内部压力。

技术领域

本发明涉及一种制造用于光纤的预制件的方法，并且具体地涉及一种制造用于具有低的衰减损失的光传输纤维的预制件的方法。

背景技术

波分复用(WDM)技术和更新的密集波分复用技术(DWDM)已经推动光传输纤维的制造商生产跨越传输谱的宽的波长区域具有很小光衰减的光纤。在光纤中传播的光信号的衰减损失(或光功率/传输损失)取决于波长。光纤中的信号损失的原因是源于光纤的内在的和外在的材料性质的散射和吸收。

对衰减的主要内在贡献的一个是瑞利散射的贡献，该瑞利散射是由于光波长的相同量级的长度上的玻璃基质中的密度和浓度波动。玻璃的粘度的减小允许玻璃网络的更好松弛，导致减小的密度波动。氯已知用来加速结构松弛。Kakiuchida H.等人在Jpn.J.Appl.Phys.42(2003),Part 2,No.12B,pp.L1526-L1528中公开的“Effect ofChlorine on Rayleigh Scattering Reduction in Silica Glass”中测量通过气相轴向沉积(VAD)制备的并且包含0到1.8mol％的浓度氯的二氧化硅玻璃样品的瑞利散射的光强度。结果指示氯掺杂物不影响密度和浓度波动。在另一方面，作者发现，与由密度波动引起的瑞利散射成比例的冻结温度T_f可以通过以较高的氯浓度热处理较短的时长而被降低。

外在吸收由在光纤的制造期间被引入光纤材料的杂质引起(从微量金属杂质和从存在于光纤的光活性区中的羟基(-OH)出现)。-OH基和水可以在制造期间当光纤预制件暴露到氢(该氢可能来自各种源)时形成。来自羟基的污染引起在1380nm的光信号衰减，该光信号衰减在衰减谱中作为峰值可见，该峰值通常称为“水峰值”。

用来获得将被向下拉丝成大约125μm的典型直径的光纤的玻璃预制件的常用处理包括：第一过程，该第一过程用来产生具有中心光传导芯的固体玻璃的芯棒；和第二过程，在该第二过程中，周围的外包层通过合适的过程被添加到芯棒，例如，通过将烟炱沉积在芯棒周围或通过将芯棒包在玻璃管中(管中棒技术)。

芯烟炱体(特别地当由外部气相沉积(OVD)被制造时)典型地具有被近包层区包围的芯区，该近包层区也被表示为内部包层区，经常由纯二氧化硅制成，虽然它可以在芯区外部包括一层或更多层掺杂的二氧化硅，例如，用来在折射率分布中形成沟槽的氯掺杂的层。作为结果的烟炱体然后在炉中被干燥且固结以形成玻璃体。拉伸跟随着固结以便减小玻璃体的直径，该玻璃体然后被切断成多个芯棒。替代地，在诸如修改的，或炉化学气相沉积(MCVD/FCVD)，或等离子体化学气相沉积(PCVD)的沉积过程中，芯棒也可以通过VAD(气相轴向沉积)被制造。

为了通过OVD过程形成芯烟炱体，烟炱通过横穿火炬被沉积在旋转的芯轴上，该旋转的芯轴在沉积过程的结尾被移除，在烟炱体中留下中芯轴向孔。

通过火焰水解技术制造用于光波导丝的固体玻璃预制件的方法在US 4251251中被描述。

烟炱芯预制件的中心(或中心线)孔(或通道)已知为OH污染的关键点。在固结之前在含氯气氛中干燥烟炱预制件已知用来从多孔体有效地去除水和其它杂质。专利US6477305描述一种制造低水峰值光纤的方法。在该专利中观察到，通常，用过OVD过程制造的芯烟炱坯料在含氯气氛中被固结以化学地干燥该坯料并且因此形成具有轴向延伸通过它的中心孔的固结的玻璃预制件。芯玻璃预制件然后被布置在再拉炉内并且被加热到一温度，该温度足以促进将该芯预制件再拉或拉伸成较小直径圆柱形玻璃体。在再拉操作期间，芯坯料的中心孔通过沿中心孔施加真空被闭合。中心孔内的压力的减小保证中心孔的完全闭合。