[发明专利]一种光纤预制棒的制造方法

说明书

本发明公开了一种光纤预制棒的制造方法，主要包括沉积光纤预制棒中间体、掺杂碱金属元素、成棒步骤，其特征在于采用扩散法在光纤预制棒中间体中掺杂碱金属元素时，光纤预制棒中间体各部位保持在温度500‑1000℃，扩散时间为5分钟‑300分钟。本发明相对于现有技术在较低的温度区间500‑1000℃下掺杂碱金属，能有效避开石英玻璃的析晶温度，减少析晶的风险，从而减少由于析晶造成的衰减过高而导致的报废；而且，在温度均匀的环境中扩散，可避免温度升降循环导致的析晶；另外，还能优化碱金属含量的分布，相较于现有技术高温1800‑2200℃扩散慢，因此碱金属可以更集中的分布在光纤预制棒的芯层，减少往包层扩散，提高芯层浓度，降低光纤衰减。

技术领域

本发明涉及光纤通信技术领域，主要涉及一种光纤预制棒的制造方法。

背景技术

光通讯具有传输容量大、传输距离远、传输速度快等特点，被广泛应用于长途干线、城域网、以及接入网等光通讯系统。近几年，随着IP业务量的爆炸式增长，通信网络正向下一代系统迈进，构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的基础。

光纤的衰减系数是光纤最重要的性能指数指标之一，在很大程度上决定了光纤通信的中继距离，光纤的衰减系数越小，则其携带的光信号可传输距离就越远，而在同样的传输距离下，其携带的光信号衰减幅度就越小，降低衰减系数可以有效提高光纤通信中的光信噪比OSNR，进一步提高系统的传输距离和传输距离。在长距离的光纤通讯中，光信号是通过中继站来完成传输的，如果光纤的衰减系数越小，中继站之间的距离就可以越远，从而大大较少中继站的设置，极大的降低运营成本。因此在光纤制造中，降低光纤的衰减系数是难点也是热点。

现有降低衰减系数的技术主要由以下几种：1.黏度匹配和热膨胀系数匹配。优化光纤剖面设计和材料组分，改善光纤的芯层和包层的黏度匹配和热膨胀系数，可以减少拉丝应力造成的光纤衰减。2.减少芯层掺杂剂的浓度，芯层掺杂剂Ge和F的浓度增大，将会增加浓度波动因子引起的瑞利散射损耗，例如目前普遍采用纯硅芯技术来制造超低衰减光纤。3.掺杂碱金属、碱土金属或者氯元素，碱金属、碱土金属或者氯元素可以降低玻璃的温度和虚拟温度，利于玻璃网络结构的调整，降低密度波动因子引起的瑞利散射损耗。

专利CN 102627398A，CN102627400A，CN106458696中，将玻璃管加热到1500-2200℃进行管内扩散掺杂碱金属元素。热源移动速度为30mm/min-100mm/min，往返移动次数15-30次，假设衬管长度为1m，则掺杂时间至少为5小时。上述方法明显的弊端是所需温度高，扩散时间长，生产效率低，不利于大规模生产；另外，加热炉的移动造成衬管温度循环升降，更容易析晶，也容易造成碱金属纵向分布不均匀。

专利CN106458696A中，将光纤预制棒的芯层分为三个部分，每个部分独立掺杂，实现碱金属元素的掺杂，该工艺能制备出衰减很低的光纤，但是该工艺中每一个芯部，都需要经过沉积，熔缩，烧实，再将外径减小，部分还包括掺杂，腐蚀，拉伸工序，整个制备工艺流程复杂，不利于大规模生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种超低衰减光纤预制棒的制造方法，有效避开石英玻璃的析晶温度，减少析晶的风险，从而减少由于析晶造成的衰减过高而导致的报废。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种超低衰减光纤预制棒的制造方法，包括沉积光纤预制棒中间体、掺杂碱金属元素、熔缩等步骤，其特征在于采用扩散法在光纤预制棒中间体中掺杂碱金属元素时，光纤预制棒中间体各部位保持在温度500-1000℃扩散，扩散时间为5分钟-300分钟，优选为30分钟-150分钟。

本发明提供一种更为具体地超低衰减光纤预制棒的制造方法，步骤如下：

S1：沉积光纤预制棒中间体：利用管内化学气相沉积工艺(PCVD或MCVD)，沉积光纤所需的芯层及部分包层形成光纤预制棒的中间体；