[发明专利]光纤预制棒及其制备方法

说明书

本发明提供一种光纤预制棒的制备方法，采用气相沉积工艺，通过第一喷灯、第二喷灯及第三喷灯依次进行沉积，在第一喷灯中通入氟化物、四氯化硅、可燃气体、惰性气体、氧气，形成含有氟元素的二氧化硅松散体，在第二喷灯中通入氧气、可燃气体、四氯化硅、四氯化锗、惰性气体，形成芯层疏松体，在第三喷灯中通入氧气、可燃气体、四氯化硅、惰性气体，形成二氧化硅内包层，得到芯棒；将芯棒进行脱羟以及玻璃化烧结；采用掺氟工艺制备沟渠层、中包层；采用气相沉积工艺或套管工艺制备外包层，得到光纤预制棒。本发明通过第一喷灯原料口的偏置的设计控制芯层的凹陷深度，制备的产品降低损耗，实现大有效面积。

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种光纤预制棒及其制备方法。

背景技术

众所周知，光纤的衰减、光学参数性能取决于光纤预制棒的性能，为了获得大有效面积，主要方法是降低芯层折射率和增加芯层直径，但是单纯降低芯层折射率和增加芯层直径，虽然可以实现增加光纤有效面积，但与之而来的是截止波长的增加以及光纤衰减、弯曲性能的恶化，造成光纤超出相关指标。而且采用纯硅芯设计方式，其要求内部必须进行复杂的粘度匹配，制造工艺极其困难。另外为了降低光纤损耗，通过降低光纤预制棒的掺杂浓度，可以有效降低光纤的瑞利散射，但是光纤的瑞利散射除了受掺杂浓度的影响，还受密度波动影响，传统的纯硅芯层设计容易引起芯层和包层间的不匹配，无法改善瑞利散射，无法降低损耗。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种光纤预制棒的制备方法，其能够获得大有效面积且降低光纤损耗。

本发明提供一种光纤预制棒的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，采用气相沉积工艺制备芯棒，通过第一喷灯、第二喷灯及第三喷灯依次进行沉积，在第一喷灯中通入氟化物、四氯化硅、可燃气体、惰性气体及氧气，形成含有氟元素的二氧化硅松散体，在第二喷灯中通入氧气、可燃气体、四氯化硅、四氯化锗及惰性气体，在二氧化硅松散体表面形成芯层疏松体，在第三喷灯中通入氧气、可燃气体、四氯化硅及惰性气体，在芯层疏松体的表面形成二氧化硅内包层，沉积完成得到芯棒；

步骤2，将上述步骤得到的芯棒进行脱羟以及玻璃化烧结；

步骤3，采用掺氟工艺制备沟渠层与中包层；

步骤4，采用气相沉积工艺或套管工艺制备外包层，得到光纤预制棒。

进一步的，所述步骤1中的第一喷灯中通入的气体还包括碱金属气体，所述碱金属包括含有锂、钠、钾、铷中的一种或至少两种组合。

进一步的，所述步骤3中还包括采用掺氟工艺制备的辅助中包层。

进一步的，所述第一喷灯沿水平平面方向移动且与水平方向的夹角为30°～90°，所述第二喷灯沿水平平面方向以及自身的中心轴方向移动，所述第二喷灯与水平方向的夹角为20°～70°。

进一步的，所述第一喷灯由内到外包括三层同心设置的椭圆形管或三个并排分布的内矩形管、设置于所述椭圆形管或内矩形管外的三层同心设置的外矩形管。

进一步的，所述内矩形管或椭圆形管偏置于所述外矩形管最内层的一侧。

进一步的，所述步骤2中的玻璃化烧结过程中依次通入四氯化硅和氟化物。

进一步的，所述氟化物包括SiF₄、CF₄、SF₆、C2F₆、SOF₂、C₂F₂Cl₂的一种或至少两种组合。

进一步的，所述惰性气体包括氩气或氮气，所述可燃气体包括氢气或甲烷。