[发明专利]一种低水峰大尺寸光纤预制棒及其制造方法

说明书

本发明涉及一种低水峰大尺寸的光纤预制棒及其制造方法，制造方法为：利用MCVD工艺先后在作为下限层的掺氟石英管内壁沉积内包层和芯层，获得沉积管，并将沉积管熔缩，得到具有芯层、内包层和下陷层的实心预制芯棒；利用OVD工艺在实心预制芯棒外部沉积外包层疏松体，然后进行烧结处理，得到合成芯棒；利用RIC工艺将合成芯棒与连熔石英套管组合成低水峰大尺寸光纤预制棒。本发明制备的光纤预制棒的直径可达230mm，单根预制棒拉纤长度可达到3300km，光纤在1310nm处的衰减≤0.315dB/km，在1383nm处的衰减系数≤0.268dB/km，在1550nm波长处的衰减系数≤0.175dB/km。

技术领域

本发明涉及一种低水峰大尺寸光纤预制棒及其制造方法，属于光纤预制棒制造领域。

背景技术

目前，生产光纤预制棒的工艺主要采用两步法，即先制造预制棒芯棒，然后在芯棒外制造包层。典型的芯棒制造技术主要有以下四种：改进的化学汽相沉积法(MCVD)、微波等离子体化学汽相沉积(PCVD)、外部气相沉积法(OVD)和轴向气相沉积法(VAD)，外包层制造技术主要包括套管法、外沉积法、等离子体喷涂法，其中，套管法是目前制造大尺寸光纤预制棒外包层的较好方法。

目前，国内主要的套管供应都是进口，国内已有个别厂家利用连熔法制备连熔石英套管，有望打破外国套管厂商的垄断，这主要是由于连熔石英套管的制备工艺简单，采用天然结晶石英制成，具有很大的成本优势。但是连熔法制备的羟基含量高，为降低连熔石英套管的羟基含量，套管的内径相较其他工艺制备的套管内径要大许多，这就需要制备较大直径的预制棒芯棒与之匹配，这存在一定困难，但即便增大套管内径，其羟基含量仍旧较高。然而，在光纤传输中由于羟基(OH)在1360nm～1460nm范围内有吸收峰(被称为水峰)存在，这会增大光纤衰减，限制光纤在该窗口的使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有技术中存在的技术问题，提供一种以连熔套管作为外包层的低水峰大尺寸光纤预制棒及其制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

为清楚地说明本发明的技术方案，对本发明涉及的术语的定义和说明如下：

相对折射率Δn_i，由以下方程式定义：

其中，n_i为绝对折射率，而n_c为纯石英玻璃的绝对折射率。

内包层Ge的掺杂贡献量Δn_Ge，由以下方程式定义：

其中，n_c为纯石英玻璃的绝对折射率，n_Ge-n_c为内包层玻璃由Ge掺杂引起的折射率升高值。

芯层P的掺杂贡献量Δn_P，由以下方程式定义：

其中，n_c为合成纯石英玻璃的绝对折射率，n_P-n_c为芯层由P掺杂引起的折射率升高值。

合成芯棒与连熔石英套管的间隙：合成芯棒与连熔石英套管之间的单侧距离，即Gap＝[套管内径(ID)-合成芯棒外径(c)]/2。

本发明提供一种低水峰大尺寸的光纤预制棒的制造方法，步骤如下：

利用MCVD工艺先后在作为下限层的掺氟石英管内壁沉积内包层和芯层，获得沉积管，并将沉积管熔缩，得到具有芯层、内包层和下陷层的实心预制芯棒，内包层直径b与芯层直径a的比值b/a为2.0-3.0，实心预制芯棒的直径c与芯层直径a的比值c/a为4.5-5.5；