[发明专利]一种基于套管法的光纤预制棒制造方法

权利要求书

1.一种基于套管法的光纤预制棒制造方法，其特征在于，步骤如下：利用VAD工艺制备光纤芯棒母棒，所述光纤芯棒母棒由内到外依次是芯层和内包层；利用VAD工艺制备光纤芯棒母棒的步骤为：首先用轴向气相沉积法沉积粉末芯棒，然后在烧结炉中对粉末芯棒进行脱羟处理、氟掺杂处理和玻璃化处理：脱羟处理时，往烧结炉内通入Cl₂气和惰性气体，脱羟温度为800～1000℃；氟掺杂处理时，往烧结炉内通入含氟气体和惰性气体，烧结炉温度为1000～1300℃；玻璃化处理时，往烧结炉内只通入惰性气体，玻璃化温度为1400～1600℃；

对光纤芯棒母棒进行加热拉伸，使拉伸后光纤芯棒的弓曲度小于1mm/m；所述拉伸方法为：将光纤芯棒母棒两端分别对接上拉伸引棒和下拉伸引棒，并使光纤芯棒母棒竖直穿过拉伸炉，使上拉伸引棒和下拉伸引棒以相同的转速同步旋转，开启拉伸炉对光纤芯棒母棒从下到上进行加热，并使上拉伸引棒向上移动，上拉伸引棒向上移动速度根据拉伸后芯棒所需要的直径、拉伸炉向上移动的速度以及被拉伸段光纤芯棒母棒的直径在拉伸前提前计算得到；在光纤芯棒母棒加热拉伸过程中满足V₁＝k×V₂×V₃(D₁²-D₂²)/D₁²，其中，V₁为上拉伸引棒的实时移动速度，V₂为光纤芯棒母棒自转的转速，V₃为预设的拉伸炉向上移动的速度，D₁为被拉伸段光纤芯棒母棒的直径，D₂为拉伸后芯棒所需要的直径，k为0.1-0.15，V₂为6-9mm/min，V₃为30-40mm/min；

利用OVD工艺在拉伸后光纤芯棒的外部沉积下陷层疏松体，然后进行烧结处理，得到合成芯棒；

将合成芯棒表面经腐蚀、清洗、干燥后，插入石英套管中，组合成光纤预制棒。

2.根据权利要求1所述的基于套管法的光纤预制棒制造方法，其特征在于，拉伸炉对光纤芯棒母棒加热的温度控制在1800-2300℃，加热时在加热区域充入惰性气体。

3.根据权利要求1或2所述的基于套管法的光纤预制棒制造方法，其特征在于，所述烧结处理方法为：往烧结炉内通入惰性气体和氯气，首先使烧结炉以50-60℃/min的升温速率升到1000～1200℃，保温2-3h，然后以20-30℃/min的升温速率升到1300-1500℃，保温5-6h。

4.根据权利要求1或2所述的基于套管法的光纤预制棒制造方法，其特征在于，对烧结处理后的合成芯棒进行热处理，热处理方法为：将在1300-1500℃下保温5-6h后的合成芯棒用冷却液在2min内冷却到温度＜100℃，然后将冷却后的合成芯棒升温至600～800℃下保温2～3h。

5.根据权利要求1或2所述的基于套管法的光纤预制棒制造方法，其特征在于，所述芯层为掺入P₂O₅的二氧化硅玻璃层，芯层的相对折射率Δn₁为0.35％～0.5％，所述内包层和下陷层为掺氟的二氧化硅玻璃层，内包层的相对折射率Δn₂为-0.05％～-0.01％，下陷层的相对折射率Δn₃为-0.25％～-0.1％。

6.根据权利要求1或2所述的基于套管法的光纤预制棒制造方法，其特征在于，拉伸后光纤芯棒的直径b与芯层直径a的比值b/a为3.0～5.0，合成芯棒的直径c与芯层直径a的比值c/a为7～9，光纤预制棒的有效直径d与合成芯棒直径c的比值d/c为2.5～3.5。

7.一种由权利要求1-6任一项所述的方法制造的光纤预制棒。

8.一种光纤，其特征在于，所述光纤由权利要求7所述的光纤预制棒直接拉丝而成，或经拉伸后再拉丝而成。