[发明专利]一种超低损耗单模光纤的制造方法及装置

说明书

本发明提供一种超低损耗单模光纤的制造方法，采用VAD法，将石英玻璃靶棒放在沉积装置内，制造光纤预制棒的芯棒疏松体；将制作完成的芯棒疏松体制品放置到烧结装置中得到芯棒玻璃体；将芯棒进行高温脱气、拉伸后制作成用于沉积外包层的芯棒，通过外包层沉积、烧结后制作成光纤预制棒；光纤预制棒延伸到尺寸小、直径均匀的预制棒；将步骤4中的的预制棒放入光纤拉丝炉进行光纤拉丝，最终获得了超低损耗单模光纤。还记录了一种超低损耗单模光纤的制造方法的沉积装置，一种超低损耗单模光纤的制造方法的沉积装置。本发明的有益效果是通过以上方法，不仅可以获得损耗较低的超低损耗光纤，同时可以进行规模化生产，并且付出较低的生产成本。

技术领域

本发明属于光纤通讯技术领域，尤其是涉及一种超低损耗单模光纤的制造方法及装置。

背景技术

自20世纪70年代起，随着光纤通信相关技术的不断进步，光纤通信在信息技术时代显得越来越重要。随着传输信息量的爆发式增长，对光纤传输技术的要求也越来越高，而作为传输介质的光纤，是决定光纤传输性能的主要决定因素之一。为了增加传输容量，降低光缆铺设成本，光纤的衰减损耗是技术人员考虑的主要因素，衰减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，同样强度的光信号可以传输更远的距离，从而减少信号传输所需要的中继站，降低通信系统的投资成本与运营成本。

在光纤制造中，降低光纤的衰减主要是1310nm、1383nm、1550nm、1625nm四个窗口的衰减系数，随着技术的不断发展，目前通用的G.652D光纤已经是零水峰光纤，1383nm窗口处的衰减已降低到0.28dB/km，1310nm窗口处的衰减降低到0.32dB/km，1550nm窗口处衰减降低到了0.185dB/km，从设计和制造上基本已处于极致水平。剩余的衰减主要由于光纤材料本身的瑞利散射引起，因此，要得到衰减更低的单模光纤，需要从光纤的芯层材料和包层材料优化着手。

光纤中瑞利散射的存在主要由于芯层中掺杂了Ge元素，引起了芯层内材料的密度波动和Ge浓度的波动。现行主要的解决方法是制造纯SiO2石英玻璃作为光纤的芯层，而包层掺杂可以降低玻璃折射率的F元素。而包层掺F与纯SiO2纤芯在高温下会形成粘度失配，在光纤拉丝过程中会造成较大的内应力，从而再次形成较大的瑞利散射，针对这一特点，技术人员尝试在芯层中掺杂K、Al等元素，试图降低芯层玻璃的粘度，以匹配包层粘度。

文献CN 107721149A公开了一种超低损耗光纤的制造方法，其利用传统VAD沉积工艺为基础，在沉积过程中掺杂少量碱金属，且掺杂量小，气流量小，在沉积过程中完成碱金属均匀掺杂。但碱金属在高温下极易扩散，在芯棒烧结过程中，容易扩散到包层，从而很难达到预期的粘度匹配与折射率设计初衷。

文献CN 109298482A提出了一种超低损耗大有效面积单模光纤的设计和制造方法，其使用了芯层掺杂以降低芯层的粘度以匹配包层粘度，其在芯层掺杂了F、Ge、碱金属，在理论上粘度可以达到最佳匹配，但在生产过程中，容易形成各掺杂元素分步不均匀，实际拉丝完成后造成较大的瑞利散射。