[发明专利]一种纯二氧化硅芯光纤预制棒的制备方法

说明书

本发明提供了一种纯二氧化硅芯光纤预制棒的制备方法，包括以下步骤：a)采用气相轴向沉积法制作芯棒松散体；芯棒松散体由芯层松散体和包覆所述芯层松散体的内包层松散体组成；所述芯层松散体的密度为1.0～1.25g/cm³，内包层松散体的密度为0.1～0.6g/cm³；b)将步骤a)得到的芯棒松散体依次进行脱水、预烧结、掺氟和玻璃化，得到芯棒；芯棒由芯层和包覆所述芯层的内包层组成；所述芯层的密度大于等于1.3g/cm³，内包层的密度小于等于0.8g/cm³；c)将步骤b)得到的芯棒包覆外包层，得到纯二氧化硅芯光纤预制棒。该制备方法通过控制芯层不同阶段的密度，使脱水时氯气能够进入芯层与羟基反应，后续掺氟时氟无法进入芯层，从而解决纯二氧化硅芯光纤预制棒羟基含量偏高的问题。

技术领域

本发明涉及光纤预制棒技术领域，更具体地说，是涉及一种纯二氧化硅芯光纤预制棒的制备方法。

背景技术

拉制光纤的原材料光纤预制棒，其基本结构包括芯层以及具有更低折射率的包层。SiO₂是用来制造光纤预制棒主要的玻璃形成体，通过掺杂可以改变其折射率从而形成波导结构。一般在芯层中掺入GeO₂，使芯层的折射率高于包层纯石英玻璃的折射率。芯层和包层折射率的相对差值采用相对折射率差Δ来表示，芯层和包层的折射率分别为n₁和n₂，Δ值由式(1)给出：

有时为了增加光纤的抗弯曲性能，需要通过增加光纤芯层中的GeO₂含量来增大Δ值，但随着GeO₂含量的提高，会导致光纤瑞利散射的增加；如果掺入的GeO₂含量过高，就容易形成GeO气体，随之产生气泡；这对于最终光纤的传输性能和强度都是不利的。由于上述原因，可以通过降低包层的折射率来提高Δ值，掺入B₂O₃和氟都可以降低折射率。然而，B₂O₃在1.2μm存在较大的拖尾吸收，不利于损耗的降低，因此，最好采用掺氟来降低包层的折射率。为了获得同样的相对折射率差Δ，通过包层掺氟，可以减少芯层的GeO₂含量甚至不掺GeO₂，从而进一步减小因掺杂而导致的瑞利散射。

目前，制造光纤预制棒的方法包括管内法(MCVD和PCVD)以及管外法(VAD和OVD)，其中，管外法不受衬管尺寸的限制，沉积速度快，生产效率高，适合于大尺寸光纤预制棒的规模化生产。已经知道，采用火焰水解法可以将气态含氟化合物在沉积时加入石英玻璃中，但该方法存在沉积效率和掺杂浓度低的缺点。