[其他]单模光纤用玻璃预制件的生成方法

说明书

本发明涉及单模光纤用玻璃预制件的一种生产方法，更具体地说，涉及到这样一种生产玻璃预制件的方法，此种预制件可用于制造减少了传光衰减的单模光纤，而这种光纤则包括纯二氧化硅制的芯子和掺有选定添加剂之石英质玻璃的包层。

有几种制造光纤的已知方法，其中之一是使玻璃原料经火焰水解成一种粉尘，同时，此种细微的玻璃粉粒即沉积到一根作为芯料的玻璃棒的周缘，将此种粉尘熔化成由芯子与包层组成的预制件，然后拉制这一玻璃预制件成为光纤。

本发明人等曾经提出过如下一种方法，即通过火焰水解法使细的玻璃粉粒沉积到作为芯料的纯石英玻璃棒的周缘上，然后进行脱水处理，并在一包括着含有气态氟的化合物在内的气氛中烧结此种粉尘，使氟掺杂到这样的石英玻璃内，制成一包括芯子与包层的玻璃预制件。

然而，上述这类传统方法都有以下缺点，即从此种玻璃预制件制成的光纤都不辛受到羟基的光吸收影响，即令是芯料，它的表面层及包复材料统统经过彻底的脱水处理也是如此。这样就很难生产出在1.3微米波长附近范围具有低传光衰减的单模光纤，而上述波长范围则是靠近因出现羟基而有大吸收峰的1.39微米波长处。这或许是由于用火焰水解法使细玻璃粉粒沉积到芯料棒的初始阶段中，芯料因受氢氧焰加热而有羟基从芯料表面扩散至其内部所改。

本发明的一个目的是：提供一种制备玻璃预制件，由此拉制出包含芯子和包层的单模光纤，该光纤具有大为降低的，因羟基引起的传光衰减。

本发明的另一个目的是：提供一种制备玻璃预制件的方法，从此预制件可以拉制出包含芯子和包层的单模光纤，该光纤具有大为降低的，因羟基引起的传光衰减。

于是本发明就提供了这样一种供单模光纤用的包含有芯子和包层的玻璃预制件的制备方法，该方法则包括把玻璃原料的细玻璃粉尘沉积在一个圆柱形籽件的周缘上，而此籽件例如可以是具有光滑和洁净外表面的棒或管，以通过火焰水解来形成细的玻璃材料粉尘层，然后把这种籽件从沉积的粉尘层中抽出，在该粉尘层的中空部位中插入一玻璃芯棒，再对此芯棒和包层的复合件进行脱水和烧结，并有选择地给包层掺杂一种添加剂，而制备出玻璃预制件。

图1示明从本发明实施例制造的玻璃预制件拉制成的光纤的折射率分布;

图2示明据本发明实施例制备成的玻璃预制件的折射率的分布。

如上所述，本发明的方法包括：形成一种管形的细玻璃颗粒的粉尘件，把玻璃芯棒插入此粉尘沉积管的中空部位，以形成一种芯子和包层的复合件，然后在适宜的气氛中对此复合件脱水和烧结，使其熔化成玻璃预制件。在烧结阶段，可以有选择的将添加剂加入包层之中。由本发明方法所制备的玻璃预制件实质上可用传统方法拉制成单模光纤。

因为在本发明的方法中，玻璃芯棒是在粉尘沉积管即包层形成之后插入的，因而防止了羟基扩散进芯子，这种羟基的扩散常发生在传统方法中把包层沉积在芯子上的阶段。此粘附在或含于粉尘沉积管的羟基在脱水和烧结阶段可完全去掉。

传统方法之一包括形成一个含有芯子和包层的粉尘沉积件，这是通过把细玻璃颗粒沉积在一个籽棒上得到的，然后将此沉积件烧结和熔化而得到玻璃预制件。可是用这样的方法，在烧结阶段中任何添加物都不能有选择地加到包层中去。反之，用本发明的方法，在烧结阶段可以有选择地将任何一种添加剂加到包层中而制备出玻璃预制件，再从此预制件拉制出单根光纤，此种光纤包含由纯SiO₂制的芯子1和含氟的SiO₂制的包层2以及由纯石英玻璃制的套管3，并且具有图1所示的折射率分布，且不存在羟基吸收的影响。

作为籽件，可采用石英玻璃、碳和铝一类金属制的棒或管子。以一种适合于该籽件材料的加工方法使此籽件的外周缘变得光滑和洁净。例如，在玻璃籽件件的情况下，它的表面可用机械方法研磨并用氢氧焰等进行火焰抛光。如果是碳或金属件，则可用车床磨光并用细砂纸或磨料打光。

玻璃芯棒最好是纯石英玻璃棒，且最好是抛光过，并在等离子焰加热下拉细到预定的周缘上，因为这样可降低残余的水量。

在籽件的周缘上，细的玻璃粒通过玻璃原料的火焰水解而沉积成粉尘层。这里的火焰水解基本上可以在于一般方法中所采用的相同条件下进行。作为此种玻璃原料的具体例子是SiCl₄，GeCl₄等。由此产生出的粉尘件的外径最好从100到200毫米。