[發明專利]多包層光纖預制棒及制造方法

有效

• 申請號: 02138975.6
• 申請日: 2002-08-28
• 公開（公告）號: CN1398804A
• 公開（公告）日: 2003-02-26
• 發明（設計）人: 何珍寶;童維軍
• 申請（專利權）人: 長飛光纖光纜有限公司
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012;C03B37/014;C03B20/00;G02B6/00
• 代理公司: 武漢開元專利代理有限責任公司
• 代理人: 王和平

????????????????????????技術領域

本發明涉及光纖制造領域一種光纖預制棒及制造方法，具體地說是一種由多層純度略有差異的石英材質組成的可用于拉制石英光纖的多包層光纖預制棒及制造方法。

?????????????????????????技術背景

目前世界上制造商用石英光纖預制棒的方法主要為化學汽相沉積法；其中，典型的制造工藝方法有如美國專利U.S.Pat.3932162中介紹的OVD(outsidevapor-phase?deposition)工藝與VAD(vapor-phase?axial?deposition)工藝，中國專利98813827.1中所敘述的PCVD(plasma?active?chemical?vapor-phasedeposition)工藝與如美國專利U.S.Pat.4217027中介紹的MCVD(modifiedchemical?vapor-phase?deposition)工藝等方法。隨著光纖制造技術的不斷研究和發展，各種光纖制造技術相互融合，近幾年也出現了四種工藝相混合的光纖預制棒的制造方法。采用以上各種工藝制造的光纖預制棒，根據制造過程中所使用的原材料純度和制造后所形成的石英玻璃的雜質含量的高低可將光纖或預制棒分為以下幾層：具有較高折射率的光纖的芯層，以及與光纖的芯層相鄰，具有較芯層折射率要低的光纖的內包層；與內包層相鄰的，光纖的襯管層和及光纖的外包層。對光纖制造領域來說，現有產品和制造方法相對較成熟，其面臨的主要問題是如何有效地降低光纖的制造成本。現在一般降低光纖的制造成本方法是降低光纖芯棒的制造成本，即直接生產出大的芯棒從而提高原材料的利用率和設備的生產效率以降低制造成本。

由光纖的光場分布可知，光幾乎集中在光纖的芯層和光纖的內包層中。因而對光纖的芯層和光纖的內包層的純度要求很高，其采用的工藝制造方法同其余部分也不一樣。對此部分，通常我們要采用芯棒的制造工藝來完成。襯管層是芯棒的外表面與外包層的界面，通常因芯棒的外表面極易被污染，故其雜質含量高，非常靠近光纖的芯層與內包層，在加熱的過程中，雜質易通過熱擴散，進入內包層和芯層，從而影響芯層與內包層的純度而會導致光纖的衰減增大；對于單模光纖而言，依靠芯棒的制造工藝來完成的部分占光纖中心部分典型值大約為20微米，其所占整個光纖的比例僅為2.56％。占光纖97.64％的部分都是采用非芯棒的制造工藝來完成的。對于管內法工藝而言，襯管層，內包層同芯層總共占光纖中心部分約30微米，其所占整個光纖的比例僅為5.76％。占光纖94.24％的部分為光纖的外包層。

從以上分析可知，要想有效地降低光纖的制造成本，除了要降低光纖芯棒的制造成本，關鍵在于要降低光纖的包層的制造成本，即要降低非芯棒的制造工藝來完成的部分的成本。光纖的制造成本主要來源于包層的制造成本，尤其是外包層的制造成本。光纖的外包層的典型制造方法有直接管外沉積法，套管法和溶膠-凝膠法。雖然溶膠-凝膠法是很有前途的方法，但目前工藝還不成熟，難以形成規模效益。直接管外沉積法，套管法大多數都是采用OVD工藝，因該工藝使用的主要原材料，高純度的SiCl4的利用率僅20-30％，原材料的利用率低。對于含量為99.99％至99.999％高純度的SiCl₄而言，其價格是非常貴的。而且純度越高其價格也越貴。例如純度達99.999％量級的SiCl₄與純度為99.9％量級的SiCl₄的價格相差幾倍，由于原材料的利用率低，這樣采用OVD工藝制造外包層時，其原材料成本占據了整個成本很大部分。為了有效地降低外包層的制造成本，關鍵在于降低外包層的原材料的成本。但是若外包層完全使用較低純度的SiCl₄，因其雜質含量高，在加熱的過程中，雜質易通過熱擴散，進入內包層和芯層，從而影響芯層與內包層的純度而會導致光纖的衰減增大；若外包層中靠近纖芯部分具有一層或數層較厚的高純石英玻璃，在光纖的制造過程中，高純石英玻璃以外的次高純石英玻璃層中雜質很難通過熱擴散，進入內包層和芯層。這樣便可用較廉價的原材料制造的次高純石英玻璃，部分取代現有的光纖預制棒中外包層最外部的石英玻璃。

????????????????????????發明內容

本發明的目的就是提供一種多包層光纖預制棒及制造方法，它解決了現有的光纖制造技術中，光纖預制棒的外包層所使用的高純原材料比重過大，從而導致高純原材料占光纖的制造成本比重過高、使得光纖的制造成本高的問題。