[發(fā)明專利]一種碲基玻璃光纖預制棒的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710070073.8
• 申請日: 2007-07-18
• 公開（公告）號: CN101117266A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設計）人: 戴世勛;徐鐵峰;聶秋華;王訓四;沈祥;楊燕
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012;C03B19/02
• 代理公司: 寧波海曙奧圣專利代理事務所
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發(fā)明涉及一種玻璃光纖預制棒的制備方法，尤其是涉及一種碲基玻璃光纖預制棒的制備方法。

背景技術

碲酸鹽玻璃作為極具價值的光纖通信材料已經(jīng)受到人們越來越多的重視，它們被認為是用作寬帶光纖放大器的理想基質材料，采用碲酸鹽玻璃基質(簡稱碲基玻璃)的摻Er³⁺光纖或摻Tm³⁺光纖能使信號在C+L波段(1530～1610nm)或S波段(1420～1520nm)寬帶區(qū)域實現(xiàn)有效的放大，因此，碲酸鹽玻璃可以作為寬帶放大器有源玻璃光纖的基質材料。但是，碲基光纖的基質材料是基于一種多組分重金屬氧化物碲酸鹽玻璃，這種材料普遍具有折射率高、熔點低、膨脹系數(shù)高的特點，因此不能采用制備石英基光纖預制棒的氣相沉積法(MCVD)來制備碲基光纖預制棒，而只能用管棒組合法或吸注法等來制備光纖預制棒。專利申請?zhí)枮?00410067898.0的中國發(fā)明專利申請《一種Yb³⁺摻雜的碲酸鹽玻璃雙包層光纖》的說明書中公開了一種采用管棒法來制備碲基玻璃光纖預制棒的方法，它首先是制備纖芯或內(nèi)包層的玻璃塊狀材料，采用光學玻璃機械加工的方法(即切割、粗拋、拋光等)將纖芯玻璃加工成圓棒，將內(nèi)包層玻璃加工成端面為正方形或矩形玻璃棒，然后通過機械鉆孔的方法內(nèi)包層玻璃棒的軸向中心鉆孔，并對內(nèi)包層玻璃管內(nèi)孔進行光學拋光，再用超聲波等對芯棒和內(nèi)包層套棒的表面進行清洗，然后將芯棒插入到內(nèi)包層玻璃棒中心圓孔中獲得光纖預制棒，該方法是典型的管棒法制備光纖預制棒方法，具有芯棒和內(nèi)包層制備加工相對簡單，易于控制內(nèi)包層端面形狀等等優(yōu)點。但是由于采用機械鉆孔法加工內(nèi)包層玻璃套管，其內(nèi)孔的最小直徑和內(nèi)表面的光滑程度往往受到加工限制，一般只能鉆內(nèi)孔直徑為5mm以上的孔洞，并且深度往往限制在10cm以內(nèi)，內(nèi)孔的表面的拋光加工也是比較困難，容易產(chǎn)生加工時的污染導致制備的光纖預制棒損耗較高。采用這種方法制備的光纖預制棒很難一次性拉制出單模芯徑尺寸的碲基光纖。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種包層套管內(nèi)孔直徑不受限制，內(nèi)表面不需要拋光且沒有機械鉆孔引起的二次加工污染的碲基玻璃光纖預制棒的制備方法。

本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種碲基玻璃光纖預制棒的制作方法，主要包括包層套管制備及將芯棒插入包層套管中心圓孔后的后續(xù)制備，包層套管的制備包括以下步驟：

1)將制作包層套管的碲基玻璃原料配料稱量混合均勻后，放于鉑金坩堝置于750℃～850℃的熔爐里熔制0.5～1小時，使其熔化成玻璃液，然后用鉑金葉漿攪拌25～35分鐘后，在熔爐內(nèi)保溫待用；

2)將經(jīng)過預熱后溫度達到400℃～500℃的一端開口的石英管置入到經(jīng)過預熱后溫度達到450～550℃的與水平面成55～65度傾角放置的一端開口的金屬套管中，將上述待用的玻璃液迅速倒入到石英管中，將金屬薄片蓋住石英管上口后，通過旋緊金屬套管的壓蓋將裝有玻璃液的石英管與金屬套管緊固成為一體且中心軸重合；

3)將金屬套管快速水平固定在旋轉支架上，使金屬套管以3000～6000rpm的轉速繞中心軸旋轉5～10分鐘；

4)從金屬套管中取出石英管，立刻放入精密退火爐進行退火，退火起始溫度設定為比玻璃的轉變溫度T_g高25～35℃，先在該溫度下保溫2～4小時，然后以10～15℃/小時的速率降溫至室溫；

5)從石英管中取出碲基玻璃管，得到包層套管。

在步驟1)中可以先將用作包層套管的碲基玻璃混合原料放于鉑金坩堝中，先在750℃～850℃溫度下熔化1小時，熔制過程中通氧氣5分鐘鼓泡使其熔化均勻，然后直接倒入干凈的不銹鋼模具中，在空氣中使其自然冷卻，破碎后獲得碎玻璃塊，再稱量選取部分碎玻璃塊在750℃～850℃的溫度下加熱1～2小時重熔成玻璃液，剩余碎玻璃塊作為備用原料。

碲基玻璃芯棒可以通過先制備較大尺寸(直徑大于1cm)的芯棒，然后在光纖拉絲機進行拉制來獲得1～3mm左右的細棒。