[發明專利]光纖預制件、光纖和光纖預制件的制備方法

有效

• 申請號: 201210019075.5
• 申請日: 2012-01-20
• 公開（公告）號: CN102603179A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 平野正晃;春名徹也;田村欣章
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012;C03B37/02
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業平;張天舒

技術領域

本發明涉及光纖預制件、光纖和光纖預制件的制備方法。

背景技術

已知由二氧化硅基玻璃構成并且具有摻雜堿金屬的芯區域的光纖(參見日本未審查專利申請公開(PCT申請的翻譯文本)No.2007-504080和美國專利申請公開No.2006/0130530)。與芯部分未摻雜堿金屬的情況相比，在光纖預制件的芯部分摻雜有堿金屬的情況下，可以在對光纖預制件拉伸期間降低芯部分的粘性。因此，可以使得二氧化硅玻璃的網絡結構的松弛增強。據信，由此可以降低通過拉伸所得的光纖的衰減。

用堿金屬對二氧化硅玻璃進行摻雜的已知方法為擴散法。在擴散法中，將諸如堿金屬或堿金屬鹽等原料的蒸氣引入由二氧化硅基玻璃構成的玻璃管中，同時利用外部熱源加熱該玻璃管或在該玻璃管中產生非平衡態等離子體，由此，通過擴散使玻璃管的內表面摻雜堿金屬元素。

在利用擴散法使玻璃管摻雜堿金屬之后，加熱該玻璃管以減小其直徑。在直徑減小之后，為了除去在堿金屬元素摻雜的同時也摻雜到該玻璃管的雜質(如Ni、Fe和其它過渡金屬)，在壁的厚度方向上對玻璃管的內表面進行一定量的蝕刻。堿金屬的擴散速率高于過渡金屬的擴散速率。因此，即使當通過在厚度方向上對玻璃表面進行一定量的蝕刻而除去過渡金屬時，大部分摻雜的堿金屬也能夠留在玻璃中。在蝕刻之后，通過加熱使玻璃管塌縮，從而制備堿金屬摻雜芯棒。在該堿金屬摻雜芯棒上合成包層部分，從而制備光纖預制件。接下來，對光纖預制件進行拉伸從而制備光纖。

發明內容

本發明的目的是提供一種光纖預制件，利用該光纖預制件能夠以高產率制備具有摻雜一種或多種堿金屬的芯區域并且具有低衰減的光纖。本發明的另一個目的是提供一種制備這樣的光纖預制件的方法。本發明的又一個目的是提供一種具有摻雜一種或多種堿金屬的芯區域、并且具有低衰減的光纖。

為了實現上述目的，根據本發明的第一實施方案提供了一種由二氧化硅基玻璃構成的光纖預制件，該光纖預制件包括通過拉伸而形成為光纖的芯區域的芯部分，其中所述芯部分包括摻雜有一種或多種堿金屬的堿金屬摻雜芯玻璃部分，所述芯部分中氧分子的最大濃度為大于或等于30mol?ppb，并且所述芯部分中堿金屬的平均濃度為大于或等于5原子ppm。堿金屬的平均濃度是指摻雜在芯部分中的所有堿金屬原子的總數的比例。

在光纖預制件中，堿金屬摻雜芯玻璃部分除SiO₂玻璃網絡以外，優選還包含氧分子和鹵素，并且堿金屬摻雜芯玻璃部分中其它摻雜劑的平均濃度均優選低于該堿金屬摻雜芯玻璃部分中的堿金屬和鹵素各自的平均濃度。更優選的是，堿金屬摻雜芯玻璃部分中的其它摻雜劑的最大濃度均低于該堿金屬摻雜芯玻璃部分中的堿金屬、氧分子和鹵素各自的最大濃度。

優選的是，光纖預制件還包括通過拉伸而形成為光纖的包層區域的包層部分，所述包層部分位于所述芯部分的外周，其中所述包層部分為摻雜有氟的二氧化硅基玻璃。堿金屬摻雜芯玻璃部分可以摻雜有鈉、鉀、銣、銫、或者它們的混合物，并且優選摻雜有鉀作為一種或多種堿金屬。所述芯部分優選包括第一芯玻璃部分，其摻雜有平均濃度為大于或等于5原子ppm的一種或多種堿金屬；和第二芯玻璃部分，其包含小于或等于1原子ppm的一種或多種堿金屬，所述第二芯玻璃部分位于所述第一芯玻璃部分的外周。堿金屬摻雜芯玻璃部分中的氧分子的最大濃度優選為小于或等于160mol?ppb。芯部分中的堿金屬的平均濃度優選為小于或等于120原子ppm。

根據本發明的第二實施方案，提供了一種通過拉伸本發明的一個實施方案的光纖預制件而制備的光纖，其中，在1,550nm波長下的衰減小于或等于0.180dB/km，優選為小于或等于0.170dB/km，更優選為小于或等于0.165dB/k。

根據本發明的第三實施方案，提供了一種制備光纖預制件的方法，該光纖預制件由二氧化硅基玻璃構成，并且包括通過拉伸而形成為光纖的芯區域的芯部分，所述方法包括：堿金屬摻雜步驟，其中，將一種或多種堿金屬的原料氣體供應至由二氧化硅基玻璃構成的玻璃管的內部，同時加熱該玻璃管，從而用所述一種或多種堿金屬對該玻璃管進行摻雜；氧分子摻雜步驟，其中，將氧氣供應至所述玻璃管的內部，同時加熱該玻璃管，從而用氧分子對該玻璃管進行摻雜；以及塌縮步驟，其中，在所述堿金屬摻雜步驟和氧分子摻雜步驟之后加熱所述玻璃管，從而使該玻璃管塌縮，由此制備本發明的一個實施方案的光纖預制件。在本發明第三實施方案的制備光纖預制件的方法的塌縮步驟中，優選將玻璃管中的氧氣分壓控制為大于或等于80kPa。