[發(fā)明專利]光纖及光纖用預成型件的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210019185.1
• 申請日: 2012-01-20
• 公開（公告）號: CN102617032A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 井上大
• 申請（專利權）人: 信越化學工業(yè)株式會社
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012
• 代理公司: 深圳新創(chuàng)友知識產(chǎn)權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

技術領域

本發(fā)明涉及一種石英系的光通信用纖維(下面簡稱為光纖)、及其所使用的光纖用預成型件的制造方法。

背景技術

光纖一般由傳輸光的纖芯部和圍繞其周圍的包層部構(gòu)成。纖芯部一般比包層部折射率高。光纖是使光纖用母材在電爐中加熱、軟化，并拉絲成所期望的粗細而得到的。光纖用母材多數(shù)是通過下述步驟制造的，即，首先，制造包括纖芯部且根據(jù)情況包括包層部的一部分的芯棒，并在該芯棒的外側(cè)進一步施以包層部。對于纖芯部的制造，可以使用稱為VAD(vapor-phase?axial?deposition)法、OVD(Outside?vapor?deposition)法、MCVD(Modified?Chemical?Vapor?Deposition)法、PCVD(Plasma?Chemical?Vapor?Deposition)法的方法。在芯棒的外側(cè)所施加的包層部有時通過OVD法等直接堆積在芯棒上、并用加熱爐透明玻璃化而施加，以及有時在芯棒上包覆另外制造的筒狀體而施加的。

后者的在芯棒上包覆筒狀體的方法被稱為RIT(rod?in?tube)法或RIC(rod?in?cylinder)法。這里，將使所制造的筒狀體拉伸而成為所期望粗細的筒狀體稱為管，而將所制造的筒狀體自身稱為圓筒。即，與RIT法相比，RIC法的原來的筒狀體的尺寸大，但是，技術上相同，其界限并不明顯。因此，將在芯棒上包覆筒狀體而設置包層部的方法，以后總稱為RIT法。

RIT法中，雖然是在筒狀體中插入芯棒，并加熱和一體化，但是，存在使筒狀體和芯棒一體化時，同時進行向所期望的粗細拉伸的情況，以及僅進行一體化的情況。當然，僅進行一體化在設備方面更簡單。反之，雖然設備方面復雜，但是在一體化的同時也進行拉伸，具有可以制造與其后進行拉絲的拉絲爐相配合的大小的預成型件的優(yōu)點。在后者的情況下，不受拉絲爐大小限制，可以使原來的筒和芯棒較大，因此，與前者相比可以提高生產(chǎn)率。而且，也有在一體化的同時拉絲成光纖的情況。

合成石英制的筒狀體的制造使用OVD法等。下面是其制造方法的一個例子。以氧化鋁制的心棒為基體，以四氯化硅等硅化合物為原料，使得用氫氧焰使其水解而得到的二氧化硅的微粒堆積在該基體上而形成粉末堆積體。堆積結(jié)束后，抽出氧化鋁制的心棒后插入碳制的心棒并在氯氣氛圍中脫水，并用加熱爐進行透明玻璃化。脫水和透明玻璃化可以在同一個爐中連續(xù)進行，也可以分別在不同的爐中進行。透明玻璃化大體在常壓下進行時，如果氣氛為氦等分子量小的氣體，則玻璃內(nèi)殘留的氣泡少，因此為優(yōu)選。而且，在使用氮等分子量比較大的氣體的情況下，在減壓下的加熱、透明玻璃化，由于玻璃內(nèi)殘留的氣泡少，因此為優(yōu)選。

此后，抽出碳制的心棒，得到石英玻璃制的筒狀體，但是，在該狀態(tài)下，筒狀體的內(nèi)外表面處于凹凸多的狀態(tài)。通過對該外表面和內(nèi)表面進行磨削和研磨，該筒狀體的外形和內(nèi)徑變得均勻。這里，磨削是指除去大的凹凸的作業(yè)，而研磨是指除去磨削后殘留的微小凹凸的作業(yè)。充分研磨后的表面成為鏡面狀態(tài)。該研磨時，通常，為了提高效率，一邊在純水中混合了切削劑的液體連續(xù)流過(掛け流す)一邊用研磨布擦拭表面。研磨布上粘接著例如金剛石的磨砂顆粒。

如上將所述得到石英玻璃制的筒狀體通過RIT法與芯棒一體化而成為預成型件，進一步拉絲而成為光纖。作為該光纖的重要特性，可以列舉傳輸損耗。通常的單模光纖中，在纖芯部添加了Ge(鍺)，其折射率比多數(shù)由純石英構(gòu)成包層部的折射率高約0.35％。這種光纖中，傳輸損耗在1550nm附近最小，為0.180～0.190dB/km左右的值。該1550nm及比其長的波長區(qū)域中的傳輸損耗被芯棒和后賦予的包層部的界面狀態(tài)所左右。

在該界面附近有雜質(zhì)時，長波長區(qū)域中的傳輸損耗增大。這被認為是由雜質(zhì)的吸收損耗、或由雜質(zhì)引起纖芯內(nèi)的微小的直徑變動而導致的微彎曲損耗所引起的。為了避免這個問題，用HF溶液和純水清洗上述筒狀體的內(nèi)表面后，供由RIT法進行的預成型件的制造。HF溶液進行的清洗，是通過其蝕刻作用而將表面的雜質(zhì)和玻璃的一部分一同除去，因此，清洗的表面的粗糙度會增加。這樣，粗糙度增加的表面，在由RIT法進行的預成型件的制造中，與界面上的氣泡數(shù)的增大相關，并非優(yōu)選的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光纖及光纖用預成型件的制造方法，其減少了芯棒和后施以的包層部的界面附近的雜質(zhì)、抑制了長波長區(qū)域中的傳輸損耗的增大。