[發明專利]一種摻稀土光纖預制棒的制造方法

有效

• 申請號: 201210363663.0
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102875019A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 莫琦;陳偉;杜城;李詩愈;胡福明;張濤
• 申請（專利權）人: 武漢烽火銳光科技有限公司
• 主分類號: C03B37/018
• 分類號: C03B37/018
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳;龐炳良

1.一種摻稀土光纖預制棒的制造方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1.將柱形稀土材料預制靶棒安裝在石英玻璃的襯底管內的進氣端，再將所述襯底管安裝在化學氣相沉積設備上；

S2.將激光聚焦于所述稀土材料預制靶棒，通入由氧氣、氯氣、四氯化硅氣體、四氯化鍺氣體、以及氟的碳化物組成的混合氣體，進行沉積形成光纖芯棒預制件；

S3.將所述光纖芯棒預制件利用高溫熔縮，形成透明的光纖預制棒。

2.如權利要求1所述的摻稀土光纖預制棒的制造方法，其特征在于：所述襯底管內徑為15mm~51mm，稀土材料預制靶棒直徑小于襯底管內徑；化學氣相沉積設備為等離子化學氣相沉積設備或改進型化學氣相沉積設備。

3.如權利要求2所述的摻稀土光纖預制棒的制造方法，其特征在于：所述稀土材料預制靶棒是用稀土材料無機化合物與共摻雜金屬無機化合物混合，并壓制為密度高于3.5?g/cm³的柱形，其中稀土元素為鐿、鉺、銩、釹、鋱、鏑、鈥、釤、鈰、鐠、钷中的一種或幾種元素，共摻雜金屬元素為鋁元素。

4.如權利要求2所述的摻稀土光纖預制棒的制造方法，其特征在于：所述稀土材料預制靶棒是用稀土材料無機化合物與共摻雜金屬無機化合物混合，并壓制為密度高于3.5?g/cm³的柱形，其中稀土材料為鉺、鐿的氯化物，共摻雜材料為三氯化鋁。

5.如權利要求2所述的摻稀土光纖預制棒的制造方法，其特征在于：所述激光聚焦于所述稀土材料預制靶棒表面，其激光波長為?800nm~1300nm，激光束斑直徑小于5mm，激光輸出功率大于100?w，激光對稀土材料預制靶棒進行高溫燒蝕蒸發出預制靶材料。

6.如權利要求5所述的摻稀土光纖預制棒的制造方法，其特征在于：通入所述混合氣體，混合氣體與蒸發出的預制靶材料一起通過襯底管，并化學反應形成摻雜的石英玻璃材料沉積在襯底管內。

7.如權利要求6所述的摻稀土光纖預制棒的制造方法，其特征在于：所述氧氣與四氯化硅氣體的摩爾比控制在1.5~2.5，四氯化鍺氣體與四氯化硅氣體的摩爾比控制在0.005~0.25，氯氣與氧氣的摩爾比控制在0.1~1.0，混合氣體中氧原子與氟原子的摩爾比范圍為20~200，石英玻璃材料沉積在襯底管內的厚度為0.43?mm~14?mm。

8.如權利要求7所述的摻稀土光纖預制棒的制造方法，其特征在于：所述光纖芯棒預制件利用1900^oC~2500^oC高溫將光纖芯棒預制件熔化并熔縮成為實心的光纖預制棒，光纖預制棒芯區直徑為5mm~45.5mm，稀土離子濃度高于9000ppm，300mm內軸向濃度差小于10%。

9.如權利要求8所述的摻稀土光纖預制棒的制造方法，其特征在于：所述稀土材料預制靶棒安裝在石英玻璃的襯底管內部進氣端并固定，襯底管內徑為15mm，稀土材料預制靶棒直徑為8mm，稀土材料為氯化鐿、三氯化鋁混合物，稀土材料預制靶棒長度為100mm，密度為3.5?g/cm³，將組裝好的襯底管安裝到改進型化學氣相沉積沉積設備上。

10.如權利要求8所述的摻稀土光纖預制棒的制造方法，其特征在于：所述稀土材料預制靶棒安裝在石英玻璃的襯底管內部進氣端并固定，襯底管內徑為24mm，稀土材料預制靶棒直徑為15mm，稀土材料為氯化鉺、三氯化鋁混合物，稀土材料預制靶棒長度為100mm，?密度為4?g/cm³，將組裝好的襯底管安裝到等離子化學氣相沉積設備上。

11.如權利要求8所述的摻稀土光纖預制棒的制造方法，其特征在于：所述稀土材料預制靶棒先安裝在石英玻璃護管內部，然后將石英玻璃護管安裝于襯底管進氣端并固定，襯底管內徑為51mm，?稀土材料預制靶棒直徑為18mm，稀土材料為氯化鐿、氯化鉺、三氯化鋁混合物，稀土材料預制靶棒長度為100mm，密度為4g/cm³，將組裝好的襯底管安裝到等離子體化學氣相沉積設備上。?