[發明專利]光纖預制件和由初級預制件制造此類光纖預制件的方法

有效

• 申請號: 201380080197.8
• 申請日: 2013-08-13
• 公開（公告）號: CN105636917B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: C·戈內特;埃馬紐埃爾·柏迪特弗萊瑞;L·卡爾沃;O·德爾瓦爾
• 申請（專利權）人: 德拉克通信科技公司
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012;C03C3/06;C03C13/04;G02B6/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

本發明涉及包括初級預制件(21)和圍繞所述初級預制件(21)的一個或多個精制二氧化硅系包覆層(22)的光纖預制件(20)，該精制二氧化硅系包覆層(22)包括鋰和鋁并且具有滿足下述不等式(式(I))的鋰濃度[Li]與鋁濃度[Al]之間的比。1×10^?3≤[Li]/[Al]≤20×10^?3(1)。

技術領域

本發明的領域在于光纖的設計和制造。

本發明適用于光纖預制件的制造，特別是單模纖維的制造。

本發明涉及光纖預制件和由初級預制件制造此類光纖預制件的方法。

本發明特別適合于使用等離子體外部沉積(plasma outside deposition)的光纖預制件的制造技術。

背景技術

以常規方式，光纖制作步驟包括獲得初級預制件(或芯棒(core rod))，包覆(overcladding)初級預制件以形成光纖預制件，和將光纖預制件拉伸(drawing)為纖維。

存在通常用于制造光纖制作用預制件的多種方法，如用于獲得初級預制件的基管(substrate tube)內部的氣相軸向沉積法(Vapor Axial Deposition)(VAD)或化學氣相沉積法(CVD)，接著用于包覆的外部氣相沉積法(OVD)、增強式等離子體氣相沉積法(APVD)、或用玻璃管套筒(sleeving)。

以已知方式，初級預制件可通過下述來獲得：在安裝于玻璃工作車床上的管內的摻雜和/或未摻雜二氧化硅玻璃層的化學氣相沉積，在化學氣相沉積之后進行徑向收縮(collapsing)操作以形成固體初級預制件(或芯棒)。

然而有利的是在纖維拉伸期間，將通常為天然或合成的二氧化硅的材料添加至初級預制件的外周以增加其直徑，從而獲得幾百公里長的連續纖維。也稱為包覆或裝配(building-up)操作的該沉積操作可通過外部氣相沉積法或增強式等離子體氣相沉積法來實行。

增強式等離子體氣相沉積工序由以下組成：通過等離子體炬將二氧化硅粉末沉積至初級預制件(即玻璃芯棒)和逐層生長二氧化硅。初級預制件為棒狀并且在其等離子體填充二氧化硅顆粒(grains)的炬前沿旋轉軸旋轉。經由炬熔融二氧化硅顆粒，然后投射并玻璃化(vitrified)為初級預制件。沉積操作后獲得的預制件的直徑為覆蓋在初級預制件上的二氧化硅層數的函數。

天然二氧化硅作為原料的使用導致一些缺陷。事實上天然二氧化硅，即使精制為非常純的級別，仍以每份百萬分率(ppm)水平包含微量的堿元素(alkali elements)如鋰(Li)或鈉(Na)或者微量的鋁(Al)。

如果堿元素存在于纖維玻璃結構中，當將其放在含有氫氣(H₂)的氣氛下其衰減可劣化。纖維對暴露至氫氣(H₂)的敏感度通過在短時間(例如72小時)的期間使用高溫(例如70℃)高壓(例如10bar)氫氣的加速老化試驗來評價。這些試驗能夠評估在常規條件下利用幾十年后的纖維行為。作為暴露至氫氣(H₂)的結果，在玻璃結構中出現Si-OH或Ge-OH的化學缺陷。

此類鍵在某些波長下是吸收性的，從而增加光纖在所述波長下的衰減損失。

作為堿金屬或堿元素，應當了解元素周期表的第I族金屬由以下組成：鋰(Li)、鈉(Na)、鉀(K)、銣(Rb)、銫(Cs)、鈁(Fr)。