[發明專利]光纖用硅玻璃母材的制造方法

有效

• 申請號: 201410682139.9
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104671658B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 井上大;小山田浩
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: C03B37/014
• 分類號: C03B37/014
• 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;張會華

本發明提供一種光纖用硅玻璃母材的制造方法。其中，制作具有優異的光學特性的溝槽型的光纖用硅玻璃母材。其包括如下工序：制作硅玻璃微粉體，該硅玻璃微粉體在其中心具有添加有用于提高硅玻璃的折射率的正的摻雜劑的芯部并在芯部的外周具有折射率比芯部的折射率低的中間部；在含有負的摻雜劑原料的氦氣氣氛中以使硅玻璃微粉體透明玻璃化的溫度進行加從而制成在中間部的至少一部分添加有負的摻雜劑的第1芯棒；在第1芯棒的外周賦予成為溝槽部的硅玻璃微粉層；在含有負的摻雜劑原料的氦氣氣氛中以使硅玻璃微粉層透明玻璃化的溫度進行加熱從而制成在整個溝槽部添加有負的摻雜劑的第2芯棒；在第2芯棒的外周賦予成為包層部的硅玻璃。

技術領域

本發明涉及主要使用于通信用途的單模光纖用的母材的制造方法、特別是涉及在與芯隔離的位置具有低折射率部的光纖用母材的制造方法。

背景技術

單模光纖(單模式光纖)僅傳輸基模的光信號，因此，與存在由每個模式的傳輸速度不同導致的模分散的多模光纖相比，單模光纖作為可獲得較高的傳送容量的光纖主要用于長距離的通信用途。近年來，這樣的單模光纖的使用范圍也擴展到較短距離的用戶系、室內配線等。在這樣的使用環境下，設想的彎曲半徑小于中·長距離系的彎曲半徑。若光纖被彎曲，則具有傳播著的光容易泄露這樣的問題，因此尋求即使是相同的彎曲半徑、光也難以泄露的光纖。

作為這樣的單模光纖的標準，存在ITU-T G.657。G.657被進一步分成子目錄，存在A1、A2、B2、B3這樣的子目錄。A系列要求與G.652D具有互換性。另外，子目錄的第2位的數字越大，越要求較小的彎曲損耗。在此，將即使是相同的彎曲半徑光也更難以泄露、換言之彎曲損耗較小的情況稱為耐彎曲。

公知有幾個為了獲得耐彎曲的光纖特性而能夠采取的光纖構造設計(例如，參照專利文獻1)。

第一，如圖4所示，在具有芯301和包層部302的構造中，存在提高芯301的折射率的方法。該第一個方法是通過提高將光封入于芯301的效果來制作可最容易地耐受直到某種程度的彎曲的光纖的方法，但在芯301內會變得容易傳輸基模以外的被稱為高次模式的模式。雖然通過縮小芯301的直徑能夠防止高次模式的傳輸，但會產生如下問題：由于縮小芯301的直徑，被稱為模場直徑的光學特性變小，另外，被稱為零分散波長的光學特性變大，與ITU-T G.652、G.657標準之間缺乏互換性。

第二，如圖5所示，存在降低芯401附近的包層部(凹陷部)402的折射率的方法。將該第二個方法稱為凹陷型折射率分布。在凹陷型折射率分布的情況下，由于能夠使提高芯401的實質的折射率時出現的高次模式與凹陷部402的外側的包層部403耦合而泄露，并確保基模的傳輸，因此，能夠形成模場直徑不變小并且零分散波長也不變大的結構。雖然能夠一邊維持與ITU-TG.652標準之間的互換性一邊降低彎曲損耗，但若為了進一步耐彎曲而使凹陷部402成為較深的折射率分布，則在芯401中傳播的基模也容易泄露，因此彎曲損耗的降低效果存在極限。因此，在凹陷型折射率分布中存在不滿足ITU-T G.657的一部分的子目錄標準這樣的問題。

第三，存在如下方法：在包層部設置高折射率部，一邊確保基模的傳輸，一邊使高次模式與選擇性地泄露的包層模式耦合。利用該第三個方法，能夠制作一邊維持與ITU-TG.652標準之間的互換性、一邊滿足ITU-T G.657的全部的子目錄標準的光纖。但是，需要在與高次模式的模式分布相對應的位置配置高折射率部的精密的設計，進而還要求制造時的精度，因此會導致制造成本的顯著上升。

第四，存在如下方法：在芯·包層構造的光纖的包層部中途開設空穴，將空氣層設在光纖內。空氣層的折射率大致為1，因此，具有將在配置有空穴的內側傳輸的光封入的效果。在該第四方法中，存在能夠一邊維持與ITU-TG.652標準之間的互換性一邊顯著地降低彎曲損耗的可能性。但是，若不進行精密的空穴配置，則存在如下問題：被稱為極化波模式分散的光學特性劣化，并且，空穴的內表面的清潔度等產生影響而使稱為傳輸損耗的光學特性也劣化，難以滿足ITU-T標準。