[發(fā)明專利]軸向氣相沉積法制備超低損耗光纖預(yù)制棒及光纖

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711060762.0
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107721149A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱亦奇;勞雪剛;王友兵;和聯(lián)科
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇亨通光導(dǎo)新材料有限公司;江蘇亨通光電股份有限公司
• 主分類號: C03B37/018
• 分類號: C03B37/018;C03B37/027;G02B6/02;G02B6/036
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司32293
• 代理人: 韓鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種軸向氣相沉積法制備超低損耗光纖預(yù)制棒及光纖。

背景技術(shù)

隨著長距離光纖傳輸?shù)牟粩喟l(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及4G和無源光網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的迅猛發(fā)展，對降低光纖損耗的要求越來越高。目前的超低損耗光纖芯棒多采用含微量堿金屬的純硅芯棒。中國專利CN103472529A和CN102654602A均提供了純硅芯方案制備低損耗光纖，采用纖芯層不摻Ge，內(nèi)包層深摻氟，外包層正常摻氟，均涉及到制備深摻氟內(nèi)包層，深摻氟工藝難度大，徑向折射率均勻性差，工藝采用管內(nèi)法制備，光棒尺寸受限于基礎(chǔ)石英管，很難實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。

現(xiàn)有的低損耗光纖芯棒堿金屬摻雜工藝大多采用管外加熱，管內(nèi)摻雜的方法，如CN103502164A和CN102730977A。但是，這種方法生產(chǎn)速度緩慢，因此產(chǎn)業(yè)化后效率低，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種軸向氣相沉積法制備超低損耗光纖預(yù)制棒及光纖。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種超低損耗光纖，包括依次包覆的芯層，內(nèi)包層和外包層，所述芯層為摻雜堿金屬離子的純硅棒，所述芯層中摻雜的堿金屬離子濃度為200ppm-500ppm，所述內(nèi)包層為摻氟石英套管，所述外包層為OVD合成外包層；所述芯層與所述內(nèi)包層的相對折射率差Δ1≈0.4％-0.6％，所述內(nèi)包層與所述外包層的相對折射率差Δ2≈-0.3％--0.4％。

進(jìn)一步的，所述摻氟石英套管的管內(nèi)壁通過氣相反應(yīng)沉積摻氟石英層，逐層形成直至折射率符合所述芯層與所述內(nèi)包層的相對折射率差。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)包層的摻氟濃度為500ppm-800ppm。

進(jìn)一步的，所述芯層的直徑為7μm-8μm，所述外包層和所述內(nèi)包層的直徑之和為124.5μm-125.5μm。

進(jìn)一步的，所述芯層和所述內(nèi)包層的材料粘度在高溫1000℃下的比值范圍為1-1.4。

進(jìn)一步的，所述超低損耗光纖在1550nm波長處的衰減值≤0.158db/km，在1383nm波長處的衰減值≤0.28db/km。

進(jìn)一步的，所述超低損耗光纖成纜后的截止波長≤1490nm，在1550nm波長處的模場直徑≤12.5μm。

一種超低損耗光纖的制備方法，包括以下步驟：

步驟一，用軸向氣相沉積法沉積并摻雜堿金屬得到松散體；

步驟二，取出松散體至燒結(jié)爐中脫水燒結(jié)，燒結(jié)過程中堿金屬離子在芯層內(nèi)擴(kuò)散，從而得到摻雜均勻的芯棒；

步驟三，在芯棒外部匹配摻氟石英套管作為內(nèi)包層，熔縮并延伸后得到延伸芯棒；

步驟四，在延伸芯棒外部增加外包層后制成預(yù)制棒；

步驟五，將預(yù)制棒進(jìn)行拉絲處理。

進(jìn)一步的，所述步驟一具體包括以下步驟：

S1，沉積箱下方的加熱柜中放置堿金屬鹽，加熱柜開始加熱，保持蒸氣壓高于0.1kpa，平均升溫速度為10℃/min，直至內(nèi)部溫度超過900℃，形成堿金屬蒸汽，氧氣從加熱柜側(cè)面進(jìn)氣口進(jìn)入加熱柜，并和形成的堿金屬蒸汽混合成混合氣體后從加熱柜側(cè)面出氣口進(jìn)入出氣管道；

S2，沉積箱內(nèi)按正常沉積流程運(yùn)轉(zhuǎn)形成松散體；

S3，沉積箱內(nèi)的第一噴燈開始噴射包括四氯化硅，氧氣，氫氣的原料氣體時(shí)，打開堿金屬蒸汽閥門，調(diào)整混合氣體在第二噴燈的出氣速度，其中，第一噴燈和第二噴燈的噴射點(diǎn)均對準(zhǔn)松散體中軸，由于松散體保持旋轉(zhuǎn)，堿金屬能進(jìn)入整個(gè)松散體截面。

S4，開始正常沉積流程，接近完成時(shí)關(guān)閉堿金屬蒸汽閥門。

一種根據(jù)上述的超低損耗光纖制備方法的沉積摻雜設(shè)備，包括沉積箱，所述沉積箱的下方設(shè)有用一個(gè)放置堿金屬鹽的加熱柜，所述加熱柜的一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣口，另一側(cè)設(shè)有出氣口，所述出氣口上設(shè)有堿金屬蒸汽閥門；所述沉積箱的同一側(cè)分別設(shè)有在同一高度的用于噴射原料氣體的第一噴燈和用于噴射混合氣體的第二噴燈，所述出氣口通過出氣管道與所述第二噴燈連通。