[發明專利]光纖預制件

有效

• 申請號: 201810762949.3
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN109250898B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 森田圭省;田村欣章;佐久間洋宇
• 申請（專利權）人: 住友電氣工業株式會社
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012;C03C13/04
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 張蘇娜;張珂珂

一種光纖預制件，包括石英玻璃的芯部和包圍芯部的包層部，包層部包含折射率低于芯部的含氟石英玻璃，芯部包括第一區域和第二區域，第一區域不包括芯部的中心軸，第一區域包含選自鈉、鉀及其化合物的第一摻雜劑，第二區域包括芯部的中心軸，第二區域包含降低石英玻璃的粘度的第二摻雜劑，第二摻雜劑在2,000℃至2,300℃溫度下的擴散系數為1×10^?12cm²/s以上且小于第一摻雜劑的擴散系數，其中整個芯部的第一摻雜劑的平均濃度為10原子ppm以上2,000原子ppm以下，并且整個芯部的第二摻雜劑平均濃度為10原子ppm以上。

技術領域

本發明涉及一種光纖預制件。

背景技術

作為具有低瑞利散射損耗和低衰減的光纖，各種具有包含堿金屬元素的芯的二氧化硅類光纖是已知的(例如，參見日本未審查專利申請公開No.2005-537210、美國專利申請公開No.2006/0130530、日本未審查專利申請公開No.2009-541796、日本未審查專利申請公開No.2012-229150和日本未審查專利申請公開No.2016-210632)。通過在光纖預制件的芯部中含有堿金屬元素，能夠降低拉伸光纖預制件時芯部的粘度，因此能夠使石英玻璃的網狀結構均勻化，從而降低因結構波動導致的瑞利散射損失。

作為在石英玻璃中添加堿金屬元素的方法，已知有擴散法。擴散法是這樣一種方法：在將諸如堿金屬元素或堿金屬鹽之類的原料的蒸氣引入玻璃管中的同時，通過用外部熱源加熱玻璃管、或者在玻璃管中產生等離子體，從而將堿金屬元素擴散并添加到玻璃管的內表面。

在以上述方式將堿金屬元素添加到玻璃管的內表面部分附近之后，通過加熱使玻璃管直徑減小。直徑減小后，玻璃管的內表面被蝕刻掉一定的厚度，以除去不可避免地與添加堿金屬元素一起添加的過渡金屬，如Ni和Fe。堿金屬元素的擴散比過渡金屬的擴散快。因此，即使玻璃表面被蝕刻掉一定的厚度以去除過渡金屬，也可以留下堿金屬元素。蝕刻后，通過將玻璃管加熱成含有堿金屬元素的實心芯棒而使玻璃管塌縮。可以在包含堿金屬元素的芯棒的外側上形成玻璃，該玻璃將形成第二芯部，并且整個芯棒和第二芯部可以用作光纖的芯。

在芯部的外側上形成包層部，以制造光纖預制件，其中該包層部的折射率低于芯部(芯部包括含有堿金屬元素的芯棒)的折射率。光纖預制件可以被拉伸成光纖。

日本未審查專利申請公開No.2016-210632中公開的光纖預制件在包括芯部的中心軸的區域內含有第一摻雜劑(鈉或鉀)，該第一摻雜劑具有高擴散系數，并且在不包括芯部的中心軸的區域中包含第二摻雜劑，該第二摻雜劑(例如，Rb、Cs、Mg、Ca或Sr)具有低擴散系數。在日本未審查專利申請公開No.2016-2106322中，當通過拉伸光纖預制件來制造光纖時，通過拉伸期間進行加熱而使第一摻雜劑和第二摻雜劑擴散，以使得堿金屬元素在光纖的芯部中的濃度分布均勻，從而獲得具有低衰減的光纖。

發明內容

本發明的目的是提供一種光纖預制件，可以由該光纖預制件提供具有較低衰減的光纖。

本發明的一個方面提供了一種光纖預制件，該光纖預制件包括含石英玻璃的芯部；和包圍該芯部的包層部，該包層部包含折射率低于所述芯部的折射率的含氟石英玻璃，所述芯部包括：第一區域，其不包括所述芯部的中心軸，所述第一區域包含選自鈉、鉀及其化合物的第一摻雜劑，第二區域，其包括所述芯部的中心軸，所述第二區域包含降低所述石英玻璃的粘度的第二摻雜劑，所述第二摻雜劑在2,000℃至2,300℃的溫度下的擴散系數為1×10^-12cm²/s以上且小于所述第一摻雜劑的擴散系數，其中整個所述芯部的所述第一摻雜劑的平均濃度為10原子ppm以上2,000原子ppm以下，并且整個所述芯部的所述第二摻雜劑的平均濃度為10原子ppm以上。這里使用的術語“原子ppm”表示1億個SiO₂中摻雜原子的數量。