[發明專利]光纖預制棒及其制備方法、光纖及其制備方法

有效

• 申請號: 201811354901.5
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109179981B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 張飛;勞雪剛;肖華;沈震強;翟云霄;陳皎
• 申請（專利權）人: 江蘇亨通光導新材料有限公司;江蘇亨通光電股份有限公司
• 主分類號: C03B37/012
• 分類號: C03B37/012;C03B37/027
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 劉彥

本發明涉及光纖領域，具體公開了一種光纖預制棒，其包括芯棒以及包覆在芯棒外的包層；芯棒包括內芯棒以及包覆在內芯棒外的外芯層；內芯棒為摻雜有堿金屬的石英棒；外芯層為摻雜有堿金屬的石英管；內芯棒的堿金屬濃度遞減方向與外芯層的堿金屬濃度遞減方向相反。上述光纖預制棒，由于采用至少兩層芯層結構，并且兩層芯層中堿金屬濃度的遞減方向相反，從而通過拉絲，使光纖中堿金屬濃度在徑向以及縱向上均勻分布，不易出現結晶，進一步降低光線的瑞利散射，降低光纖損耗。本發明還公開了一種光纖預制棒的制備方法、以及光纖及其制備方法。

技術領域

本發明涉及光纖技術領域，特別是涉及一種光纖預制棒及其制備方法、光纖及其制備方法。

背景技術

超低損耗光纖可以增加傳輸距離，可以減少中繼降低網絡的復雜性，能大幅地降低建設成本，隨著網絡的發展，對帶寬的需求越發增大，此時超低損耗光纖越來越受市場青睞。

超低損耗的光纖，一般為芯部摻雜有堿金屬的石英系玻璃光纖。如果光纖預制棒的芯部包含堿金屬元素，則當拉絲成光纖時，堿金屬元素可以降低芯部的粘度，使二氧化硅的網狀結構變得松弛，使密度變得均勻，降低由密度波動引起的瑞利散射損耗，理論上能夠降低光纖的衰減。

傳統地，超低損耗的光纖通過如下方式制成：利用載氣將經外部熱源加熱后的堿金屬蒸汽帶到受熱的玻璃管內表面，從而將堿金屬元素擴散摻雜到玻璃管的內表面淺層；為了去除在摻雜堿金屬元素的同時摻雜的過渡金屬元素，將玻璃管的內表面蝕刻掉一定厚度。由于堿金屬元素的擴散比過渡金屬元素的擴散快，蝕刻掉玻璃管內表面一定厚度，去除了過渡金屬元素，但是堿金屬元素還有不少在玻璃管內部。蝕刻完成后，將蝕刻后的玻璃管通過塌縮制成芯棒。然后在芯棒外套上包層制成光纖預制棒，最后進行拉絲制成光纖。

但是，上述方法易造成堿金屬分布不均勻、出現結晶等不良現象。

發明內容

基于此，有必要提供一種新的光纖預制棒。

一種光纖預制棒，包括芯棒以及包覆在所述芯棒外的包層；所述芯棒包括內芯棒以及包覆在所述內芯棒外的外芯層；所述內芯棒為摻雜有堿金屬的石英棒；所述外芯層為摻雜有堿金屬的石英管；

所述光纖預制棒具有第一端、以及與所述第一端相對的第二端；

從所述第一端到所述第二端，所述內芯棒的堿金屬濃度遞減，所述外芯層的堿金屬濃度遞增。

上述光纖預制棒，由于采用至少兩層芯層結構，并且兩層芯層中堿金屬濃度的遞減方向相反，從而通過拉絲，使光纖中堿金屬濃度在徑向以及縱向上均勻分布，不易出現結晶，進一步降低光線的瑞利散射，降低光纖損耗。

優選地，所述包層包括包覆在所述芯棒外的內包層、以及包覆在所述內包層上的外包層。

優選地，所述堿金屬選自鉀。

本發明還提供了一種光纖預制棒的制備方法。

一種光纖預制棒的制備方法，包括如下步驟：

將內芯棒插入到外芯管中形成芯棒；所述內芯棒為摻雜有堿金屬的石英棒；所述內芯棒中的堿金屬濃度從第一端到第二端遞減；所述外芯管為摻雜有堿金屬的石英管；所述外芯管中的堿金屬濃度從第一端到第二端遞增；所述內芯棒的第一端與所述外芯管的第一端位于同一端；

在所述芯棒外包覆包層，形成光纖預制棒。

上述光纖預制棒的制備方法，由于采用至少兩層芯層結構，并且兩層芯層中堿金屬濃度的遞減方向相反，從而通過拉絲，使光纖中堿金屬濃度在徑向以及縱向上均勻分布，不易出現結晶，進一步降低光纖的瑞利散射，降低光纖損耗。

優選地，所述內芯棒通過如下步驟制備：將堿金屬摻雜到石英管的內壁，然后將所述石英管塌縮蝕刻成實心棒，再將所述實心棒去除外表層，形成內芯棒。