[發明專利]一種大尺寸低損耗的光纖預制棒及其制備方法

在審

• 申請號: 201910085729.6
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109650712A
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 莫思銘;李想;楊紅蕾;李凡;邵珠峰;周莉
• 申請（專利權）人: 江蘇永鼎股份有限公司;江蘇永鼎光纖科技有限公司
• 主分類號: C03B37/014
• 分類號: C03B37/014
• 代理公司: 蘇州知途知識產權代理事務所(普通合伙) 32299
• 代理人: 馬剛強

本發明涉及一種大尺寸低損耗的光纖預制棒及其制備方法，利用VAD工藝制備光纖芯棒，使外包層疏松體致密后，對芯棒進行脫羥處理、摻氟處理和玻璃化處理，之后將光纖芯棒插入純石英小套管內并將其熔縮到一起，得到合成芯棒，再將合成芯棒插入純石英大套管中，組合成大尺寸低損耗的光纖預制棒；本發明制備得到的光纖預制棒的直徑可達212mm，單根預制棒拉纖長度可達到2950km，光纖在1310nm波長處的衰減≤0.307dB/km，在1383nm波長處的衰減系數≤0.272dB/km，在1550nm波長處的衰減系數≤0.184dB/km。

技術領域

本發明涉及一種大尺寸低損耗的光纖預制棒及其制備方法，屬于光纖預制棒制備技術領域。

背景技術

VAD工藝(氣相軸向沉積法)常用于大規模光纖預制棒芯棒的生產，在VAD工藝制備的芯棒基礎上制備大尺寸的光纖預制棒，通常采用套管法在芯棒外制造外包層，但是目前的石英套管的羥基含量和金屬雜質含量均較高，以其作為生產光纖預制棒的外包層時，羥基和金屬雜質進入芯棒芯層會增大光纖損耗。因此，要制備大尺寸低損耗的光纖預制棒，不僅要求芯層與靠近芯層一定厚度內的包層內羥基含量很低，以減少氫損，還要求芯棒能夠有效阻擋石英套管的羥基和金屬雜質進入芯層，以最終減少光纖損耗，大大提高光纖的傳輸質量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：為解決現有技術中以VAD工藝制備芯棒，以套管法在芯棒外制造外包層得到的大尺寸光纖預制棒損耗大的技術問題，提供一種大尺寸低損耗的光纖預制棒及其制備方法。

一種大尺寸低損耗的光纖預制棒的制備方法，步驟如下：

利用VAD工藝制備光纖芯棒，通過沉積噴燈將外包層疏松體的表面溫度達到1000～1100℃，使外包層疏松體的密度大于0.85g/cm³，然后在燒結爐中對芯棒進行脫羥處理、摻氟處理和玻璃化處理，得到光纖芯棒；所述光纖芯棒內到外依次是芯層和內包層，光纖芯棒的直徑b與芯層直徑a的比值b/a為3.0～5.0；其中，脫羥處理時，燒結爐內通入惰性氣體和氯氣，使燒結爐以9～12℃/min的升溫速率升到900～1050℃，保溫4～5h；摻氟處理時，燒結爐內通入含氟氣體和惰性氣體，使燒結爐以5～8℃/min的升溫速率升到1100～1250℃，保溫1～2h；玻璃化處理時，燒結爐內只通入惰性氣體，然后使燒結爐以8～12℃/min的升溫速率升到1450～1650℃，保溫5～6h；

將一段或多段光纖芯棒插入純石英小套管內，先用含氟氣體將芯棒外表面和小套管內表面進行化學刻蝕，然后將其熔縮到一起，得到合成芯棒，合成芯棒的直徑c與芯層直徑a的比值c/a為7.0～9.0；

將合成芯棒表面用酸性溶液腐蝕，然后將腐蝕后的合成芯棒清洗干燥，將合成芯棒插入純石英大套管中，組合成大尺寸低損耗的光纖預制棒。

優選地，脫羥處理和摻氟處理時，燒結爐內的合成芯棒以3～8rpm的速度自轉；玻璃化處理時，燒結爐內的合成芯棒以9～15rpm的速度自轉。

優選地，所述脫羥處理的氯氣流量為900～1100mL/min，惰性氣體流量為20～40L/min；所述的含氟氣體為SF₆、SiF₄、CF₄、C₂F₆、C₃F₈、C₂F₂Cl₂、SOF₂中的一種或兩種以上的組合，摻氟處理通入的含氟氣體與惰性氣體流量的比值為3:1～5:1，其中惰性氣體流量為20～40L/min；玻璃化處理的惰性氣體流量為30～50L/min。

優選地，所述芯層為摻入B₂O₃的二氧化硅玻璃層，芯層的相對折射率Δn_i為0.35％～0.45％。