[發明專利]一種光纖預制棒及其制備方法

有效

• 申請號: 202010702515.1
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111847867B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 錢宜剛;沈海平;孫耀杰
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C03B37/018
• 分類號: C03B37/018;C03B37/027;G02B6/02
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 王偉珍

本發明屬于光纖通信技術領域，提供了一種光纖預制棒及其制備方法，將氫氣、氧氣、四氯化硅和四氯化鍺通入噴燈燃燒產生第一沉積物形成第一沉積層，再用四氟化硅替換四氯化鍺，燃燒產生第二沉積物形成第二沉積層，得到的中空粉末芯棒燒結后拉伸得到延伸中空芯棒，加熱使堿金屬鹵化物沉積在延伸中空芯棒內表面，并擴散到延伸中空芯棒內部，得到堿金屬鹵化物摻雜的中空芯棒，采用OVD工藝在堿金屬鹵化物摻雜的中空芯棒上沉積二氧化硅，燒結得到光纖預制棒。本發明的光纖預制棒制備方法生產簡便，易于工業化，光纖預制棒所拉制的光纖，在小彎曲半徑下損耗小，有效降低連接損耗，保證通信系統穩定運行，有效提高光纖通信中的OSNR，進一步提高傳輸質量。

技術領域

本發明屬于光纖通信技術領域，具體涉及一種光纖預制棒及其制備方法。

背景技術

光纖通訊具有傳輸容量大、傳輸距離遠、傳輸速度快等特點，被廣泛應用于長途干線、局域網、以及接入網等光通訊系統。近年來，隨著IP業務量的爆炸式增長，通信光網絡正向下一代系統邁進，構筑具有巨大傳輸容量的光纖基礎設施是下一代網絡的基礎。

在超密集組網的建設過程中，接入層建設主要面臨的困難是海量新建宏基站和室內微基站的密集光纖連接、以及特定情況下的基站光電一體同傳的問題。接入段復雜的布線環境，尤其是在室內進行光纖光纜布線時，線纜的彎曲損耗會影響整體鏈路傳輸性能。另一方面，考慮到以后5G供應鏈以及核心元器件的多樣性和開放性，未來使用有源以太網(POE)方案直接供電的方式可能會受到限制，光電復合纜在未來可能會有更廣泛的應用。

中國發明專利CN201810444280.3中通過VAD制備高摻鍺芯棒，增加芯層與包層的折射率差來改善光纖的抗彎曲特性，但隨著芯層鍺含量增加，光纖的衰減也隨之增加，該工藝制備的光纖預制棒拉絲后衰減系數不太理想。中國發明專利CN108002698A中，使用PCVD工藝制備光纖預制棒芯棒，在擴散爐中進行芯棒摻堿金屬制備低損耗芯棒，使用該技術制備光纖預制棒受沉積基管尺寸限制，生產效率較低，成本高。因而，生產一種衰減系數優良，抗彎曲性能優異的光纖預制棒仍存在困難。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種光纖預制棒及其制備方法。

本發明提供了一種光纖預制棒的制備方法，具有這樣的特征：包括如下步驟：步驟S1，將陶瓷桿固定在外部氣相沉積設備上，將氫氣、氧氣、四氯化硅和四氯化鍺通過不同管道通入噴燈，氣體流量由管道控制，均勻地通入兩個噴燈，氫氣、氧氣、四氯化硅和四氯化鍺在噴燈口燃燒，產生第一沉積物，第一沉積物在陶瓷桿外表面上形成第一沉積層，第一沉積層達到一定厚度后，停止通入四氯化鍺，然后將四氟化硅通入噴燈，氫氣、氧氣、四氯化硅與四氟化硅產生第二沉積物，該第二沉積物在第一沉積物上形成第二沉積層，第二沉積層達到一定厚度后，得到粉末芯棒；步驟S2，將陶瓷桿從粉末芯棒中抽去，得到中空粉末芯棒，在中空粉末芯棒中通入無水氧氣，并在氯氣與氦氣混合氣氛中將中空粉末芯棒燒結成透明中空芯棒；步驟S3，在加熱條件下，拉伸透明中空芯棒得到延伸中空芯棒；步驟S4，將堿金屬鹵化物蒸氣與無水氧氣混合后通入所述延伸中空芯棒中，用噴燈加熱所述延伸中空芯棒外表面，使堿金屬鹵化物與氧氣反應生成的堿金屬氧化物沉積在所述延伸中空芯棒內表面，繼而沿徑向擴散至延伸中空芯棒內部，得到堿金屬摻雜中空芯棒；步驟S5，將堿金屬摻雜中空芯棒清洗后，再將堿金屬摻雜中空芯棒的一端封閉，另一端與真空設備連接，在氫氧焰噴燈加熱條件下，堿金屬摻雜中空芯棒進入熔融狀態，同時在壓差作用下熔縮成實心芯棒，實心芯棒中摻雜有堿金屬，且實心芯棒外表面覆有一層羥基層；步驟S6，在實心芯棒表面沉積二氧化硅后，然后燒結，得到光纖預制棒。