[發(fā)明專利]一種漸變折射率剖面光纖預(yù)制棒芯層的沉積方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110669235.X
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN113292240B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖武豐;黃榮;張安林;尹旭峰;王海鷹;王潤涵
• 申請（專利權(quán)）人: 長飛光纖光纜股份有限公司
• 主分類號: C03B37/014
• 分類號: C03B37/014;C03B37/018
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

本發(fā)明涉及一種漸變折射率剖面光纖預(yù)制棒芯層的沉積方法，將石英玻璃管或靶棒裝夾在旋轉(zhuǎn)夾頭上，微波諧振腔或火焰噴燈沿石英玻璃管或靶棒軸向往復(fù)移動，同時通過流量計開度控制通入反應(yīng)氣體，形成摻雜石英玻璃沉積層，其特征在于將整個芯層沉積區(qū)域分為k×(m+1)矩陣點位，每個點位的摻雜沉積向量是基于對母棒測算后經(jīng)校準的摻雜沉積向量，所述校準的摻雜沉積向量用以反應(yīng)氣體流量計開度控制和調(diào)節(jié)，且所述的流量計開度控制和調(diào)節(jié)在各個點位之間是連續(xù)漸變的。本發(fā)明能在控制和提高芯層徑向精度的同時控制和改善芯棒的軸向一致性，從而提高漸變折射率光纖預(yù)制棒芯層的制備精度和有效棒長，提高光纖產(chǎn)出的合格比。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種漸變折射率剖面光纖預(yù)制棒芯層的沉積方法，屬于光纖預(yù)制棒制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生產(chǎn)漸變折射率光纖所需的光纖預(yù)制棒可采用管內(nèi)法的PCVD(Plasma ChemicalVapor Deposition)或MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition)或管外法的OVD(Outside Vapor Deposition)工藝制備。通過一定的途徑在高純石英玻璃管內(nèi)或管外通入如SiCl₄、O₂、GeCl₄等高純度反應(yīng)物，利用微波源諧振腔或火焰噴燈激發(fā)而進行化學反應(yīng)和氣相沉積，形成透明的石英玻璃沉積層。漸變折射率光纖芯棒制備反應(yīng)式如下：

SiCl₄+O₂＝SiO₂+2Cl₂

GeCl₄+O₂＝GeO₂+2Cl₂

通過高溫爐熔縮，將沉積后的石英玻璃管制備成一根實心漸變折射率芯棒。然后，漸變折射率芯棒經(jīng)清洗、腐蝕、干燥后與其相匹配的套管組合成漸變折射率光纖預(yù)制棒，通過拉絲設(shè)備將該預(yù)制棒拉制成光纖。

在氣相沉積法工藝制備漸變折射率光纖芯棒過程中，高純反應(yīng)物在石英玻璃管內(nèi)/管外進行上述化學反應(yīng)與氣相沉積，由于生產(chǎn)工藝控制參數(shù)(如：諧振腔/火焰噴燈的移動速度、供料壓力、供料流量、旋轉(zhuǎn)角度等)難以完全避免的控制偏差，使?jié)u變折射率光纖芯棒在軸向和徑向上存在一定偏差，如軸向不一致性和纖芯不圓度等。

漸變折射率光纖的芯層折射率剖面需設(shè)計成芯層中心至邊緣連續(xù)逐漸降低的折射率分布，通常稱其為“α剖面”。即滿足如下冪指數(shù)函數(shù)的折射率分布：

其中，n₁：表示光纖軸心的折射率；

r：表示離開光纖軸心的距離；

a：表示光纖芯半徑；

α：表示分布指數(shù)；

Δ₀：表示纖芯中心相對包層的折射率。

相對折射率，即Δ_i：

其中，n_i：表示距離纖芯中心i位置的折射率；

n₀：表示光纖芯層的最小折射率，通常也是光纖包層的折射率。