[其他]光纖的制造方法

無效

• 申請號: 85106243
• 申請日: 1985-08-19
• 公開（公告）號: CN85106243A
• 公開（公告）日: 1987-02-18
• 發明（設計）人: 安德魯·馬沙爾
• 申請（專利權）人: 國際標準電氣公司
• 主分類號: C03B37/018
• 分類號: C03B37/018
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 杜日新

本發明涉及到光纖的制造方法，其中特別側重于用來生產光纖包層材料之類摻雜石英玻璃的氣相沉積法。

上述摻雜劑可以采用氟，它能顯著降低石英玻璃的折射率。

本發明的特征之一在于提供這樣一種氣相沉積法，其中關聯到由反應材料產生摻雜玻璃的玻璃形成反應過程，同時包括有防止在反應物加熱到高于玻璃形成反應所需溫度之前，就發生玻璃形成反應的步驟，而由此步驟才得以生產出具備這樣一種組成的摻雜玻璃，此種組成從熱力學觀點考慮是不能在低溫下形成玻璃的。

本發明的特征之二在于提供這樣一種氣相沉積法，由一種含有四氯化硅的反應材料和一種含有摻雜劑的反應材料進行氧化反應，而形成摻雜的石英玻璃，其中的反應材料被加熱到至少使某些四氯化硅與含摻雜劑的反應劑之間發生交換反應的溫度，而該溫度則高于氧化反應所需要的溫度，這里，氧化反應只有在反應材料加熱到下述溫度時才得以發生，即將一種從熱力學觀點考慮不能在低溫下形成玻璃的組成加熱到能形成摻雜的石英玻璃時的溫度為止。

本發明的特征之三在于提供一種在管內進行摻雜玻璃的氣相沉積的設備，利用氧化反應來生產出拉制光纖用的預制件，其中包括：用于本設備中可旋轉地支撐襯底管的裝置;加熱此襯底管的某個部分以進行氧化反應的裝置;沿著襯底管的長度橫向移動上述加熱機構的裝置;對所產生的反應蒸汽流進行導流的裝置;將反應蒸汽輸入襯底管內部的裝置;以及將氧氣輸入襯底管內部的裝置，但上述反應蒸氣供給裝置和氧氣供給裝置要使得在采用此氣相沉積設備過程中，只有在反應蒸汽被加熱到下述溫度時才能發生氧化反應，在此溫度下，可生產出具備這樣一種紅成的摻雜玻璃，而這種組成從熱力學觀點來看是不能在低溫下形成玻璃的。

下面參照附圖對本發明實施例進行說明，其中：

圖1表示據計算機模型所預測的△n（相對折射率差）對應于CF₂Cl₃流速的曲線圖以及由實驗所得的結果;

圖2反映以摩爾份數變化所表征的反應蒸氣中各組份之平衡組成隨溫度而變化的情況;

圖3表示氟化物形式〔（SiCl₃F）/（SiCl₃F+SiCl₄）〕的相對濃度隨溫度變化的情況;

圖4是依據本發明的管內氣相沉積工藝的示意圖。

在生產低損耗光纖的氣相沉積法中，作為熱引發的或等離子體激活的氣相反應產物，在石英襯底管的內壁沉積上高純的多重玻璃層。本發明中所涉及的反應則為熱引發的反應。石英襯底管在安裝到一種水平車床上之前要徹底地予清洗。管子的內部連接到蒸氣流的輸出端，此種蒸氣流產生出所需數量的原始反應物蒸氣。高純的鹵化物原料被氣化，隨氧氣載運到襯底管內。在通常的外界條件下不發生反應，但隨著沿管子長度橫向移動的氫氧噴燈焰所產生的高溫，并由之產生一沿橫向變動的熱區域后，就會有形成氧化物混合物的化學氣相反應發生，此種混合物在襯底管的內壁上沉積并熔結成一種玻璃態的物料。沿管子勻速地移動此熱區域，就能夠堆砌出均勻的沉積物。

沉積反應的形式如下：

所需的沉積溫度是所沉積之玻璃的熔化溫度的函數。雖然SiCl₄+O₃的反應在1200℃（＝1500K）時能完全進行，但純石英玻璃則需在1900-2100K的溫度才能同時進行沉積和熔融。沉積（伴隨著熔融）的溫度隨摻雜量的增加而減少，對于摻雜的石英玻璃來說，可以伴隨SiCl₄引入各種雜質來制出混合氧化物玻璃，例如引入G_eCl₄和POCl₃制得含SiO₂、G_eO₂和P₂O₅的混合氧化物玻璃，作為充纖的芯料，或者，引入BB_r3特得SiO₂/B₂O₃混合氧化物，用作上述混合氧化物芯料外的包層。要是在開始時沉積了充纖包層材料如SiO₂/F之后，再沉積光纖的芯料，后者可以僅僅是SiO₂。