[发明专利]制造玻璃材料的方法和制造光纤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含铋玻璃体的制造方法，该含铋玻璃体适用于光纤预制件，本发明还涉及一种包括玻璃体制造方法在内的光纤制造方法。

背景技术

掺铋石英玻璃具有例如峰值波长为1250nm并且半值宽度为大约300nm的较宽荧光光谱，这已为人们所熟知。人们期望将这样的玻璃应用在用于1300nm波带的放大光纤中。

作为掺铋玻璃的制造方法，已知的有利用溶胶-凝胶工艺的方法(例如Y.Fujimoto and M.Nakatsuka：Jpn.J.Appl.Phys.Vol.40(2001)pp.L279-L281和未经审查的日本专利申请公开No.11-29334)以及熔融淬火工艺(即通过混合粉末材料、在坩锅中熔化该材料并快速冷却该材料以得到玻璃的方法(例如未经审查的日本专利申请公开No.2002-252397))。然而，当通过溶胶-凝胶工艺或熔融淬火工艺制造玻璃时，在对玻璃掺铋的过程中杂质将混入玻璃中。因此，难于制造出适用于光纤预制件的玻璃体。如果由这样的玻璃体制成光纤，则由于该光纤的高背景损耗使该光纤无法用作放大光纤。

已知改进的化学汽相沉积(MCVD)法是用于制造具有低背景损耗的光纤的方法。当应用MCVD法时，如下所述制造掺金属元素光纤。首先，在玻璃管的内壁上形成SiO₂微粒粉末层(玻璃微粒层)，利用含有金属元素的溶液浸渍SiO₂微粒粉末层，并烧结(固结)SiO₂微粒粉末层以形成玻璃层。然后，对包括玻璃层的玻璃管缩减直径并进行塌缩以形成光纤预制件，拉伸该光纤预制件从而形成掺金属元素光纤。

非专利文献1：Y.Fujimoto and M.Nakatsuka：Jpn.J.Appl.Phys.Vol.40(2001)pp.L279-L281

专利文献1：未经审查的日本专利申请公开No.11-29334

专利文献2：未经审查的日本专利申请公开No.2002-252397

发明内容

要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种含铋玻璃体的制造方法，所述含铋玻璃体适用于制造具有低背景损耗的光纤，并且提供一种包括玻璃体制造方法在内的光纤制造方法。

技术方案

为了解决上述问题，提供了一种用于制造玻璃体的方法，该方法包括下述步骤：(1)沉积步骤，在玻璃管的内壁上沉积玻璃微粒层；(2)烧结步骤，烧结所述玻璃微粒层以形成玻璃层；(3)直径缩减步骤，缩减在其内壁上具有所述玻璃层的所述玻璃管的直径；以及(4)塌缩步骤，使直径已经在所述直径缩减步骤中被缩减的所述玻璃管塌缩以形成所述玻璃体。在这种方法中，在所述沉积步骤中，在将有机铋化合物供应至所述玻璃管内的同时形成所述玻璃微粒层，并且在所述烧结步骤中，在将有机铋化合物供应至所述玻璃管内的同时烧结所述玻璃层。

在所述沉积步骤中，可在900℃到1300℃之间的温度范围内加热所述玻璃管，而在所述烧结步骤中，可在1250℃到1500℃之间的温度范围内加热所述玻璃管(在本说明书中，除非另作说明，否则“玻璃管的温度”是指在玻璃管的外表面测量的温度)。在所述直径缩减步骤中，可在将有机铋化合物供应至所述玻璃管内的同时进行直径缩减。作为所述有机铋化合物，可使用三叔戊氧基铋(Bi(OtAm)₃，其也可表示为Bi(O-t-C₅H₁₁)₃)。可以提供光纤预制件或所述光纤预制件的中间体作为所述玻璃体，所述光纤预制件和所述中间体均使用石英玻璃作为基质材料。

根据另一方面，提供了一种用于制造光纤的方法，该方法包括拉伸步骤，即拉伸根据本发明的玻璃体制造方法制造出的玻璃体。

有益效果

根据本发明的玻璃体制造方法，可以制造出含铋并可用于制造具有低背景损耗的光纤的玻璃体。同样，根据本发明的光纤制造方法，由于可降低背景损耗并可搀杂所需量的铋，所以可以得到可用作在1300nm波带中工作的放大光纤的光纤。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的用于制造玻璃体的方法的流程图。

图2是示出图1所示流程图的各个步骤的示意性视图。

图3是示出从玻璃体形成光纤的拉伸步骤的示意性视图。

图4是光纤的折射率分布图。

图5是示出在沉积步骤中玻璃体中的含铋量与玻璃管的温度之间关系的曲线图。