[发明专利]用来制备光学预成形件的方法

说明书

发明背景

技术领域

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2008年4月30日提交的美国临时专利申请系列第61/125,984号的优先权。

技术背景

本发明涉及制备光学预成形件的方法。更具体来说，本发明涉及一种用来除去或者减少加工预成形件过程中产生的或者由于接触某些环境条件而产生的不利的含锗化合物的方法。

光纤在通信领域的重要性在持续提高，通常用来代替现有的铜金属线。这种传输形式是将一束光从光纤传输通过。在此传输过程中，必须尽可能减小对光束的干涉以及光束的部分损失，由此将光纤用作成功的通信技术。用于通信的光纤的制造是很复杂而耗时的过程，包括许多的步骤。在制造过程的每一个步骤中，都有可能将缺陷引入产品之内。通常光纤包括芯和包覆层。芯用来传输光，而包覆层用来(通过反射)将光约束在芯之内。芯(以及用来形成芯的材料)中的缺陷会带来巨大的影响，因为这些缺陷会阻碍光的传输，导致光在光纤中的损失或衰减，从而缩短在不进行放大的情况下光能够进行传输的距离。

光纤可以由固结的预成形件形成，由所述预成形件拉制光纤。预成形件可以由以下方法制备：在此方法中将基于多孔或实心氧化硅的材料沉积在玻璃管或玻璃棒的内表面和/或外表面上；或者将基于多孔氧化硅的材料沉积在可移除的陶瓷棒或管(即基材棒或管)的外表面上。(在本文中将多孔玻璃预成形件称作烟炱预成形件)根据需要制造的光纤的种类来确定沉积的烟炱材料的层数，沉积的烟炱材料的组成，以及用来在其上沉积烟炱材料的可移除的陶瓷棒或管的表面。所述光纤可以是，但不限于阶跃折射率多模态，渐变折射率多模态，阶跃折射率单模态，色散位移单模态，或者色散平化单模态光纤。适合用来形成预成形件的方法的例子包括外部气相沉积(OVD)，气相轴沉积(VAD)，以及内部气相沉积法，例如改性化学气相沉积(MCVD)以及等离子体辅助化学气相沉积(PCVD)。然后使得例如通过OVD法制造的多孔预成形件在加热炉内固结，形成实心的玻璃预成形件。当使用陶瓷基材棒的时候，首先将陶瓷基材棒移除，然后使得多孔预成形件固结，形成具有开放的中线孔的实心玻璃预成形件。可以将所述实心预成形件直接拉制成光纤，或者可以首先在再拉制炉内进行进一步处理，使得开放的中线孔塌缩，然后将预成形件拉制成光纤。将塌缩的预成形件，即没有中线开口的预成形件称作预成形杆条。在一些情况下，这些杆条源自芯预成形件，此时将杆条称作芯杆条；在这些情况下，这些芯杆条通常是进行额外的基于氧化硅的材料的沉积(称作外覆层)，如果所述沉积在杆条上的基于氧化硅的材料是多孔的形式，则随后进行固结步骤。使得固结的预成形件中线孔塌缩会带来益处，这是因为实心的玻璃棒更容易储存，而不会污染内层(即中线)，而内层将会成为光纤的光传输芯。在一些情况下，对所述预成形件的开放的中线孔进行蚀刻，以除去预成形件中由于玻璃或烟炱预成形件制造过程中产生的缺陷，或者固结过程中产生的缺陷。这些缺陷导致由所述预成形件拉制的光纤芯中央的折射率发生偏差。所述折射率偏差为尖峰或骤降的形式，会降低光纤的光学性能。

制造光纤的一个步骤是通过对预成形件的内表面(中线孔)进行蚀刻，从沉积的材料的表面除去杂质之类的缺陷。蚀刻可以在未塌缩的预成形件上进行，或者在部分塌缩的预成形件上进行。在蚀刻步骤过程中，使得含氟的蚀刻剂气体流经中央开口，从预成形件的内表面除去沉积的材料。

发明内容

本发明涉及一种制造光纤预成形件的方法，该方法包括以下步骤：

a)在足够的温度和气体浓度下，使用包含含氟的蚀刻剂气体的气体对包含Ge的光纤预成形件进行蚀刻，以除去沉积在预成形件上的一部分氧化物材料，从而在剩余的氧化物材料上形成再沉积的Ge化合物污染物；

b)在足够的温度和气体浓度下，使用包含至少一种卤素气体的清洁气体对蚀刻过的预成形件进行清洁，以除去再沉积的Ge化合物污染物，同时不会对剩余的沉积的氧化物材料造成任何显著的进一步污染。较佳的是，所述卤素是氯或溴。较佳的是，所述卤素气体不含氟。

在一些示例性的实施方式中，所述清洁气体还包含至少一种氧清除气体。

在一个实施方式中，用来制造光纤预成形件的方法包括以下步骤：

a)在足够的温度和气体浓度下，使用包含含氟的蚀刻剂气体的气体对光纤预成形件进行蚀刻，以除去沉积在预成形件上的一部分氧化物材料，从而在剩余的氧化物材料上形成含锗(例如GeO_x(其中0≤x≤2))污染层；