[发明专利]一种光纤及其制造方法

权利要求书

1.一种光纤，包括有芯层和包层，其特征在于所述的芯层平均折射率n₁、包层折射率n₂和纯二氧化硅折射率n₀，满足n₁＝(0.997～1.0012)* n₀，n₂＝n₁－(0.0025～0.0045)* n₀；所述的芯层为掺碱金属离子芯层或非掺碱金属离子芯层，所述的掺碱金属离子芯层由掺氟、氯、碱金属离子和含羟基的二氧化硅基材料构成，所述的非掺碱金属离子芯层由掺氟、氯和含羟基的二氧化硅基材料构成；所述的包层由掺氟、氯和含羟基的二氧化硅基材料构成；并且包层和芯层材料掺氟浓度差△[F]、芯层和包层材料羟基浓度差△[OH]、芯层和包层材料掺氯浓度差△[Cl]和芯层材料掺碱金属离子浓度之和[M]，满足 △[F]－△[Cl]－300×[M]－150000×△[OH]≤0.8 mol%。

2.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于所述的碱金属离子为钾离子、钠离子、锂离子的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的光纤，其特征在于芯层和包层材料所含羟基浓度差△[OH] 范围是0～2×10^-6 mol%。

4.根据权利要求1或2所述的光纤，其特征在于包层和芯层材料的掺氟浓度差△[F] 范围是1.5～4.5 mol%。

5.根据权利要求1或2所述的光纤，其特征在于芯层和包层材料的掺氯浓度差△[Cl] 范围为1～5 mol%。

6.根据权利要求1或2所述的光纤，其特征在于芯层材料掺碱金属离子浓度之和[M] 范围为是0～100×10^-4 mol%。

7.根据权利要求1或2所述的光纤，其特征在于芯层材料和包层材料高温粘度匹配，芯层材料粘度和包层材料平均粘度，在2000 °C附近，满足:≤2:1。

8.根据权利要求1或2所述的光纤，其特征在于所述的光纤散射系数小于或等于0.85 。

9.根据权利要求1所述光纤的制造方法，其特征在于包括光纤预制棒的制作和拉丝，其

特征在于光纤预制棒的制作过程包括：采用掺氟石英管作为化学气相反应沉积管，采用SiCl₄作为SiO₂原料，C₂F₆或SiF₄作为掺氟原料，首先在沉积管内壁气相反应沉积掺氟石英层，逐层形成包层；改变化学反应气体的流量，降低沉积层的掺氟浓度，同时，调节反应气体的比例和反应区的移动速度，提高掺氯的浓度，制得非掺碱金属离子的芯层，最后，高温熔缩成光纤预制棒；或者在降低沉积层掺氟浓度的同时，降低反应区的温度至1400～1800 °C，在包层上沉积多孔层，再利用多孔层吸附碱金属离子，然后，通Cl₂气进行脱水，通O₂气进行置换反应；最后，高温烧结致密，并熔缩成棒，制得掺碱金属离子芯层的光纤预制棒。

10.根据权利要求1所述光纤的制造方法，包括光纤预制棒的制作和拉丝，其特征在于光纤预制棒的制作过程包括：以SiCl₄或烷氧基硅烷为原料，将化学反应形成的粉尘喷镀沉积在芯轴上，喷镀沉积区的温度控制在1400～1800 °C，形成多孔的包层，然后将所制包层材料进行脱水和深渗氟处理，形成掺氟多孔包层，再高温烧结致密，制成包层管；芯层也采用与包层相同的喷镀沉积方式，反应沉积成多孔棒，然后进行碱金属离子的吸附，再脱水处理，最后高温烧结成致密的芯棒；然后用单独制备的芯棒跟包层管进行组装，熔缩成光纤预制棒，制得掺碱金属离子芯层的光纤预制棒。