[发明专利]制造光纤预制件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造光纤预制件的方法。

背景技术

已知存在由芯层区域中添加有碱金属的石英玻璃制成的光纤（PCT国际申请No.2005-537210、No.2007-504080、No.2008-536190、No.2010-501894、No.2009-541796和No.2010-526749的日文译本、国际公开No.WO 98/002389、美国专利申请公开No.2006/0130530以及美国专利No.5146534）。在将碱金属添加到光纤预制件的芯层区域中的情况下，可以降低当将光纤预制件拉制成光纤时芯层区域的粘度，从而将改善芯层区域的玻璃中的网状结构的松弛度。因此，通常认为这样可以降低光纤的衰减。

作为将碱金属添加到石英玻璃中的技术，已知有扩散法（例如，PCT国际申请No.2005-537210的日文译本以及美国专利申请公开No.2006/0130530）。扩散法是这样的技术：将碱金属扩散掺杂到玻璃管的内表面中，以便在将用作原料的例如碱金属或碱金属盐等原料蒸气导入玻璃管中的同时，用外部热源加热玻璃管，或者在玻璃管中产生等离子体。

如上所述，将碱金属添加到玻璃管的内表面或邻近部分，然后通过加热使玻璃管发生直径收缩。在直径收缩之后，将玻璃管的内表面蚀刻掉适当的厚度，以便把在添加碱金属时不可避免地同时添加进来的例如Ni、Fe等过渡金属元素移除。由于碱金属与过渡金属元素相比表现出更快的扩散，所以即使为了将过渡金属元素移除而将玻璃表面蚀刻掉预定厚度，仍然可以保留碱金属。这样，在蚀刻之后，通过将玻璃管加热并使玻璃管塌缩而制得添加有碱金属的芯棒。并且，通过在添加有碱金属的芯棒外侧形成包层部分而制成光纤预制件。这样，可以通过将光纤预制件拉成纤维而最终制得光纤。

发明内容

本发明旨在提供一种制造如下光纤预制件的方法：该光纤预制件适于以高的成品率来制造低衰减光纤。

提供根据本发明的制造光纤预制件的方法，所述光纤预制件具有：芯层区域，其包括中心轴线；以及包层区域，其形成在所述芯层区域周围，所述包层区域的折射率低于所述芯层区域的折射率，所述方法包括：制备具有第一芯层区域、第二芯层区域和第三芯层区域的芯棒的步骤，其中，将碱金属选择性地添加到所述第一芯层区域、所述第二芯层区域和所述第三芯层区域中的所述第一芯层区域中，所述第一芯层区域具有小于600atm·ppm的氯浓度并包含所述中心轴线，所述第二芯层区域具有小于600atm·ppm的氯浓度并形成在所述第一芯层区域周围，所述第三芯层区域具有3000atm·ppm或更大的氯浓度并形成在所述第二芯层区域周围；以及附加包层区域的步骤，通过在不低于1200℃的温度下进行7小时以下的加热来在所述芯棒周围附加所述包层区域。

所述第二芯层区域的直径d₂与所述第一芯层区域的直径d₁的比率（d₂/d₁）优选地不小于1.2且不大于2.5，更优选地不小于1.5且不大于2.5。在附加所述包层区域的步骤中，优选的是通过在1200℃或更高的温度下进行1小时以下的加热来在所述芯棒周围形成所述包层区域。在附加所述包层区域的步骤中，优选的是，通过将所述芯棒插入将成为所述包层区域的石英玻璃管中并使所述芯棒与所述石英玻璃管结合为一个单元，来在所述芯棒周围形成所述包层区域。

根据本发明，可以制造如下的高成品率光纤预制件：该光纤预制件适于制造将表现出低衰减的光纤。

附图说明

图1是利用本发明的制造光纤预制件的实施例而制造的光纤预制件的剖视图。

图2是示出本发明的制造光纤预制件的方法的实施例中的制备芯棒的步骤的概念性示意图。

图3A和图3B是示出利用粉尘沉积（soot deposition）与熔凝（consolidation）法附加包层区域的步骤的概念性示意图。

图4是示出利用棒塌缩法附加包层区域的步骤的概念性示意图。

图5是示出在附加包层区域的步骤中的各种条件下的结晶（或未发生结晶）的示意图。

图6是示出比率（d₂/d₁）与光纤的衰减之间的关系的示意图，其中，d₁是第一芯层区域的直径，d₂是第二芯层区域的直径。

图7是示出光纤的折射率分布的概念性示意图。