[发明专利]一种稀土均匀掺杂光纤预制棒芯棒及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土均匀掺杂光纤预制棒芯棒，其特征在于所述的芯棒以二氧化硅为基质，至少掺杂有一种稀土离子和一种共掺离子，稀土元素的掺杂浓度按其氧化物形式计算，掺杂的稀土氧化物浓度为0.05～0.5 mol%；共掺离子为Al和P元素中的至少一种，其共掺剂浓度按氧化物形式计算，共掺剂氧化物浓度范围为0.4～10 mol%。

2.按权利要求1所述的稀土均匀掺杂光纤预制棒芯棒，其特征在于所述的稀土离子为镧系元素离子以及钪和钇离子。

3.按权利要求1或2所述的稀土掺杂光纤预制棒芯棒，其特征在于所述芯棒相对纯二氧化硅的折射率高度差为0.001～0.04；芯棒的折射率曲线高度平坦，折射率值波动范围为±10%。

4.一种稀土均匀掺杂光纤预制棒芯棒的制备方法，其特征在于将颗粒大小为10～200 nm的纳米孔SiO₂粉体，加入到稀土和共掺离子无机盐溶液中，溶液中共掺离子和稀土离子摩尔浓度比为3～30，然后通过氨水调节溶液的pH值至7～11，不断搅拌，形成悬浮液；然后进行高速离心分离固体颗粒和液体，再干燥脱水、造粒，形成离子吸附的SiO₂颗粒；离子吸附的SiO₂颗粒经过等静压成型后，再进行Cl₂脱水和提纯；然后在气氛炉内，高温烧结致密，烧结温度在1000～1600 °C；再后，进行外表加工和化学清洗，得到圆柱状稀土掺杂氧化硅芯棒；最后，在干燥洁净的掺杂稀土氧化硅芯棒外表喷镀无稀土离子掺杂的SiO₂薄层。

5.按权利要求4所述的稀土均匀掺杂光纤预制棒芯棒的制备方法，其特征在于所述的共掺离子无机盐溶液为Al和/或P离子无机盐溶液，所述的无机盐溶液为氯化物和硝酸盐溶液，溶剂为水或乙醇，溶质为卤化物、硝酸盐或磷酸盐。

6.按权利要求4或5所述的稀土掺杂光纤预制棒芯棒的制备方法，其特征在于所述的纳米孔SiO2粉体加入到稀土和共掺离子无机盐溶液中的摩尔浓度比为1:3～1:30。

7.按权利要求4或5所述的稀土均匀掺杂光纤预制棒芯棒的制备方法，其特征在于高温烧结的时间为1～20 小时。

8.按权利要求4或5所述的稀土均匀掺杂光纤预制棒芯棒的制备方法，其特征在于掺杂离子至少有一种稀土离子和一种共掺离子，稀土元素的掺杂浓度按其氧化物形式计算，掺杂的稀土氧化物浓度为0.05～0.5 mol%；共掺离子为Al和P元素中的至少一种，其共掺剂浓度按氧化物形式计算，共掺剂氧化物浓度范围为0.4～10 mol%。