[发明专利]一种掺稀土光纤预制棒的制备方法

权利要求书

1.一种掺稀土光纤预制棒的制备方法，将石英玻璃衬管安装于沉积机床，石英玻璃衬管的两端被旋转夹盘夹持，石英玻璃衬管两端端头密封，且一端与原料气体输入管道相通，另一端与残余气体输出管道连通，在石英玻璃衬管外安设能沿石英玻璃衬管轴线进行相对平行移动的热源，沉积加工时，石英玻璃衬管旋转，热源沿石英玻璃衬管相对往复移动，原料气体输入管道向石英玻璃衬管内孔输入一定流量的原料气体，在热源的作用下原料气体在石英玻璃衬管内壁沉积成多层掺杂石英玻璃粉体，先沉积内包层，后沉积芯层，最后将沉积完毕的石英玻璃衬管进行加热烧结熔缩，制成透明实心的光纤预制棒，其特征在于沉积芯层时所述的原料气体包括有四氯化硅、氧气和气态稀土化合物，沉积加工时石英玻璃衬管的外壁温度控制在1400℃~1600℃，加热烧结熔缩时石英玻璃衬管的外壁温度控制在1800℃~2200℃，所述掺杂石英玻璃粉体的粒径为10nm~1000nm。

2.按权利要求1所述的掺稀土光纤预制棒的制备方法，其特征在于沉积芯层时，所述的四氯化硅、氧气和气态稀土化合物同时输入石英玻璃衬管内孔，直接沉积成稀土掺杂石英玻璃粉体；或者先输入四氯化硅和氧气沉积成石英玻璃粉体，再输入气态稀土化合物对石英玻璃粉体进行稀土掺杂；或者输入四氯化硅和氧气沉积与输入气态稀土化合物稀土掺杂相互交替重复进行。

3.按权利要求1或2所述的掺稀土光纤预制棒的制备方法，其特征在于所述的石英玻璃衬管两端设有保温装置，温度设定为200~250℃，所述的四氯化硅以氧气为载气输入石英玻璃衬管，载气流量为100~1000sccm。

4.按权利要求1或2所述的掺稀土光纤预制棒的制备方法，其特征在于所述的气态稀土化合物由加热载气流经稀土螯合物而成，气态稀土化合物加热至150~300℃，载气流量为100~2000sccm，所述的载气为氦气或氮气。

5.按权利要求1或2所述的掺稀土光纤预制棒的制备方法，其特征在于所述的原料气体还包括四氯化锗、氯化铝或含铝的气态有机化合物、三氯氧磷，上述原料的一种或多种。

6.按权利要求1或2所述的掺稀土光纤预制棒的制备方法，其特征在于沉积加工前先对石英玻璃衬管内壁表面进行刻蚀，即石英玻璃衬管内孔在加热条件下通入含氟气体，所述的含氟气体为六氟化硫或氟氯烷，或氟与氯气的混合物。

7.按权利要求1或2所述的掺稀土光纤预制棒的制备方法，其特征在于所述的掺杂石英玻璃粉体的粒径为10nm~100nm。

8.按权利要求5所述的掺稀土光纤预制棒的制备方法，其特征在于所述的熔缩成的石英玻璃芯层掺杂的稀土元素为元素周期表中57~71号稀土元素，以氧化物计算，其稀土元素摩尔含量为0.01mol%~1.5mol%，铝元素氧化物摩尔含量为0.1mol%~5mol%，磷元素氧化物摩尔含量为0.01mol%~ 0.5mol%。

9.按权利要求1或2所述的掺稀土光纤预制棒的制备方法，其特征在于沉积过程中石英玻璃衬管绕轴线旋转，转速为30~50 r/min；所述的热源为火焰或电加热器，热源从石英玻璃衬管的原料气体输入端相对移动至残余气体输出端的移动速度为100~150 mm/min，从残余气体输出端返还至原料气体输出端的移动速度为500~1500 mm/min。

10.按权利要求1或2所述的掺稀土光纤预制棒的制备方法，其特征在于所述的光纤预制棒有效长度70%以上部分的芯区折射率波动小于或等于5%。