[发明专利]一种大尺寸低损耗的光纤预制棒及其制造方法

权利要求书

1.一种大尺寸低损耗的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，步骤如下：

利用VAD工艺制备光纤芯棒，所述光纤芯棒内到外依次是芯层和内包层，光纤芯棒的直径b与芯层直径a的比值b/a为3.5-4.5；VAD工艺制备光纤芯棒的步骤为：首先用轴向气相沉积法沉积粉末芯棒；然后在烧结炉中对粉末芯棒进行脱羟处理，脱羟时粉末芯棒从上往下移动，烧结炉内通入Cl₂气和He气，脱羟温度为900～1100℃；其次在烧结炉中对粉末芯棒进行氟掺杂处理，粉末芯棒从上往下移动，烧结炉内通入含氟气体和He气，烧结炉温度为1100～1500℃；最后在烧结炉中对粉末芯棒进行玻璃化处理，粉末芯棒从上往下移动，玻璃化过程烧结炉内只通入He气，玻璃化温度为1400～1600℃；

利用OVD工艺在光纤芯棒外部沉积阻挡层疏松体，然后进行烧结处理，得到合成芯棒，所述合成芯棒的直径c与光纤芯棒的直径b差(c-b)与芯层直径a的比值(c-b)/a为2.1-3.5；其中：所述OVD工艺通过沉积喷灯的甲烷焰将阻挡层疏松体表面温度提高到900～950℃，使阻挡层疏松体的密度大于0.8g/cm³；所述烧结处理是将合成芯棒以2～5mm/min的移动速率先后经烧结炉的第一温区、第二温区和第三温区进行烧结，每个温区内通入Cl₂和He的混合气体，第一温区的温度为800-1100℃，第二温区的温度为1200-1400℃，第三温区的温度为1500-1600℃；

利用RIC工艺将合成芯棒与连熔套管组合成大尺寸低损耗光纤预制棒，所述光纤预制棒的有效直径d与合成芯棒直径c的比值d/c为1.8-2.8。

2.根据权利要求1所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，所述OVD工艺中使用沉积喷灯的氧气流量为15～25L/min，甲烷流量为30～40L/min；所述烧结处理使用的Cl₂气流量在500～1000mL/min，He气流量在20～50L/min，第一温区、第二温区和第三温区的Cl₂和He流量均逐渐减少。

3.根据权利要求1或2所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，脱羟时粉末芯棒以7～10mm/min的移动速率从上往下移动。

4.根据权利要求1或2所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，在烧结炉中对粉末芯棒进行氟掺杂处理时，粉末芯棒以8～10mm/min的移动速度从上往下移动。

5.根据权利要求1或2所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，在烧结炉中对粉末芯棒进行玻璃化处理时，粉末芯棒以3～6mm/min的移动速率从上往下移动。

6.根据权利要求1或2所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，所述脱羟时的Cl₂气流量为900～1100mL/min，He气流量为15～25L/min；所述的含氟气体为SiF₄、CF₄、SF₆、C₂F₆、C₃F₈、C₂F₂Cl₂、SOF₂中的一种或两种以上的组合，通入的含氟气体的流量和He气流量的比值为3:1～5:1，其中He气流量为20～40L/min；所述的粉末芯棒玻璃化时的He气流量为30-50L/min。

7.根据权利要求1或2所述的大尺寸低损耗的光纤预制棒的制造方法，其特征在于，RIC工艺步骤为：将合成芯棒表面用摩尔比为1:0.5-1.5:0.5-1.5的氢氟酸、硝酸、盐酸的混合酸腐蚀，腐蚀深度计不小于0.6mm，然后将腐蚀后的合成芯棒清洗干燥，将合成芯棒插入连熔套管中，组合成大尺寸低损耗光纤预制棒。