[发明专利]铋铝共掺石英光纤预制棒及其制备方法

权利要求书

1.一种铋铝共掺石英光纤预制棒，其特征在于，包括：

外层，其材料为二氧化硅；和

芯层，其材料为共掺杂Bi原子和Al原子的二氧化硅材料，BiAl共掺的相对位置为Bi-O-Al桥接的局域结构，其中，Bi-O键长为0.215nm，O-Bi-O键角为98.9°，Bi原子的价态为+3价，以分散铋发光心，使得Bi原子的分布更为均匀，来产生并增强近红外发光，所述近红外发光波长为1150nm。

2.根据权利要求1所述的铋铝共掺石英光纤预制棒，其特征在于，所述外层的内壁进行刻蚀处理，以除去所述内壁处的有机物或其他杂质。

3.根据权利要求1所述的铋铝共掺石英光纤预制棒，其特征在于，还包括隔离层，其位于所述外层与所述芯层之间，所述隔离层材料为二氧化硅。

4.用于权利要求1-3中任一项所述的铋铝共掺石英光纤预制棒的制备方法，其特征在于，按照如下步骤进行操作：

芯区沉积步骤：采用氧气O₂作为载气将氯化硅SiCl₄原料送入沉积管，采用氧气O₂作为载气将氯化铝AlCl₃原料送入沉积管，采用氦气He的携带氧化铋Bi₂O₃原料进入沉积管与其他原料混合，为所述沉积管加热，发生如下反应：

SiCl₄+O₂→SiO₂+2Cl₂，

4AlCl₃+3O₂→2Al₂O₃+6Cl₂，

得到近红外发光的铋铝共掺石英光纤预制棒；

其中，沉积管为石英管。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述芯区沉积步骤之前还包括沉积管抛光步骤，使用六氟化硫SF₆对所述沉积管的内壁进行刻蚀，以除去管内壁的有机物或其他杂质。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述芯区沉积步骤之前还包括隔离层沉积步骤，将氯化硅SiCl₄在原料罐中加热，在载气携带下与氧气O₂混合进入所述沉积管中，在加热情况下发生反应：

SiCl₄+O₂→SiO₂+2Cl₂，得到二氧化硅隔离层。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述沉积管抛光步骤之后、所述芯区沉积步骤之前还包括隔离层沉积步骤，将氯化硅SiCl₄在原料罐中加热，在载气携带下与氧气O₂混合进入所述沉积管中，在加热情况下发生反应：

SiCl₄+O₂→SiO₂+2Cl₂，得到二氧化硅隔离层。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述芯区沉积步骤之后还包括沉积管塌缩步骤，定管内压力维持在正压，在塌陷过程中压力逐渐下降，最终在负压状态下进行缩口并压缩成棒。