[发明专利]一种光纤预制棒及其制备方法

权利要求书

1.一种光纤预制棒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，将陶瓷杆固定在外部气相沉积设备上，将氢气、氧气、四氯化硅和四氯化锗通过不同管道通入喷灯，所述氢气、所述氧气、所述四氯化硅和所述四氯化锗在所述喷灯口燃烧，产生第一沉积物，所述第一沉积物在所述陶瓷杆外表面上沉积，形成第一沉积层，所述第一沉积层达到一定厚度后，停止通入所述四氯化锗，然后将四氟化硅通入喷灯，所述氢气、所述氧气、所述四氯化硅与所述四氟化硅产生第二沉积物，该第二沉积物在所述第一沉积物上沉积，形成第二沉积层，所述第二沉积层达到一定厚度后，得到粉末芯棒；

步骤S2，将所述陶瓷杆从所述粉末芯棒中抽去，得到中空粉末芯棒，在所述中空粉末芯棒中通入无水氧气，并在氯气与氦气混合气氛中将所述中空粉末芯棒烧结成透明中空芯棒；

步骤S3，在加热条件下，拉伸所述透明中空芯棒得到延伸中空芯棒；

步骤S4，将碱金属卤化物蒸气与无水氧气混合后通入所述延伸中空芯棒中，用喷灯加热所述延伸中空芯棒外表面，使碱金属卤化物与氧气反应生成的碱金属氧化物沉积在所述延伸中空芯棒内表面，继而沿径向扩散至所述延伸中空芯棒内部，得到碱金属掺杂中空芯棒；

步骤S5，将所述碱金属掺杂中空芯棒清洗后，再将所述碱金属掺杂中空芯棒的一端封闭，另一端与真空设备连接，在氢氧焰喷灯加热条件下，所述碱金属掺杂中空芯棒进入熔融状态，同时在压差作用下熔缩成实心芯棒，且所述实心芯棒外表面覆有一层羟基层；

步骤S6，在所述实心芯棒表面沉积二氧化硅后，然后烧结，得到光纤预制棒；

其中，所述第一沉积层的所述碱金属的掺杂量为10ppm-500ppm，所述第二沉积层的所述碱金属的掺杂量为5ppm-500ppm。

2.根据权利要求1所述的光纤预制棒的制备方法，其特征在于：

其中，在步骤S1中，所述氢气的流量为60L/min-200L/min，所述氧气的流量为30L/min-100L/min，所述四氯化硅的流量为20g/min-100g/min，所述四氯化锗的流量为200mg/min-1000mg/min，所述四氟化硅的流量500ml/min-1000ml/min，

在步骤S1中，所述陶瓷杆沿轴向移动并同时绕其轴线旋转，移动速度为50mm/min-300mm/min，旋转速度为10rpm-50rpm，所述第一沉积物在所述陶瓷杆上沉积的厚度为30mm-65mm，所述第二沉积物在所述第一沉积物上沉积的厚度为75mm-105mm，

在步骤S2中，所述氧气流量为10L/min-20L/min，所述氯气流量为0.3L/min-2L/min，所述氦气流量为10L/min-40L/min，所述中空粉末芯棒通过烧结炉并同时绕其轴线旋转，通过烧结炉的速度为1mm/min-10mm/min，旋转速度为1rpm-10rpm，

在步骤S3中，所述延伸中空芯棒的外径为30mm-60mm，

在步骤S4中，所述喷灯温度为200℃-300℃，所述喷灯沿所述延伸中空芯棒轴向移动，移动速度为20mm/min-200mm/min，所述延伸中空芯棒同步绕其轴线旋转，旋转速度为10rpm-50rpm。

3.根据权利要求2所述的光纤预制棒的制备方法，其特征在于：

其中，所述氢气的流量为80L/min-150L/min，所述氧气的流量为40L/min-80L/min，所述四氯化硅的流量为50g/min-80g/min，所述四氯化锗的流量为400mg/min-600mg/min，所述四氟化硅的流量600ml/min-800ml/min，

所述陶瓷杆沿轴向移动并同时绕其轴线旋转，移动速度为180mm/min-260mm/min，旋转速度为30rpm-40rpm，所述第一沉积物在所述陶瓷杆上沉积的厚度为40mm-50mm，

所述氯气流量为1.2L/min-1.5L/min，所述氦气流量为15L/min-30L/min，所述中空粉末芯棒通过烧结炉并同时绕其轴线旋转，通过烧结炉的速度为3mm/min-6mm/min，旋转速度为3rpm-5rpm，

所述延伸中空芯棒的外径为40mm-50mm，

所述喷灯沿所述延伸中空芯棒轴向移动，移动速度为80mm/min-120mm/min，所述延伸中空芯棒同步绕其轴线旋转，旋转速度为20rpm-30rpm。