專利名稱：一種大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種利用外部沉積法成本優(yōu)勢(shì)和管內(nèi)法精度優(yōu)勢(shì)制備光纖預(yù)制棒的方法，屬于光纖制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光纖預(yù)制棒用于制備通信傳輸介質(zhì)光纖。光纖制造技術(shù)包括多個(gè)環(huán)節(jié)和エ序，預(yù)制棒制造是主要エ序之一。隨著光纖預(yù)制棒技術(shù)的發(fā)展，為了提高光纖的制作效率，目前商用預(yù)制棒正朝著制作較大規(guī)格光纖預(yù)制棒的方向發(fā)展，較大規(guī)格(直徑)預(yù)制棒通常采用“兩步法”的制造エ藝，第一步為芯棒的制造；第二步是外包的制造和成棒。其中芯棒的制造エ藝典型的有管內(nèi)法氣相沉積エ藝，如MCVD(modified chemical vapor deposition)改進(jìn)化學(xué)氣相沉積エ藝和PCVD (plasma chemical vapor deposition)等離子體激發(fā)化學(xué)氣相沉積法，以及管外法氣相沉積エ藝，如OVD(outside vapor deposition)外部氣相沉積エ藝和VAD(vapor axial deposition)外部軸向沉積エ藝。外包技術(shù)目前典型的エ藝包括RIC(rod in cylinder)套管法、外包法、APVD等離子體噴涂法和溶膠-凝膠法。其中套管法和外包法主要采用類似芯棒外部氣相沉積エ藝特點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)包層材料的制備，主要區(qū)別在于相對(duì)芯棒制造エ藝，套管法采用的是離線制備方式，外包法采用的是在線制備方式。芯棒的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和材料組成決定了光纖的傳輸特性，例如損耗、帶寬、截止波長(zhǎng)、模場(chǎng)直徑、色散特性、有效面積等，對(duì)偏振模色散(PMD)和機(jī)械強(qiáng)度等也有決定性作用。光纖預(yù)制棒制造中的套管法是先制造出芯棒，再將該芯棒插入尺寸匹配的石英玻璃管，經(jīng)高溫加熱使芯棒與套管同步熔化融合延長(zhǎng)成為光導(dǎo)纖維。套管法存在以下不足大尺寸的套管要求的幾何精度高，制造エ藝復(fù)雜，套管加工過程中的材料損失導(dǎo)致成本增 カロ。套管一旦存在偏壁，可能會(huì)影響到光纖的同心度，進(jìn)而影響熔接。套管的材料結(jié)成不均勻會(huì)影響光纖的翹曲指標(biāo)。也會(huì)増加熔接損耗。芯棒與套管的界面増加了光纖拉絲エ藝的復(fù)雜程度，界面的清洗和干燥變得更加嚴(yán)格，而且界面増加了光纖機(jī)械強(qiáng)度薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生的幾率，増加了單位長(zhǎng)度光纖斷裂的可能性，界面也對(duì)光纖水峰(光纖傳輸中由于羥基在1360nnTl460nm范圍內(nèi)吸收峰稱為水峰)產(chǎn)生不利影響，等離子蝕洗等消除界面附加影響附加的エ藝流程增加了預(yù)制棒的生產(chǎn)成本。目前套管只有德國(guó)Heraeus—家能夠生產(chǎn)，制作エ藝難和價(jià)格高昂是套管的最大問題。OVD法通過多個(gè)噴燈將水解的SiO2顆粒沉積在旋轉(zhuǎn)且相對(duì)移動(dòng)的芯棒上。沉積速率高達(dá)30g/min，但是這種沉積方法容易形成螺紋狀或波紋狀表面，芯棒兩端不均勻使得整個(gè)沉積棒形成紡錘形，進(jìn)而造成整根棒拉制成的光纖幾何參數(shù)和光學(xué)參數(shù)不均勻不穩(wěn)定。OVD法具有沉積速率高的特點(diǎn)。VAD法與OVD法具有相同的火焰水解機(jī)理。其特點(diǎn)在于エ藝穩(wěn)定，沉積得到的疏松體組成結(jié)構(gòu)與幾何尺寸均勻。但是，沉積速率相對(duì)OVD法較慢。且單獨(dú)使用VAD法，石英顆粒是粘連在基底上豎直向下生長(zhǎng)的，疏松體結(jié)構(gòu)脆弱，在無(wú)靶棒的條件下制造出的疏松體尺寸和重量都有限，難以制造大型預(yù)制棒。
管內(nèi)法PCVD和MCVD適于制備高精度的復(fù)雜波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的預(yù)制棒，但是沉積速率低，無(wú)法單獨(dú)制備出大規(guī)格的預(yù)制棒。本發(fā)明的一些術(shù)語(yǔ)的定義為
襯管管內(nèi)氣相沉積用的高純石英玻璃管，反應(yīng)物在管內(nèi)反應(yīng)后沉積在玻璃管的內(nèi)壁形成薄層玻璃或粉塵。沉積原材料在一定的條件下發(fā)生物理化學(xué)變化生成石英玻璃的エ藝過程。芯棒PCVD法沉積石英玻璃后熔縮成的實(shí)心玻璃棒。 折射率剖面預(yù)制棒/芯棒/光纖玻璃折射率與其半徑之間的關(guān)系曲線。套管符合一定截面積要求的厚壁高純石英玻璃管。
2 2相對(duì)折射率A i% Ai% = ^-^xl00% ,其中ni為第i層光纖材料的折射率，n0
為純石英玻璃的折射率。PCVD :等離子化學(xué)氣相沉積。MCVD 改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積。VAD:軸向氣相沉積。0VD:外部氣相沉積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，它不僅制造精度高，而且生產(chǎn)效率高，制作成本低，便于規(guī)?；a(chǎn)。本發(fā)明為解決上述提出的技術(shù)問題所提供的技術(shù)方案為
采用管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法制備芯棒，所述的芯棒包括纖芯層，或纖芯層和部分內(nèi)包
層；
以所述的芯棒作為靶棒，采用VAD法在所述的靶棒上制備SiO2疏松體，形成內(nèi)包層或部分內(nèi)包層；得到結(jié)構(gòu)均勻的初級(jí)光纖預(yù)制棒；
將初級(jí)光纖預(yù)制棒作為靶棒，用OVD法沉積Si02外包層，沉積完成后，將其燒結(jié)成透明的光纖預(yù)制棒。按上述方案，VAD法后將包覆Si02疏松體的芯棒燒結(jié)致密得到結(jié)構(gòu)均勻的初級(jí)光纖預(yù)制棒。按上述方案，將所述的初級(jí)光纖預(yù)制棒進(jìn)行熔融拉伸延長(zhǎng)處理。按上述方案，所述的初級(jí)光纖預(yù)制棒直徑與所述的芯棒沉積層最大直徑的比值范圍是2 3. 5，最終光纖預(yù)制棒的直徑與所述的芯棒沉積層最大直徑的比值范圍是4 7。按上述方案，所述的管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法為PCVD法或MCVD法，采用低羥基高純石英玻璃管或是摻有Ge和/或F的石英玻璃管作為襯管,所述襯管的輕基含量要求小于lOOOppb，優(yōu)選要求小于lOppb，將沉積完成后的襯管于1800°C至2100°C下熔縮成實(shí)心芯棒。PCVD采用的玻璃襯管作用是作為管內(nèi)沉積的支撐件，根據(jù)最終光纖預(yù)制棒種類需要，可以采用保留或去除的方式。后續(xù)エ序保留襯管部分，那么該襯管玻璃將成為最終產(chǎn)品光纖預(yù)制棒的部分芯層或者部分包層。顯而易見的，為了獲得合理的預(yù)制棒結(jié)構(gòu)，也可采用機(jī)械磨削或化學(xué)溶蝕等方法去除該實(shí)心棒的襯管玻璃部分。按上述方案，所述的芯棒長(zhǎng)度大于或等于I. 2m。按上述方案,所述的VAD法沉積速率為6g/mirTl2g/min。按上述方案，所述的VAD法中VAD噴燈的燈頭不動(dòng)，靶棒繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)且豎直向上移動(dòng)，轉(zhuǎn)速為5r/min 120r/min,向上移動(dòng)速率0. 8mm/min 15mm/min0按上述方案，所述的用VAD法制成的初級(jí)光纖預(yù)制棒的直徑大于或等于50mm。按上述方案，所述的OVD法沉積速率為50g/mirT90g/min。由于PCVD的特點(diǎn)是低沉積速率、高沉積效率、高精度，將傳輸光纖所需要的高精 度較復(fù)雜的芯層部分設(shè)計(jì)由PCVDエ藝完成，尤其是，在控制芯層剖面的指數(shù)參數(shù)時(shí)，或者制備階梯形分段芯結(jié)構(gòu)、三角形結(jié)構(gòu)、雙曲形結(jié)構(gòu)、反三角形結(jié)構(gòu)、高斯形結(jié)構(gòu)、反高斯形結(jié)構(gòu)等復(fù)雜剖面吋，PCVD可以通過設(shè)置精確的原料流量供應(yīng)程序來制備精確的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，這比其他エ藝更穩(wěn)定更容易實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明VAD法的特點(diǎn)是，沉積速率較高，VAD法對(duì)原料純度要求不太高，99. 99%即可，其后的脫水燒結(jié)エ藝容易去除產(chǎn)物中的羥基等有害雜質(zhì)。而且，由于PCVD加工的芯棒尺寸一般不太大，VAD法只需要用較小的燈頭，較低的流量，先在石英棒夾持端生成ー個(gè)附著在棒表面的疏松體圈，再對(duì)準(zhǔn)圈的底面進(jìn)行沉積。VAD沉積得到的疏松體外形平整美觀，結(jié)構(gòu)均勻。VAD結(jié)構(gòu)的均勻性帶來的好處是后續(xù)預(yù)制棒的圓度好，進(jìn)而，拉制成的光纖芯圓度小于0. 4%，從而使得光纖的偏振模系數(shù)典型值小于0. 03ps/km°_5。VAD燈芯部分的氧化反應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的摻F石英玻璃，其相對(duì)折射率可達(dá)-0. 38%。本發(fā)明未采用OVD法直接在石英棒表面沉積疏松體，是因?yàn)槭糁睆揭话銥?0mm 30mm，這樣的小規(guī)格制約了 OVD顆粒的熱泳效率。OVD火焰產(chǎn)生的SiO2顆粒的粒徑分布在幾十到幾百納米，這些小顆粒漂浮在火焰中形成氣溶膠，受溫度梯度的驅(qū)使由高溫到低溫區(qū)域運(yùn)動(dòng)。石英棒直徑小使得表面可供顆粒沉積的區(qū)域有效面積小。較高沉積速率的OVD法噴燈流量較大，且需要燈頭與靶棒之間具有較快的相對(duì)移動(dòng)速率，容易使得沉積區(qū)域表面產(chǎn)生明顯的螺紋。即エ藝的不穩(wěn)定致使在芯棒上使用OVD法難以發(fā)揮出其高沉積速率的優(yōu)勢(shì)，且沉積疏松體的結(jié)構(gòu)與幾何參數(shù)不均勻。本發(fā)明OVD法以較大直徑石英棒為靶棒，優(yōu)選直徑不小于50mm，用外部法沉積SiO2外包層，沉積完成后，將其燒結(jié)成透明的光纖預(yù)制棒。這里的外部法主要指高沉積速率的OVD法。本發(fā)明的積極效果在于1、結(jié)合了各種沉積エ藝的優(yōu)點(diǎn)，合理避開了各エ藝的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高沉積速率、高性能與低成本的統(tǒng)一。即管內(nèi)法適合制備復(fù)雜精細(xì)的剖面，容易實(shí)現(xiàn)負(fù)相對(duì)折射率元素?fù)诫s；VAD沉積速率適中，能夠在石英玻璃棒上沉積結(jié)構(gòu)與幾何參數(shù)均勻的石英疏松體，能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)折射率達(dá)-0. 38%的摻F層，且易于控制預(yù)制棒中的羥基含量，有利于生產(chǎn)新一代的低衰減光纖；而OVD沉積效率高于其他エ藝，成本較低，在VAD的基礎(chǔ)上使用OVD能夠充分發(fā)揮其高沉積速率的優(yōu)勢(shì)。且VAD石英棒的沉積熔縮拉伸エ藝可以克服管內(nèi)法單根芯棒長(zhǎng)度難于突破1200_的不足。2、本發(fā)明的技術(shù)方案避開了套管法制備光纖的諸多中間エ序，使預(yù)制棒制造成本降低了 30%。3、本發(fā)明所述方法易于制備復(fù)雜折射率剖面的高品質(zhì)低衰減光纖預(yù)制棒，因此不僅適于制備簡(jiǎn)單剖面的普通單模光纖，更適合制備精密復(fù)雜剖面結(jié)構(gòu)的特種光纖。


圖I至3是本發(fā)明實(shí)施例I至3的光纖預(yù)制棒徑向折射率分布圖，圖中的虛線表示純SiO2的相對(duì)折射率。圖4是本發(fā)明用VAD法制造光纖預(yù)制棒的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中I表示作為靶棒的管內(nèi)法石英棒，2和3分別是兩組噴燈沉積的石英疏松體，4是噴燈，5是反應(yīng)腔，6是用于夾持石英棒I的夾具，7是用于旋轉(zhuǎn)和提升種棒的機(jī)械組件，8是用于排放反應(yīng)腔5內(nèi)的廢氣和未沉積到疏松體的粉塵的排風(fēng)ロ，9是用于容納石英棒I懸置端的附加腔體。圖5為本發(fā)明的制備過程框圖。
具體實(shí)施例方式圖I至3分別示意地說明了本發(fā)明實(shí)施例I至3的光纖預(yù)制棒徑向折射率分布， 以下結(jié)合這幾種典型光纖預(yù)制棒制造方法對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。實(shí)施例一大有效面積低水峰光纖預(yù)制棒。按本發(fā)明方法，采用PCVD法在高純度、低羥基石英玻璃襯管內(nèi)沉積含Ge或F的石英材料。襯管的羥基含量小于lOppb，芯區(qū)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為分段階躍型結(jié)構(gòu)。再將沉積管于18000C -2100°C下熔縮成實(shí)心石英芯棒，該石英芯棒的長(zhǎng)度為I. 2m，直徑25mm。再用VAD法在該石英芯棒的外表面包覆適量均勻的石英疏松體并燒結(jié)成為實(shí)心中間體預(yù)制棒，祀棒下端懸空，上端被夾具6夾持繞祀棒軸線轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為5r/min, VAD噴燈的燈頭不動(dòng)，石英棒豎直向上移動(dòng)，移動(dòng)速率0. 8mm/mirT4mm/min。先在石英棒夾持端生成ー個(gè)附著在棒表面的疏松體圏，再對(duì)準(zhǔn)圈的底面進(jìn)行沉積。VAD沉積速率為8g/min，疏松體 密度約0. 45g/cm3。作為VAD靶棒的石英芯棒貫穿整個(gè)疏松體，與疏松體燒結(jié)之后的形成的外層透明石英玻璃融為一體，直徑為50_。得到結(jié)構(gòu)均勻的初級(jí)光纖預(yù)制棒。如圖I所示，在本實(shí)施例中，PCVD襯管與管內(nèi)沉積層共同形成芯區(qū)，此區(qū)域從軸線向外的6個(gè)區(qū)域，包括3個(gè)階梯形層、I個(gè)下陷層、I個(gè)上升環(huán)形層、I個(gè)純石英層。VAD沉積包層玻璃體與該芯區(qū)直徑的比例，即圖I所示的BI與Al的比值等于2。VAD沉積得到的疏松體外形平整美觀，結(jié)構(gòu)非常均勻。VAD結(jié)構(gòu)的均勻性帶來的好處是后續(xù)預(yù)制棒的圓度好，進(jìn)而，拉制成的光纖芯圓度小于0. 4%，從而使得光纖的偏振模系數(shù)典型值小于0. 03ps/km0. 5。接下來氫氧焰整形拋光其表面，再用OVD法在該初級(jí)光纖預(yù)制棒表面沉積石英疏松體，沉積速率50g/min，再將預(yù)制棒復(fù)合疏松體垂直置入脫水/燒結(jié)爐中，使燒結(jié)為通體透明的光纖預(yù)制棒。最終得到的光纖預(yù)制棒的直徑與該P(yáng)CVD制成的玻璃材料區(qū)域直徑的比值是4 (圖I所示的Cl與Al的比值)，這個(gè)比值越大，表明代表高速沉積エ序的OVD在制棒エ序中所占比例越高，整體的預(yù)制棒制備速率越高。理論上這個(gè)比值可以無(wú)限大，即Al為零時(shí)，速率最高，此時(shí)預(yù)制棒整體全都由OVD法制成。但是實(shí)際上，OVD法制備復(fù)雜芯結(jié)構(gòu)エ藝控制上非常復(fù)雜，且OVD法需要惰性材料作為靶棒，沉積完成之后需要將靶棒去除，這些エ序會(huì)引起芯區(qū)組成結(jié)構(gòu)的不均勻，從而可能破壞光纖的精密結(jié)構(gòu)，劣化光纖的光學(xué)參數(shù)，缺少實(shí)用性。本實(shí)施例中有A1:B1:C1= 1:2:4，既維持了光纖的精密結(jié)構(gòu)又獲得了較高的制造速率，獲得了質(zhì)量與成本的平衡，換算成光纖的成本約為70元/km，這種性價(jià)比對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)光纖來說是相當(dāng)優(yōu)異的。本實(shí)施例預(yù)制棒產(chǎn)出的光纖幾何參數(shù)及光學(xué)參數(shù)優(yōu)異，光纖芯圓度小于0. 4%、偏振模系數(shù)典型值小于0. 03ps/km0. 5。在1310nm處的衰減小于0. 333dB/km，在1383nm處的衰減小于0. 330dB/km，在1550nm處的衰減小于0. 190dB/km，在1550nm處的有效面積為llOMm2。實(shí)施例ニ 抗輻射光纖預(yù)制棒。按本發(fā)明方法，采用MCVD法在高純度、高羥基石英玻璃襯管內(nèi)沉積含F(xiàn)的芯區(qū)材料。襯管的羥基含量高于lOOOppm，并且含有F，襯管的相對(duì)折射率差為-0. 36%，內(nèi)包層相對(duì)折射率差與襯管相同，芯區(qū)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為階躍型結(jié)構(gòu)。將沉積管于1850°C -1950°C下熔縮成實(shí)心石英芯棒，該石英芯棒的長(zhǎng)度為I. 5m。再用VAD法在該石英棒的外表面包覆適量均勻的石英疏松體。靶棒下端懸空，上端被夾具6夾持繞靶棒軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為120r/min，VAD噴燈的燈頭不動(dòng)，石英棒豎直向上移動(dòng)，移動(dòng)速率3mm/min"7mm/min。先在石英棒夾持端生成ー個(gè)附著在棒表面的疏松體圈， 再對(duì)準(zhǔn)圈的底面進(jìn)行沉積。VAD沉積速率為6g/min，疏松體密度約0. 43g/cm3。VAD沉積得到的疏松體外形平整美觀，結(jié)構(gòu)均勻，后續(xù)對(duì)預(yù)制棒的測(cè)試結(jié)果表明VAD沉積區(qū)域的相對(duì)折射率差為-0. 15%。接下來用OVD法以該VAD法沉積得到的石英疏松體為靶棒，采用多組噴燈同時(shí)沉積，以高達(dá)80g/min的沉積速率沉積密度約為0. 52g/cm3的外包層石英玻璃疏松體。最后將預(yù)制棒復(fù)合疏松體垂直置入燒結(jié)爐中，使燒結(jié)為通體透明的光纖預(yù)制棒。最終得到的預(yù)制棒的直徑為80mm，VAD沉積部分直徑與管內(nèi)法材料直徑的比例(圖2所示的B2與A2的比值)等于3，最終光纖預(yù)制棒的直徑與管內(nèi)法玻璃材料區(qū)域直徑的比值是5(圖2所示的C2與A2的比值)。本實(shí)施例中有A2:B2:C2= 1:3: 5，既維持了光纖的精密結(jié)構(gòu)又獲得了較高的制造速率，獲得了質(zhì)量與成本的平衡，換算成光纖的成本約為120元/km。該預(yù)制棒生產(chǎn)出來的抗福射光纖在250nm處的衰減小于0. 4dB/m,在350nm處的衰減小于0. ldB/m,在650nm處的衰減小于10dB/km。實(shí)施例三單模光纖預(yù)制棒。按本發(fā)明方法，采用PCVD法在高純度、低羥基的摻F石英玻璃襯管內(nèi)沉積含Ge的芯區(qū)材料。襯管的羥基含量小于lOppb，相對(duì)折射率差-0. 1%，芯區(qū)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)為階躍型結(jié)構(gòu)。再將沉積管于1800°c -2100°C下熔縮成實(shí)心石英棒，該石英棒的長(zhǎng)度為I. lm。再用VAD法在該石英棒的外表面包覆適量均勻的石英疏松體并燒結(jié)成為實(shí)心中間體預(yù)制棒，祀棒下端懸空，上端被夾具6夾持繞祀棒軸線轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為70r/min, VAD噴燈的燈頭不動(dòng)，石英棒豎直向上移動(dòng)，移動(dòng)速率7mm/mirTl5mm/min。先在石英棒夾持端生成一個(gè)附著在棒表面的疏松體圈，再對(duì)準(zhǔn)圈的底面進(jìn)行沉積。VAD沉積速率為12g/min，疏松體密度約0. 45g/cm3。作為VAD靶棒的石英棒貫穿整個(gè)疏松體，與疏松體燒結(jié)之后的形成的外層透明石英玻璃融為一體，直徑為80mm。如圖3所示，在本實(shí)施例中，PCVD襯管形成摻F內(nèi)包層的一部分，管內(nèi)沉積層形成摻鍺的芯區(qū)。VAD沉積包層玻璃體與該芯區(qū)直徑的比例，即圖3所示的B3與A3的比值等于3.5。VAD沉積得到的疏松體外形平整美觀，結(jié)構(gòu)非常均勻，使得后續(xù)預(yù)制棒的圓度好。該VAD法沉積得到的玻璃體相對(duì)折射率差與襯管相同，也是-0. 1%，與管內(nèi)法制備材料直徑比值3. 5，形成了有力的“阻擋層”，足以保證后續(xù)エ藝可能引入的外圍雜質(zhì)的影響，有利于粘度匹配釋放芯區(qū)的應(yīng)カ從而降低衰減，而且獲得了較高的整體沉積速率。再將該初級(jí)預(yù)制棒置于高溫爐內(nèi)脫水拉伸，該石英棒兩端都被夾持固定在旋轉(zhuǎn)軸上，爐溫設(shè)定在1800°C 2100°C，將該初級(jí)預(yù)制棒用等離子炬熔融拉伸延長(zhǎng)成為直徑40. 4mm的初級(jí)預(yù)制棒，拉伸過程采用光學(xué)尺寸測(cè)試儀精確測(cè)定直徑變化量并將數(shù)據(jù)反饋給エ控機(jī)，實(shí)現(xiàn)預(yù)制棒直徑、弓曲度的精 密控制。再用OVD在初級(jí)預(yù)制棒表面沉積石英疏松體，多組噴燈總的沉積速率達(dá)90g/min。然后將預(yù)制棒復(fù)合疏松體垂直置入脫水/燒結(jié)爐中，使燒結(jié)為通體透明的光纖預(yù)制棒。最終得到的光纖預(yù)制棒的直徑與該預(yù)制棒管內(nèi)法沉積的玻璃材料區(qū)域直徑的比值是7 (圖3所示的C3與A3的比值)。該預(yù)制棒生產(chǎn)出來的光纖在1310nm處的衰減小于0. 340dB/km,在1383nm處的衰減小于0. 333dB/km,在1550nm處的衰減小于0. 210dB/km,在1550nm處的有效面積大于95Mm2,光纖芯圓度小于0. 3%,偏振模系數(shù)典型值小于0. 03ps/km0. 5。本實(shí)施例中有A3:B3:C3= 1:3. 5: 7，既獲得了優(yōu)異的光纖光學(xué)參數(shù)又獲得了較高的制造速率，獲得了質(zhì)量與成本的平衡，換算成光纖的成本約為48元/km，這種性價(jià)比有助于我國(guó)光纖FTTx事業(yè)大力推廣。
權(quán)利要求
1.一種大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于 采用管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法制備芯棒，所述的芯棒包括纖芯層，或纖芯層和部分內(nèi)包層； 以所述的芯棒作為靶棒，采用VAD法在所述的靶棒上制備SiO2疏松體，形成內(nèi)包層或部分內(nèi)包層；得到結(jié)構(gòu)均勻的初級(jí)光纖預(yù)制棒； 將初級(jí)光纖預(yù)制棒作為靶棒，用OVD法沉積SiO2外包層，沉積完成后，將其燒結(jié)成透明的光纖預(yù)制棒。
2.按權(quán)利要求I所述的大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于VAD法后將包覆Si02疏松體的芯棒燒結(jié)致密得到結(jié)構(gòu)均勻的初級(jí)光纖預(yù)制棒。
3.按權(quán)利要求2所述的大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于將所述的初級(jí)光纖預(yù)制棒進(jìn)行熔融拉伸延長(zhǎng)處理。
4.按權(quán)利要求2或3所述的大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于所述的初級(jí)光纖預(yù)制棒直徑與所述的芯棒沉積層最大直徑的比值范圍是2 3. 5，最終光纖預(yù)制棒的直徑與所述的芯棒沉積層最大直徑的比值范圍是4 7。
5.按權(quán)利要求I或2所述的大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于所述的管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法為PCVD法或MCVD法，采用低羥基高純石英玻璃管或是摻有Ge和/或F的石英玻璃管作為襯管，所述襯管的羥基含量要求小于lOOOppb，將沉積完成后的襯管于1800°C至2100°C下熔縮成實(shí)心芯棒。
6.按權(quán)利要求2或3所述的大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于所述的芯棒長(zhǎng)度大于或等于I. 2m。
7.按權(quán)利要求I或2所述的大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于所述的VAD法沉積速率為6g/mirTl2g/min。
8.按權(quán)利要求7所述的大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于所述的VAD法中VAD噴燈的燈頭不動(dòng)，靶棒繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)且豎直向上移動(dòng)，轉(zhuǎn)速為5r/mirTl20r/min，向上移動(dòng)速率 0. 8mm/min 15mm/min0
9.按權(quán)利要求2或3所述的大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于所述的用VAD法制成的初級(jí)光纖預(yù)制棒的直徑大于或等于50_。
10.按權(quán)利要求I或2所述的大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，其特征在于所述的OVD法沉積速率為50g/min 90g/min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種大規(guī)格光纖預(yù)制棒的制備方法，步驟為采用管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法制備芯棒，所述的芯棒包括纖芯層，或纖芯層和部分內(nèi)包層；以所述的芯棒作為靶棒，采用VAD法在所述的靶棒上制備SiO2疏松體，形成內(nèi)包層或部分內(nèi)包層；得到結(jié)構(gòu)均勻的初級(jí)光纖預(yù)制棒；將初級(jí)光纖預(yù)制棒作為靶棒，用OVD法沉積SiO2外包層，沉積完成后，將其燒結(jié)成透明的光纖預(yù)制棒。本發(fā)明結(jié)合了各種沉積工藝的優(yōu)點(diǎn)，合理避開了各工藝的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了高沉積速率、高性能與低成本的統(tǒng)一。本發(fā)明不僅適于制備簡(jiǎn)單剖面的普通單模光纖，更適合制備精密復(fù)雜剖面結(jié)構(gòu)的特種光纖。
文檔編號(hào)C03B37/018GK102757179SQ20121027191
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月2日
發(fā)明者倪先元, 曹蓓蓓, 渠馳, 羅杰 申請(qǐng)人:長(zhǎng)飛光纖光纜有限公司