用于石英玻璃沉积管的连续焙烧方法技术

本发明专利技术公开了一种用于石英玻璃沉积管的连续焙烧方法。公开了一种在１５５０纳米波长下具有小于０．２５ｄＢ／ｋｍ衰减的光纤。该光纤由已经在９００℃至１２００℃之间热处理至少１１５小时的石英沉积管形成。

Continuous roasting method for quartz glass deposition tube

The invention discloses a continuous roasting method for a quartz glass deposition tube. An optical fiber having a attenuation of less than 0.25dB / km at a wavelength of 1550 nm is disclosed. The optical fiber is formed from a quartz deposition tube that has been thermally treated between 900 and 1200 DEG C for at least 115 hours.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在真空下热处理 一 段连续时间的石英玻璃管材，以及由这种连续玻璃管材制成的、在1550纳米波长下具有减小的吸收峰 值的制品。
技术介绍
光纤的关键性能参数包括衰减(例如，能量损耗)、色散和模场 直径。衰减是指在光运送介质长度上信号强度或光功率的降低。由 于衰减，传输信号会减弱，必须进行增强或中继(repeat)。光纤衰 减以每千米的分贝值(db/km)来计量，其根据波长而变化。电信行业的衰减规范变得日益严格。与其他传输介质(即，铜、 同轴电缆等)相比，光纤具有非常低的衰减要求，对于标准单模光 纤(SSMF)来说，在1385纳米波长下典型地为0.35 dB/km。在1550 纳米波长下衰减要求甚至更低，典型地为0.25 dB/km。低衰减使得 传输光信号能够传送超过100千米而无需再生或放大。光纤中的衰减可由若干不同因素造成，但主要是散射和吸收的结 果。由于玻璃结构中分子级不规则性而造成的光散射决定衰减曲线 的大体形状，称为瑞利散射(Rayleigh scattering )。由在纤芯和内包 层内例如金属或水离子的残留材料所吸收的光导致进一 步的衰减。在1385纳米波长下的强吸收归因于光纤中存在的羟基。例如美 国专利公开号2005/0120751 Al所述，在使用化学气相沉积(CVD ) 法形成玻璃预制件的过程中，玻璃中的氢原子在玻璃层中形成OH-键，由此不利地影响到由该预制件拉制的光纤的传输光谱，尤其是 在1240纳米和1385纳米的波长下。美国专利号3,782,914公开了一 种在70(TC至120(TC处、在小于6小时内热处理包含掺杂的二氧化硅(Si02)芯和掺杂或未掺杂的二氧化硅(Si02)包层的光波导管的方法。这样的热处理据称可以氧化被还原的掺杂氧化物，从而降低衰减。此外，人们认为过渡金属及其同空位和杂质的相互作用会影响光纤中的波长和吸收系数。例如，美国专利号7,092,610公开了在光纤 中加入控制量的过渡金属(即，钴、镍、铬、钒、铁、锰、铊和铥) 作为掺杂物来衰减光信号(例如，在光学衰减器或光学终端装置中)。为了降低在1550纳米波长下的衰减，美国专利号6,952,516公开 了一种抗氢(hydrogen-proof)处理方法，即将光纤保持在装有D2 (重氩)的处理罐中一段连续时间(例如，3小时或更长)。美国专利号6,799,440提出了一种通过处理用于制造玻璃预制件 的石英沉积管，随后将其本身制成光纤来改善光纤衰减的方法。该 专利公开了 一种在D2气氛中熔化石英管以获得降低的光纤衰减的方 法。另外，该专利公开了在熔化沉积管之前，可以由在D2气氛中预 处理过的石英砂形成沉积管。尽管如上所述，仍然需要符合电讯市场严格要求的高质量光纤。 特别是相应地需要高质量的玻璃沉积管，其有助于使用较少量的内 包层材料来形成光学预制件和光纤。
技术实现思路
由此，本专利技术的 一 个方面涉及便于实现具有改善衰减特性的光纤 的石英管。在一个示例性实施方式中，本专利技术包括在1385纳米和/ 或1550纳米波长下具有小于约0.28 dB/km衰减的光纤。本专利技术的另 一 方面涉及处理石英管使所形成的光纤具有降低的 衰减特性的方法。在一个示例性实施方式中，该方法包括在约900 。C至1200。C焙烧石英沉积管至少115小时。本专利技术的前述以及其他特征和优点及其实现方式，在下列详述及 其附图中将得到进一步明确。附图说明图1示意性显示了示例性光纤的横截面。图2示意性显示了通过改进的化学气相沉积(MCVD)形成玻璃预制件。图3示意性显示了通过等离子化学气相沉积(PCVD)形成玻璃 预制件。图4示意性显示了由玻璃预制件拉制光纤。 具体实施例方式在一个实施方式中，本专利技术包括热处理前体石英玻璃沉积管一段 连续时间以改善沉积管光学质量的方法。其后，热处理过的玻璃沉 积管形成玻璃预制件。根据本专利技术的连续焙烧可以降低必须沉积到玻璃沉积管内表面 上的材料量，以形成将成为所得光纤的内包层的足够厚的沉积物 (即，玻璃状炱(glassy soot))层。实际上，4艮据本专利技术的方法通 过首先获得改善的石英玻璃衬底(即，沉积管)，在光学预制件形 成中获得生产效益。由所形成的玻璃预制件(即，收缩的、热处理过的石英玻璃沉积 管)拉制成的光纤具有在1550纳米波长下小于0.25 dB/km的优良的、 降低的衰减，且b/a比率为3.0或更小。如本领域普通技术人员所理 解的，b/a比率描述了内包层外径和纤芯直径的关系。关于此点以及 如图1所述，b/a比率可对于玻璃预制件或其所得光纤来确定，光纤 毫无疑问地会保持玻璃预制件的相对几何形状。用于本文中时，可以使用近似措辞来修饰可发生变化的任何量的 表述，而不导致相关的基本功能发生改变。由此，通过术语例如"约" 和"基本上，，来修饰的值可以不被限制于某些情况下所述的精确值。用于本文中时，术语"管，，或"管材，，可以可交换用来指代由熔 凝石英玻璃制成的拉长的产品，其作为沉积管或村底管用于制造石 英预制件，随后制成光纤产品。用于本文中时，术语"焙烧的"可以同"热处理的，，、"真空焙烧的，，或"热处理"可互换用来指代石英管被加热到至少90(TC温度 的过程。这样的热处理可在真空环境下或在存在一种或多种惰性气 体(例如，氦)或特殊气体(例如，D2)的情况下发生。在本文中，尽管术语可能用来表示不同材料的合成物或制品(例 如，不同的二氧化硅浓度)，术语"玻璃，，可同"石英玻璃"或"石 英"或"熔凝石英"可交换使用，来指代通过熔化包括天然或合成 砂(二氧化硅)的混合物形成的合成物、部分、产品或制品。根据 本专利技术的管材可以使用天然砂和/或合成砂，从而术语"玻璃"用于 表示包括天然存在的结晶二氧化硅(例如，砂或岩石)、合成所得 二氧化硅(石英)或两者混合物的合成物。术语"砂，，可以同"二 氧化硅，，可交换使用，以表示天然砂、合成砂或者两者的混合物。如本领域普通技术人员所知，光纤由二氧化石圭通过两种方法中的 任何一种制成。第 一种是坩埚法，其中熔化粉状二氧化硅。坩埚法现在很少用到， 用于制造相对较粗的多模光纤，该光纤适于许多光波信号的短距离传输。第二种是气相沉积法，其形成纤芯和包层材料的圆柱固体，然后 加热并拉制成适于远距离通信的细光纤。有各种气相沉积工艺，包 括^旦不限于外部气相沉积、气相轴向沉积、改进的化学气相沉积 (MCVD)和等离子气相沉积(PCVD) 。 MCVD是其中最常用的制 造工艺之一，可得到很适用于长距离电缆的低损耗光纤。在许多沉 积方法中(例如，MCVD和PCVD) , 4吏用中空石英沉积管作为起 始原料来制造圆柱形光学预制件。连续的光纤(例如，300千米或更 长)可由光学预制件拉出。如图2示意性描述了示例性MCVD方法中，纯氧和各种化学蒸 汽的气流导入石英沉积管，以使特定配制的二氧化硅连续层沉积3 'J 沉积管的内表面上。当氧接触到管的热表面时一沉积管下面的火焰 保持其壁非常热一形成高纯度的二氧化硅。通过这种方法，玻璃状炱层沉积在沉积管内部。于是，收缩沉积管以形成光纤预制件然后 拉制光纤之后，沉积的炱对应光纤的芯，石英沉积管对应于光纤的 外套或包层。这些在图1中示意性描述。如图3示意性描述了示例性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热处理石英沉积管的方法，其中所述热处理在９００℃至１２００℃的温度下进行至少１２５小时。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐光军，曾强，丹尼斯罗伯特西蒙斯，罗布休伯塔斯马瑟斯德克斯，伊沃弗莱默，塞德里克戈内，
申请(专利权)人：德雷卡通信技术公司，迈图高新材料集团，徐光军，曾强，丹尼斯罗伯特西蒙斯，罗布休伯塔斯马瑟斯德克斯，伊沃弗莱默，塞德里克戈内，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]