光纤用预制件的制造方法技术

本发明专利技术涉及光纤用预制件的制造方法，该方法包括以下顺序的步骤：i)将非玻璃化氧化硅层沉积在中空基管的内表面上；ii)在中空基管内侧将玻璃化氧化硅层沉积在步骤i)中沉积的非玻璃化氧化硅层的内表面上；iii)从在步骤ii)中沉积的玻璃化氧化硅层和在步骤i)中沉积的非玻璃化氧化硅层除去中空基管，以获得沉积管；iv)任选地，将在步骤iii)中获得的所述沉积管收缩，以获得从外周至中央包括至少一层内光学包层和光学芯的沉积棒；v)通过以下步骤制备中间层：*使用玻璃形成前体在外反应区中用火焰水解工艺将非玻璃化氧化硅层沉积在步骤iii)中获得的沉积管或者在步骤iv)中获得的沉积棒的外侧表面上，并且随后地；*将所述非玻璃化氧化硅层干燥和固结成玻璃化氟掺杂的氧化硅中间包层；和*在省略前面的步骤iv)的情况下收缩；从而提供从外周至中央包括中间层、至少一层内光学包层和光学芯的实心棒；其中在沉积和/或干燥和/或固结期间使用含氟气体，并且其中中间层具有至少3.5的中间包层的外径(C)与光学芯的外径(A)之间的比例；vi)通过在外沉积区中使天然氧化硅颗粒熔融，将天然氧化硅沉积在步骤v)中获得的实心棒的中间包层的外侧表面上，以产生外包层，从而获得预制件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光纤用预制件的制造方法
本专利技术涉及光纤用预制件(preformforopticalfibers)的制造方法。此外，本专利技术涉及由此获得的预制件和由预制件获得的光纤。本教导涉及借助于其中将氧化硅的层沉积在基材上的化学气相沉积(CVD)来制造光纤的领域；所述化学气相沉积的实例为改进的化学气相沉积(MDVD)、等离子体增强的化学气相沉积(PECVD或PCVD)、和外部气相沉积(OVD)。
技术介绍
从本申请人的WO2015/002530已知初级预制件前体的制造方法，其中该方法包括以下步骤：i)提供中空基管；ii)借助于电磁辐射在所述中空基管的内部(interior)生成具有第一反应条件的第一等离子体反应区，以实现非玻璃化氧化硅层(non-vitrifiedsilicalayers)在所述中空基管的内表面上的沉积，和随后地；iii)借助于电磁辐射在所述中空基管的内部生成具有第二反应条件的第二等离子体反应区，以实现玻璃化氧化硅层(vitrifiedsilicalayers)在步骤ii)中沉积的非玻璃化氧化硅层上的沉积；iv)从在步骤iii)中沉积的玻璃化氧化硅层和在步骤ii)中沉积的非玻璃化氧化硅层除去中空基管，以获得沉积管。由于双重约束，使得难以以充分的质量获得商购可得的基管；首先，基管必须具有一定纯度的所用玻璃，其次，基管必须提供一定尺寸的外径和内径，并且这些尺寸相对于基管的长度必须在非常窄的差数(margins)内。基管变为预制件的一部分，因此将最终处于光纤中；纯度必须充分地高以避免光信号的衰减。
技术实现思路
一方面，本专利技术涉及光纤用预制件的制造方法，该方法包括以下顺序的步骤：i)通过借助于电磁辐射在中空基管的内部生成的具有第一反应条件的内等离子体反应区，将非玻璃化氧化硅层沉积在所述中空基管的内表面上；ii)通过借助于电磁辐射在中空基管的内部生成的具有第二反应条件的内等离子体反应区，在所述中空基管内侧(inside)将玻璃化氧化硅层沉积在步骤i)中沉积的非玻璃化氧化硅层的内表面上，以从外周至中央形成至少内光学包层(inneropticalcladdinglayer)和光学芯层(opticalcorelayer)；iii)从在步骤ii)中沉积的玻璃化氧化硅层和在步骤i)中沉积的非玻璃化氧化硅层除去中空基管，以获得沉积管；iv)任选地使在步骤iii)中获得的所述沉积管收缩(collapsing)，以获得从外周至中央包括至少一层内光学包层和光学芯的沉积棒；v)通过以下步骤制备中间层：*使用玻璃形成前体(glass-formingprecursors)在外反应区中用火焰水解工艺，将非玻璃化氧化硅层沉积在步骤iii)中获得的沉积管或者在步骤iv)中获得的沉积棒的外侧表面(outsidesurface)上，并且随后地；*将所述非玻璃化氧化硅层干燥并且固结(consolidating)成玻璃化氟掺杂的氧化硅中间包层；和*在省略前面的步骤iv)的情况下收缩；从而提供从外周至中央包括中间层、至少一层内光学包层和光学芯的实心棒；其中在沉积和/或干燥和/或固结期间使用含氟气体，并且其中中间包层的外径(C)与光学芯的外径(A)之间的比例为至少3.5；vi)通过在外沉积区中使天然氧化硅颗粒熔融，将天然氧化硅沉积在步骤v)中获得的实心棒的中间包层的外侧表面上，以产生外包层(outercladding)，从而获得预制件。在所附权利要求和以下详细描述中公开本专利技术的更多方面和实施方案。附图说明图1为根据本专利技术的预制件的截面。定义在本说明书和权利要求中使用以下定义来限定所述主题。以下未引用的其它术语意在具有本领域普遍接受的含义。-本说明书中使用的“中空基管”是指：优选地，内部具有空腔的细长管。在预制件的制造期间，所述管的内侧可以设置(或涂布)有多个玻璃层。-本说明书中使用的“预制件”是指：可以直接用于由其拉制光纤的实心棒(实心复合预制件)或最终预制件。-本说明书中使用的“沉积管”是指：包括玻璃化氧化硅层的中空管；所述氧化硅层沉积在随后被除去的基管的内侧。换言之，基管不形成沉积管的一部分。-本说明书中使用的“沉积棒”是指：通过使沉积管收缩而获得的实心棒。基管不形成沉积棒的一部分。-本说明书中使用的“内表面(innersurface)”是指：中空基管的内侧表面或内部表面。-本说明书中使用的“氧化硅”是指：SiOx形式的任何物质，而不管是否为化学计量的，并且不管是否为结晶的或无定形的。-本说明书中使用的“合成氧化硅”是指：无定形氧化硅；它由其中包含硅原子的前体与氧反应以形成氧化硅的化学合成反应而获得。合成氧化硅的纯度高于天然氧化硅。合成氧化硅的成本高于天然氧化硅。它可以已知为SAS(合成无定形氧化硅)。-本说明书中使用的“天然氧化硅”是指：例如石英或水晶石形式等的在自然界中产生的结晶氧化硅。例如将其研磨(ground)或碾磨(milled)以获得天然氧化硅的颗粒。可以使用通过激光衍射技术测量的粒径至多(upto)400微米的颗粒的粒度分布为95％的天然氧化硅的颗粒。在本说明书中将其称为微细天然氧化硅。天然氧化硅的成本低于合成氧化硅。-本说明书中使用的“玻璃形成前体”是指：在沉积工艺期间使用以与氧反应从而形成可以转化成玻璃层的氧化物的反应性化合物或组合物。其实例为如SiCl4等卤化硅，或者如八甲基环四硅氧烷(OMCTS)等环聚二甲基硅氧烷。-本说明书中使用的“含氟气体”是指：包含氟和/或一种以上的氟化化合物的气体，所述氟化化合物是包括至少一个键合氟原子的化合物，例如，氟化烃或六氟化硫(SF6)。-本说明书中使用的“掺杂玻璃层”是指：包含掺杂剂的玻璃层，所述掺杂剂是存在于光纤的玻璃中并且对所述玻璃的折射率有影响的化合物或组合物。其可以例如为负掺杂剂(downdopant)，即，降低折射率的掺杂剂，如氟或硼(例如作为前体以F2、C2F8、SF6、C4F8或BCl3的形式引入)。其可以例如为正掺杂剂(updopant)，即，提高折射率的掺杂剂，如锗(例如，作为前体以GeCl2(二氯化锗)或GeCl4(四氯化锗)的形式引入)。掺杂剂可以以玻璃的间隙子(interstices)的形式存在于玻璃中(例如在F的情况下)，或者它们可以作为氧化物存在(例如在锗、铝、磷或硼的情况下)。氟-掺杂的氧化硅是指掺杂有氟掺杂剂的氧化硅。-本说明书中使用的“掺杂剂的前体”是指：当引入或转化成玻璃时，可能在与氧反应之后，变成对玻璃的折射率有影响的掺杂剂的化合物或组合物。-本说明书中使用的“非玻璃化氧化硅”或“粉尘(soot)”是指：不完全玻璃化(＝不玻璃化或部分玻璃化)的氧化硅。它可以是未掺杂的或掺杂的。-本说明书中使用的“玻璃化氧化硅”或“玻璃”是指：通过氧化硅的玻璃化而产生的玻璃状物质。它可以是未掺杂的或掺杂的。未掺杂的玻璃化合成氧化硅也已知为熔凝石英(fusedquartz)或熔凝氧化硅，并且具有高纯度，并且主要包括无定形SiO2；其可以以至多1500ppm的量包含氯，并且仍被认为是未掺杂的。玻璃化天然氧化硅由天然氧化硅颗粒或粉末来制备，并且包含几种杂质。-本说明书中使用的“反应区”是指：其中在有或没有掺杂剂的前体的情况下玻璃形成前体反应，和/或其中发生沉积的区或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤用预制件的制造方法，所述方法包括以下顺序的步骤：i)通过借助于电磁辐射在中空基管的内部生成的具有第一反应条件的内等离子体反应区，将非玻璃化氧化硅层沉积在所述中空基管的内表面上；ii)通过借助于电磁辐射在所述中空基管的内部生成的具有第二反应条件的内等离子体反应区，在所述中空基管内侧将玻璃化氧化硅层沉积在步骤i)中沉积的所述非玻璃化氧化硅层的内表面上，以从外周至中央形成至少内光学包层和光学芯层；iii)从在步骤ii)中沉积的所述玻璃化氧化硅层和在步骤i)中沉积的所述非玻璃化氧化硅层除去所述中空基管，以获得沉积管；iv)任选地，使在步骤iii)中获得的所述沉积管收缩，以获得从外周至中央包括至少一层内光学包层和光学芯的沉积棒；v)通过以下步骤制备中间层：*使用玻璃形成前体在外反应区中用火焰水解工艺将非玻璃化氧化硅层沉积在步骤iii)中获得的所述沉积管或者在步骤iv)中获得的所述沉积棒的外侧表面上，并且随后地；*将所述非玻璃化氧化硅层干燥和固结成玻璃化氟掺杂的氧化硅中间包层；和*在省略前面的步骤iv)的情况下收缩；从而提供从外周至中央包括所述中间层、至少一层内光学包层和光学芯的实心棒；其中在沉积和/或干燥和/或固结期间使用含氟气体，并且其中所述中间层具有至少3.5的中间包层的外径(C)与所述光学芯的外径(A)之间的比例；vi)通过在外沉积区中使天然氧化硅颗粒熔融，将天然氧化硅沉积在步骤v)中获得的所述实心棒的所述中间包层的外侧表面上，以产生外包层，从而获得预制件。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光纤用预制件的制造方法，所述方法包括以下顺序的步骤：i)通过借助于电磁辐射在中空基管的内部生成的具有第一反应条件的内等离子体反应区，将非玻璃化氧化硅层沉积在所述中空基管的内表面上；ii)通过借助于电磁辐射在所述中空基管的内部生成的具有第二反应条件的内等离子体反应区，在所述中空基管内侧将玻璃化氧化硅层沉积在步骤i)中沉积的所述非玻璃化氧化硅层的内表面上，以从外周至中央形成至少内光学包层和光学芯层；iii)从在步骤ii)中沉积的所述玻璃化氧化硅层和在步骤i)中沉积的所述非玻璃化氧化硅层除去所述中空基管，以获得沉积管；iv)任选地，使在步骤iii)中获得的所述沉积管收缩，以获得从外周至中央包括至少一层内光学包层和光学芯的沉积棒；v)通过以下步骤制备中间层：*使用玻璃形成前体在外反应区中用火焰水解工艺将非玻璃化氧化硅层沉积在步骤iii)中获得的所述沉积管或者在步骤iv)中获得的所述沉积棒的外侧表面上，并且随后地；*将所述非玻璃化氧化硅层干燥和固结成玻璃化氟掺杂的氧化硅中间包层；和*在省略前面的步骤iv)的情况下收缩；从而提供从外周至中央包括所述中间层、至少一层内光学包层和光学芯的实心棒；其中在沉积和/或干燥和/或固结期间使用含氟气体，并且其中所述中间层具有至少3.5的中间包层的外径(C)与所述光学芯的外径(A)之间的比例；vi)通过在外沉积区中使天然氧化硅颗粒熔融，将天然氧化硅沉积在步骤v)中获得的所述实心棒的所述中间包层的外侧表面上，以产生外包层，从而获得预制件。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述中间层掺杂有至少1100ppm的氟、优选至少1800ppm的氟、更优选至少2400ppm的氟。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤v)中在所述非玻璃化层的固结期间使用所述含氟气体，和/或其中所述含氟气体选自由SiF4、SF6、CF4、和C2F6组成的组，优选SF6和C2F6。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中C/A比例为至少4.0，优选为至少4.2。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·戈内特，A·阿迪格拉特，F·寇其尼，A·舒亚弗，I·米莉瑟维克，M·J·N·范·斯特，G·克拉比希斯，
申请(专利权)人：普睿司曼股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT