光纤预制件的制造方法、光纤的制造方法以及光纤技术

本发明专利技术提供制造光纤预制件和光纤的方法，以及用该制造光纤的方法而制成的光纤，所述光纤预制件具有所需的折射率分布并能抑制由ＯＨ基的吸收所引起的损耗的增大。通过管内汽相沉积法形成管，使得将要形成为芯的玻璃层和将要形成为包层的一部分的玻璃层沉积在起始管中，每一个所述玻璃层都包含氟、锗、磷和氯中的至少一种，所述起始管由石英玻璃制成，其外径在２０ｍｍ至１５０ｍｍ的范围内，壁厚在２ｍｍ至８ｍｍ的范围内。由此形成的管被塌缩成玻璃棒，在该玻璃棒中，在从所述玻璃棒的表面起至离该表面１ｍｍ深的区域内羟基的浓度为１０重量ｐｐｍ或更低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及制造光纤预制件的方法、由该预制件制造光纤的方法、以及由该方法制成的光纤，所述制造光纤预制件的方法包括以下步骤将玻璃层沉积在由石英玻璃制成的起始管内；以及对该起始管进行塌缩。
技术介绍
在最近的光通信系统中，波分复用(WDM)传输技术已经日益重要。在WDM传输技术中，人们殷切地希望能精确调整光纤色散的波长依赖性，这是因为通过减小所用波段中的色散差异来为每一波长提供均匀的传输特性是很重要的缘故。其中色散的波长依赖性被调整的光纤是(例如)色散位移光纤、非零色散位移光纤、色散平坦光纤和色散补偿光纤。这些光纤具有复杂的折射率分布，其中存在多个最大点和多个最小点。为了在上述这些光纤中获得所需的色散特性，重要的是精确形成折射率分布。适于精确形成折射率分布的方法是(例如)管内汽相沉积法比如MCVD(改进型化学汽相沉积)法或PCVD(等离子体激活化学汽相沉积)法。如由McGraw-Hill图书公司出版的《光纤通信》(国际版1991)的第66页至第67页中所述，MCVD法已经被广泛使用，这是因为利用该方法能够相对容易地获得高质量的光纤预制件的缘故。此外，美国专利No.4820322披露了一种制造光纤的方法，在该方法中，在玻璃棒和作为包层的一部分的外层部分成为一体的同时，对它们一起进行拉丝，所述玻璃棒是通过塌缩由MCVD法沉积有玻璃的管而形成的。顺便提及的是，为了获得高质量的光纤，重要的是防止羟基(OH基)在制造过程中进入玻璃。由于其中色散的波长依赖性被调整的光纤具有复杂的折射率分布，因此该光纤经过复杂的制造过程而形成，从而OH基很可能进入玻璃。如果OH基存在于光纤的光传播区域内，那么光被OH基吸收，从而传输损耗增大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供制造光纤预制件和光纤的方法，并且提供由该方法制造的光纤，用所述方法可以实现所需的折射率分布并抑制由于被OH基吸收而导致的损耗增大。为达到该目的，提供一种制造光纤预制件的方法，该方法包括以下步骤对起始管进行管内汽相沉积，使得将要形成为芯的玻璃层和将要形成为包层的一部分的玻璃层沉积在起始管内，每一个所述玻璃层包含氟、锗、磷和氯中的至少一种，所述起始管由石英玻璃制成，其外径在20mm至150mm的范围内，壁厚在2mm至8mm的范围内，从而形成具有将要形成为芯的玻璃层的管；以及塌缩所述管以便形成玻璃棒，在该玻璃棒中，在从所述玻璃棒的表面起至离该表面1mm深的区域内OH基的浓度为10重量ppm(按重量计的百万分率)或更低。所述OH基的浓度优选为1重量ppm或更低。所述起始管可以是由包含氟的石英玻璃制成的管。所述起始管可以通过沉积细小的玻璃颗粒并随后脱水和固结而形成，并且存在于所述起始管中的OH基的浓度可以是0.01重量ppm或更低。所述起始管沿其整个长度的壁厚不均匀度可以是0.3％或更低，所述起始管的内径不圆度和外径不圆度可以是1％或更低。管内汽相沉积法可以是MCVD法，沉积玻璃层的沉积速率可以是0.4g/min或更高。沉积速率优选是1.0g/min或更高。将要形成为芯的玻璃层与将要形成为包层的一部分的玻璃层的总厚度可以是1mm或更高，并且具有将要形成为芯的玻璃层的管的壁厚可以是8mm或更低。所述玻璃棒的芯的不圆度可以是0.4％或更低，并且存在于所述玻璃棒的中轴线上每10mm长度内的气泡数量可以是一个或更少。所述玻璃棒的用管内汽相沉积法沉积的部分的不圆度可以是1.5％或更低，并且存在于所述玻璃棒的中轴线上每10mm长度内的气泡数量可以是一个或更少。所述塌缩步骤可包括第一加热步骤和第二加热步骤，在第一加热步骤中，具有将要形成为芯的玻璃层的管的一个端部被加热并塌缩，在第二加热步骤中，具有将要形成为芯的玻璃层的管从所述一个端部向另一端被加热并塌缩，并且在第一加热步骤中所述一个端部的表面温度T1可以高于在第二加热步骤中所述管的被加热部分的表面温度T2。用于MCVD法的热源可以是感应电炉、电阻电炉以及等离子体炬中的一种。此外，用于所述塌缩步骤的热源可以是感应电炉、电阻电炉以及等离子体炬中的一种。此外，本专利技术提供了一种制造光纤的方法，该方法包括对根据本专利技术的方法制造的光纤预制件进行拉丝的步骤。在该拉丝步骤中，玻璃棒被插入套管中，并且在所述玻璃棒和所述套管被加热而成一体的同时对它们一起进行拉丝。所述套管是通过沉积细小的玻璃颗粒并随后脱水和固结而形成的，并且存在于所述套管中的OH基的浓度可以是0.01重量ppm或更低。此外，本专利技术提供了一种用本专利技术的制造方法制造的光纤。光纤的偏振模色散可以是0.15ps/km1/2或更低，并且在波长1.38μm处由于被OH基吸收而导致的损耗可以是0.2dB/km或更低。下文将参照附图对本专利技术加以详细说明。为了说明的目的示出了附图，这些附图并不意味着限制本专利技术的范围。附图说明图1示出用本专利技术的方法制造的光纤的横截面图，该横截面垂直于光纤预制件的中轴线。图2是显示图1所示光纤预制件的折射率分布的示意图；图3是示出制造光纤预制件的步骤的流程图，说明了根据本专利技术的实施方式的方法。图4是用于说明MCVD法的示意图。图5是用于说明制造起始管的方法的一个例子的示意图；图6是说明第一加热步骤的示意图；图7是说明第二加热步骤的示意图；图8是示出芯不圆度与用于塌缩的热源类型之间的关系的图；图9是示出关于六氟化硫(SF6)与氯气(Cl2)的混合气体的流速与它的露点之间的关系以及它的流速与OH基浓度之间的关系的图；图10是用于说明测量存在于玻璃棒中的气泡数量的方法的示意图；图11是示出玻璃棒的芯不圆度与光纤预制件的芯不圆度之间的关系的图；图12是示出光纤预制件的芯不圆度与光纤的偏振模色散之间的关系的图；图13是用于说明在使插入套管中的玻璃棒与该套管成为一体的同时进行拉丝的方法的示意图；图14是示出在利用起始管制造光纤且损耗是由OH基的吸收所引起的情况下起始管中氯的浓度与光纤在1.4μm波段的损耗之间的关系的图；图15是示出起始管壁厚与光纤损耗掉的不依赖于波长的成分之间的关系的图；图16是示出过渡金属的吸收谱的一个例子的图；图17是示出用于五重包层光纤的光纤预制件的折射率分布的示意图；图18是示出用于六重包层光纤的光纤预制件的折射率分布的示意图；图19是用于说明玻璃管的壁厚、燃烧器的横动速度(traversespeed)以及沉积在内表面的玻璃层的状态之间的关系的图；图20是示出关于玻璃棒表面上的OH基浓度与由OH基的吸收所引起的在1.4μm波段的损耗之间的关系的计算结果的图； 具体实施例方式下文将参照附图说明本专利技术的实施方式。在附图中，为了避免重复描述，相同的附图标记表示相同的部分。附图中的尺寸比例并不总是精确的。图1示出用本专利技术的方法制造的光纤预制件的横截面图，该横截面垂直于光纤预制件的中轴线。图2是示出光纤预制件1的折射率分布的示意图。光纤预制件1是将要形成为具有复杂折射率分布的光纤(比如色散位移光纤、色散平坦光纤或色散补偿光纤)的光纤预制件。光纤预制件1按照从中心到外部的顺序依次有中心芯14、第一凹陷部分13、环形部分12、第二凹陷部分11以及外包层15。由光纤预制件1形成的光纤的横截面结构与光纤预制件1的横截面结构相同。在图2中，折射率分布曲线14n、13n、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造光纤预制件的方法，包括以下步骤：对起始管进行管内汽相沉积，使得将要形成为芯的玻璃层和将要形成为包层的一部分的玻璃层沉积在所述起始管内，每一个所述玻璃层都包含氟、锗、磷和氯中的至少一种，所述起始管由石英玻璃制成，其外径在２０ｍｍ至１５０ｍｍ的范围内，壁厚在２ｍｍ至８ｍｍ的范围内，从而形成了具有将要形成为芯的玻璃层的管；以及塌缩所述管以便形成玻璃棒，在所述玻璃棒中，在从所述玻璃棒的表面起至离该表面１ｍｍ深的区域内ＯＨ基的浓度为１０重量ｐｐｍ或更低。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐佐木隆，平野正晃，横川知行，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]