单模光纤玻璃预制棒的制造方法技术

包含芯子和包层的单模光纤用玻璃预制件的制备方法，包括：用火焰水解法把玻璃原料的细玻璃颗粒沉积在具有光滑与洁净表面的园柱形籽件的周围，以制成一个细玻璃料的粉尘沉积件，把此籽件从该粉尘沉积件中抽出，将一根玻璃芯棒插入此粉尘沉积件的中空部分，然后使此含有芯子和包层的复合件脱水和烧结，制成一玻璃预制件，再以该预制件拉制出单模光纤，此光纤的传光衰减低，特别是其由于羟基引起吸收所造成的光衰减低．（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及单模光纤用玻璃预制件的一种生产方法，更具体地说，涉及到这样一种生产玻璃预制件的方法，此种预制件可用于制造减少了传光衰减的单模光纤，而这种光纤则包括纯二氧化硅制的芯子和掺有选定添加剂之石英质玻璃的包层。 有几种制造光纤的已知方法，其中之一是使玻璃原料经火焰水解成一种粉尘，同时，此种细微的玻璃粉粒即沉积到一根作为芯料的玻璃棒的周缘，将此种粉尘熔化成由芯子与包层组成的预制件，然后拉制这一玻璃预制件成为光纤。 本专利技术人等曾经提出过如下一种方法，即通过火焰水解法使细的玻璃粉粒沉积到作为芯料的纯石英玻璃棒的周缘上，然后进行脱水处理，并在一包括着含有气态氟的化合物在内的气氛中烧结此种粉尘，使氟掺杂到这样的石英玻璃内，制成一包括芯子与包层的玻璃预制件。 然而，上述这类传统方法都有以下缺点，即从此种玻璃预制件制成的光纤都不辛受到羟基的光吸收影响，即令是芯料，它的表面层及包复材料统统经过彻底的脱水处理也是如此。这样就很难生产出在1.3微米波长附近范围具有低传光衰减的单模光纤，而上述波长范围则是靠近因出现羟基而有大吸收峰的1.39微米波长处。这或许是由于用火焰水解法使细玻璃粉粒沉积到芯料棒的初始阶段中，芯料因受氢氧焰加热而有羟基从芯料表面扩散至其内部所改。 本专利技术的一个目的是提供一种制备玻璃预制件，由此拉制出包含芯子和包层的单模光纤，该光纤具有大为降低的，因羟基引起的传光衰减。 本专利技术的另一个目的是提供一种制备玻璃预制件的方法，从此预制件可以拉制出包含芯子和包层的单模光纤，该光纤具有大为降低的，因羟基引起的传光衰减。 于是本专利技术就提供了这样一种供单模光纤用的包含有芯子和包层的玻璃预制件的制备方法，该方法则包括把玻璃原料的细玻璃粉尘沉积在一个圆柱形籽件的周缘上，而此籽件例如可以是具有光滑和洁净外表面的棒或管，以通过火焰水解来形成细的玻璃材料粉尘层，然后把这种籽件从沉积的粉尘层中抽出，在该粉尘层的中空部位中插入一玻璃芯棒，再对此芯棒和包层的复合件进行脱水和烧结，并有选择地给包层掺杂一种添加剂，而制备出玻璃预制件。 图1示明从本专利技术实施例制造的玻璃预制件拉制成的光纤的折射率分布; 图2示明据本专利技术实施例制备成的玻璃预制件的折射率的分布。 如上所述，本专利技术的方法包括形成一种管形的细玻璃颗粒的粉尘件，把玻璃芯棒插入此粉尘沉积管的中空部位，以形成一种芯子和包层的复合件，然后在适宜的气氛中对此复合件脱水和烧结，使其熔化成玻璃预制件。在烧结阶段，可以有选择的将添加剂加入包层之中。由本专利技术方法所制备的玻璃预制件实质上可用传统方法拉制成单模光纤。 因为在本专利技术的方法中，玻璃芯棒是在粉尘沉积管即包层形成之后插入的，因而防止了羟基扩散进芯子，这种羟基的扩散常发生在传统方法中把包层沉积在芯子上的阶段。此粘附在或含于粉尘沉积管的羟基在脱水和烧结阶段可完全去掉。 传统方法之一包括形成一个含有芯子和包层的粉尘沉积件，这是通过把细玻璃颗粒沉积在一个籽棒上得到的，然后将此沉积件烧结和熔化而得到玻璃预制件。可是用这样的方法，在烧结阶段中任何添加物都不能有选择地加到包层中去。反之，用本专利技术的方法，在烧结阶段可以有选择地将任何一种添加剂加到包层中而制备出玻璃预制件，再从此预制件拉制出单根光纤，此种光纤包含由纯SiO2制的芯子1和含氟的SiO2制的包层2以及由纯石英玻璃制的套管3，并且具有图1所示的折射率分布，且不存在羟基吸收的影响。 作为籽件，可采用石英玻璃、碳和铝一类金属制的棒或管子。以一种适合于该籽件材料的加工方法使此籽件的外周缘变得光滑和洁净。例如，在玻璃籽件件的情况下，它的表面可用机械方法研磨并用氢氧焰等进行火焰抛光。如果是碳或金属件，则可用车床磨光并用细砂纸或磨料打光。 玻璃芯棒最好是纯石英玻璃棒，且最好是抛光过，并在等离子焰加热下拉细到预定的周缘上，因为这样可降低残余的水量。 在籽件的周缘上，细的玻璃粒通过玻璃原料的火焰水解而沉积成粉尘层。这里的火焰水解基本上可以在于一般方法中所采用的相同条件下进行。作为此种玻璃原料的具体例子是SiCl4，GeCl4等。由此产生出的粉尘件的外径最好从100到200毫米。 然后，抽出此种籽件而形成管壮粉尘件。把玻璃芯棒插入此粉尘沉积件的中空部分，而形成芯子和粉尘沉积件即包层的复合件，此复合件在适当气氛下脱水和烧结，以形成一个包含芯子和包层的玻璃预制件。此种烧结方法依常规方法中的相同方式进行。例如，将此复合件在惰性气体(例如氦气)气氛中在1300到1700℃，最好是在1400到1700℃的温度范围内烧结。为了往包层中加入添加物，上述气氛中应含有这类添加物。此种添加物可以是任何通常用的添加物之一(如SF6、CF4、CCl2F2、SiF4、BF3BCl3等)。下面例子示出优选的制备条件。 玻璃预制件本身可用已知方法拉制成一根包含有芯子和包层的光纤。 可为上述玻璃预制件配备一套管，使之熔化而产生一芯子/包层/套管的复合件，将此复合件拉制成一根由芯子、包层和外套组成的光纤。 本专利技术将通过下例实施例作详细解释。 实施例 外径为8毫米的石英棒经火焰抛光，使其表面光滑作为籽件。 把SiCl4引入并由喷射到此籽件表面上的氢氧焰所水解。籽件围绕它自身的轴线旋转并作水平移动，于是所形成的SiO2玻璃颗粒即沉积在该籽件的周缘上，形成一个外径为180毫米的粉尘件。然后，将籽件抽出，即形成一管状的粉尘沉积件。 另外，将一根8毫米直径的纯石英玻璃用等离子焰进行火焰抛光，然后插入到上述粉尘沉积件的中空部分，制成一个纯石英玻璃棒和管状粉尘沉积件的复合构件。 将此复合构件脱水，在含有流速为5000毫升/分钟的氦和流速为50毫升/分钟的氯以及流速为200毫升/分钟的SF6的混合气体中，于1300℃温度以下3毫米/分钟的较低速度加入氟。然后将此复合构件在氦气流为10000毫升/分钟，温度为1650℃之下，以4毫米/分钟的较低速度烧结，使其变成透明态。 这样产生的透明玻璃预制件具有图2所示的折射率分布曲线，此预制件中，芯子和包层间的折射率差为0.30，而包层直径同芯子直径之比为8.0。 作为包围上述玻璃预制件的外套是一个石英管，此芯子/包层/外套复合件在2100℃下拉丝，成为一根外径125微米，包层直径56微米，芯子直径7微米的光纤，具有如图1所示的折射率分布。 这样拉制成的光纤，其传衰减在1.3微米波长约为1分贝/公里，这就事说此种光纤是一优异的单模光纤。 比较例 籽件材料采用与上述施例中相同的纯石英玻璃棒。细玻璃颗粒按以上实施例中相同的方式沉积在该籽件材料之外周。将这样形成的复合件脱水，并按与实施例同样方式加入氟，而制成一玻璃预制件，再按与实施例同样方式以此预制件拉制成光纤。此种光纤因羟基引起的吸收，在波长为1.39微米时，使传光衰减大于50分贝/公里;而在波长为1.30微米时，由于受到1.39微米处吸收峰的影响，使传光衰减大于2分贝/公里。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供含有芯子和包层的单模光纤用玻璃预制件的制备方法，此方法包括：用火焰水解法把玻璃原料的细玻璃颗粒沉积在具有光滑与洁净表面的圆柱籽件的周围，以制成一种细玻璃料的粉尘沉积件，把上述籽件从此粉尘沉积件中抽出，将一根玻璃芯棒插入该粉尘沉积件的中空部分，然后将含有芯子和包层的此种复合件脱水和烧结，而制备成一玻璃预制件。

【技术特征摘要】
1、一种供含有芯子和包层的单模光纤用玻璃预制件的制备方法，此方法包括用火焰水解法把玻璃原料的细玻璃颗粒沉积在具有光滑与洁净表面的圆柱籽件的周围，以制成一种细玻璃料的粉尘沉积件，把上述籽件从此粉尘沉积件中抽出，将一根玻璃芯棒插入该粉尘沉积件的中空部分，然后将含有芯子和包层的此种复合件脱水和烧结，而制备成一玻璃预制件。2、按照权利要求1中的方法，其中所述的芯子和包层组成的复合件在含有一种添加物的气氛下烧结，以使...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中豪太郎，水谷太，吉冈直树，金森弘雄，
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]