公开一种光纤，该光纤具有基于二氧化硅的芯体，所述芯体包含选自下组的碱金属氧化物：Ｋ↓［２］Ｏ、Ｎａ↓［２］Ｏ、ＬｉＯ↓［２］、Ｒｂ↓［２］Ｏ、Ｃｓ↓［２］Ｏ以及它们的混合物，所述芯体中碱金属氧化物的平均浓度约为５０－５００重量ｐｐｍ，所述芯体还包含氯和氟，其中，所述芯体中氟的平均浓度大于所述芯体中所述碱金属氧化物的平均浓度，所述芯体中氯的平均浓度大于所述芯体所述碱金属氧化物的平均浓度；和基于二氧化硅的覆层，该覆层包围所述芯体并与芯体直接相邻。通过适当选择在芯体和覆层中的碱金属氧化物的浓度，可获得低损耗光纤。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景相关申请的交叉参考本申请根据35U.S.C.§119(e)要求对2006年6月21日提交的美国临时申请序列号第60/815,732和2006年8月29日提交的美国临时申请序列号第60/840,807享有权益和优先权，这些临时申请的的内容是本申请的依托并且全文通过参考结合于本文中。专利
本专利技术一般性涉及掺杂有碱金属氧化物的光纤以及制造该光纤的方法和设备。
技术介绍
衰减是光纤的主要极限属性。例如，光纤损耗在设定光纤放大器之间的极限距离时起到重要的作用。这一点在此类放大器主要占系统的显著成本并且是影响系统可靠性的主要因素的远距离和超远距离的网络，例如海底应用中特别重要。因此，商业上对将衰减尽可能降至最低水平极有兴趣。专利技术概述本专利技术的一个广义方面涉及光纤，该光纤具有基于二氧化硅的芯体，该芯体包含氟、氯，以及选自下组的碱金属氧化物：K2O、Na2O、LiO2、Rb2O、Cs2O以及它们的混合物。芯体中存在的碱金属氧化物在所述芯体中的平均浓度优选为约50-500重量ppm，更优选为约100-300重量ppm。所述芯体中的氟的平均浓度优选大于所述芯体中碱金属氧化物的平均浓度，所述芯体中氯的平均浓度同样优选大于所述芯体中碱金属氧化物的平均浓度。本文中所用的平均浓度表示在整个芯体上的平均浓度。因此，例如，如果芯体的内50％具有300重量ppm的K2O，并且芯体的外50％具有400重量ppm的K2O，则芯体中K2O的平均浓度为350ppm。-->所述光纤的芯体包含的氯在所述芯体中的平均浓度优选大于约750重量ppm。覆层是基于二氧化硅的覆层，该覆层包围所述芯体，并优选与所述芯体直接相邻。覆层优选含有大于10000ppm的氟。较好地，所述芯体基本不含锗，更优选所述芯体不含锗。在一个优选的实施方式中，所述光纤的芯体包含沿芯体的中心线设置的第一区域，该区域中的氯含量小于100ppm，以及包围所述第一区域的第二芯体区域，该区域中的氯含量大于100ppm。第一区域的最大氟含量还优选大于在所述第二区域中的最小氟含量。所述芯体中的平均氯浓度优选大于500ppm，更优选大于750ppm，甚至更优选大于1000ppm，最优选大于约1500ppm。所述芯体中的平均氟浓度优选大于500ppm，更优选大于750ppm，甚至更优选大于1000ppm，最优选大于约1500ppm。采用本文公开的碱金属氧化物掺杂技术制造的光纤呈现，在1310纳米处的衰减小于约0.30dB/km，在1550纳米处的衰减小于约0.175dB/km；优选在1550纳米处的衰减小于约0.170dB/km，更优选在1550纳米处的衰减小于约0.16dB/km。较好地，光纤的芯体和覆层都含有碱金属氧化物掺杂剂。光纤的覆层玻璃可包含氟(F)。所述光纤具有至少一个芯体段；在一些优选实施方式中，光纤包括多个芯体段。在半径等于光纤模场半径处的碱金属氧化物浓度优选至少约为0.001重量％。本专利技术提出的一种具有芯体的光纤，所述芯体包含选自下组的碱金属氧化物：K2O、Na2O、LiO2、Rb2O、Cs2O以及它们的混合物，其中，所述芯体包含小于20ppb的OH。在以下的详细描述中提出了本专利技术的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言根据所作描述即容易理解，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的本专利技术而被认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都只是本专利技术的示例，用来提供理解要求保护的本专利技术的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对本专利技术的进一步的理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图图示说明了本专利技术的各种实施方式，并与说明书一起用来说明本专利技术的原理和操作。在适当之处，类似的特征注以同样的编号。-->附图简述图1是阶跃率光纤折射率分布的一部分的图示说明，该光纤的碱金属氧化物浓度随该光纤的半径而变化。图2图示说明本专利技术的光纤的例子，示出该光纤的芯体和一部分覆层中的K、Cl和F的浓度。图3图示说明根据本专利技术制造掺杂碱金属氧化物的光纤的方法。图4示出沉积玻璃烟炱(glass soot)的方法。图5示出用碱金属氧化物对玻璃管掺杂的方法。图6示出拉制玻璃棒的工艺。专利技术详述本专利技术涉及低损耗光纤以及该光纤的制造方法。更具体地，本专利技术涉及掺杂有碱金属氧化物掺杂剂的光纤及其制造方法和相关的预制件。本文中使用的以下术语具有以下含义：-模场直径是对单模光纤的端面上光功率的度量，可表示为下式：2ω0＝(λ/π)[2∫I(Φ)sinΦcosΦdΦ)/∫I(Φ)sin3ΦcosΦdΦ]1/2 (1)式中，2ω0是模场直径(因此ω0是模场半径)，λ是光的平均波长，Φ是相对于辐射方向图的中心的角度，这些积分优选从0°至90°进行。例如，可按照ANSI/TIA/EIA-455-191-A-2001的测试程序来测量模场直径。-有效面积如下：Aeff＝2π(∫E2 r dr)2/(∫E4 r dr) (2)式中，积分限为0至∞，E是与所传播的光相关的电场。-相对折射率Δ由等式Δi＝(ni2-nc2)/2ni2定义，式中，ni是该率分布段i的最大折射率，nc是通常取作覆层的最小折射率的参照区中的折射率。相对折射率一般表示为百分率，并且在本文中以术语％Δ表示。除非另外指出，否则％Δ表示芯体相对于覆层的最小折射率而言的最大相对折射率。术语折射率分布或简称为率分布是在光纤的选定部分，通常是芯体上％Δ与半径之间的关系。术语α分布指遵照以下等式的芯体折射率分布，n(r)＝n0(1-[r/a]α) (3)式中，r是芯体半径，a是该分布中的末点，在该分布的首点选择r为零，-->n0是关注的芯体区域的最大折射率，α是定义芯体分布形状的指数(exponent)。其他常见的芯体折射率分布的形状包括：阶跃率，梯形率和圆化的阶跃率(rounded step index)，其中，圆化的原因是在折射率快速变化的区域中掺杂剂的扩散。-芯体指光纤中折射率普遍高于覆层的部分，因此传输的光功率主要通过芯体传播。芯体可包含一个或多个段。单独芯体段的折射率可大于纯的二氧化硅、等于纯的二氧化或小于纯的二氧化硅的折射率。除本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光纤，包括： 基于二氧化硅的芯体，所述芯体包含选自下组的碱金属氧化物：Ｋ↓［２］Ｏ、Ｎａ↓［２］Ｏ、ＬｉＯ↓［２］、Ｒｂ↓［２］Ｏ、Ｃｓ↓［２］Ｏ以及它们的混合物，所述芯体中碱金属氧化物的平均浓度约为５０－５００重量ｐｐｍ，所述芯 体还包含氯和氟，其中，所述芯体中氟的平均浓度大于所述芯体中所述碱金属氧化物的平均浓度，所述芯体中氯的平均浓度大于所述芯体中所述碱金属氧化物的平均浓度；和 基于二氧化硅的覆层，该覆层包围所述芯体并与芯体直接相邻。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-6-21 60/815,732;US 2006-8-29 60/840,807;US1.一种光纤，包括：
基于二氧化硅的芯体，所述芯体包含选自下组的碱金属氧化物：K2O、Na2O、
LiO2、Rb2O、Cs2O以及它们的混合物，所述芯体中碱金属氧化物的平均浓度约
为50-500重量ppm，所述芯体还包含氯和氟，其中，所述芯体中氟的平均浓度
大于所述芯体中所述碱金属氧化物的平均浓度，所述芯体中氯的平均浓度大于
所述芯体中所述碱金属氧化物的平均浓度；和
基于二氧化硅的覆层，该覆层包围所述芯体并与芯体直接相邻。
2.如权利要求1所述的光纤，其特征在于，所述芯体还基本上不含锗。
3.如权利要求2所述的光纤，其特征在于，所述芯体中所述氯的平均浓度
大于约500重量ppm。
4.如权利要求2所述的光纤，其特征在于，所述芯体中所述氟的平均浓度
大于约500重量ppm。
5.如权利要求2所述的光纤，其特征在于，所述芯体中所述氯的平均浓度
大于约500重量ppm，所述芯体中所述氟的平均浓度大于约500重量ppm。
6.如权利要求2所述的光纤，其特征在于，所述光纤的芯体包含沿芯体的
中心线设置的第一区，该区的最小氯含量小于100ppm，以及包围所述第一区
的第二芯体区，该第二区的氯峰值浓度大于500ppm。
7.如权利要求5所述的光纤，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：RR赫拉帕孔，HB马修斯三世，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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