專利名稱：用于制備光纖預(yù)制件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制備光纖預(yù)制件的方法。
背景技術(shù)：
日本未審查專利申請(qǐng)公開(PCT申請(qǐng)的譯文)No. 2007-504080和2009-541796以及美國(guó)專利申請(qǐng)公開No. 2005/0144986描述了由二氧化硅基玻璃構(gòu)成的光纖，所述光纖的每一個(gè)都包括摻雜有堿金屬的芯區(qū)。使用數(shù)百至數(shù)百萬(wàn)原子ppm濃度的堿金屬摻雜光纖預(yù)制件的芯部分降低了光纖預(yù)制件拉伸期間芯部分的粘度。這使得二氧化硅玻璃的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)松弛，從而減少了通過(guò)拉伸預(yù)制件而制備的光纖的瑞利散射損耗。作為使二氧化硅玻璃摻雜堿金屬的方法，已知的是擴(kuò)散法。在擴(kuò)散法中，將作為原料的堿金屬或堿金屬鹽(如，KBr或KI)的蒸氣與氧氣一起供給入由二氧化硅基玻璃構(gòu)成的玻璃管，同時(shí)利用外部熱源將該玻璃管加熱到1500°C至2000°C，或在該玻璃管中產(chǎn)生等離子體。由此，通過(guò)擴(kuò)散使玻璃管的內(nèi)表面摻雜堿金屬元素。在使玻璃管摻雜堿金屬之后，縮小所得玻璃管的直徑。在直徑縮小之后，對(duì)玻璃管的內(nèi)表面進(jìn)行腐蝕，從而除去在使玻璃管摻雜堿金屬元素的過(guò)程中摻入的作為污染物的過(guò)渡金屬，例如Ni和Fe。在腐蝕之后，使玻璃管塌縮，從而形成堿金屬摻雜芯棒。在堿金屬摻雜芯棒的外側(cè)形成包層部分，從而制得光纖預(yù)制件。對(duì)光纖預(yù)制件進(jìn)行拉伸，從而制得光纖。對(duì)于含有堿金屬的二氧化硅玻璃，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低到1000°C至1400°C，并且結(jié)晶速率高。因而，在制備光纖預(yù)制件時(shí)，在加熱和冷卻摻雜有堿金屬的玻璃的步驟中，所述玻璃可能結(jié)晶，從而不利地降低令人滿意的光纖預(yù)制件的產(chǎn)率。在通過(guò)氣相法形成高純度二氧化硅玻璃制品的情況下，在用氯氣干燥二氧化硅玻璃煙炱制品的步驟中，二氧化硅玻璃制品被氯污染。二氧化硅玻璃中氯和堿金屬的反應(yīng)形成堿金屬氯化物。堿金屬氯化物不包含于二氧化硅玻璃的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。因而，堿金屬氯化物在光纖預(yù)制件制備過(guò)程中產(chǎn)生氣泡或充當(dāng)結(jié)晶核。在光纖預(yù)制件(尤其是芯部分)中氣泡和結(jié)晶核的存在導(dǎo)致通過(guò)拉伸光纖預(yù)制件而制備的光纖的衰減增加。具體而言，在腐蝕二氧化硅玻璃管的內(nèi)表面的腐蝕步驟中，在高濃度的堿金屬氧化物暴露于二氧化硅玻璃管內(nèi)表面的情況下加熱該二氧化硅玻璃管，從而使氣泡和晶體可能形成。通過(guò)拉伸這種光纖預(yù)制件而制備的光纖的衰減高，其中所述的光纖預(yù)制件包括具有氣泡和結(jié)晶的芯部分。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備光纖預(yù)制件的方法，其中所述的光纖預(yù)制件合適地用于制備衰減低的光纖。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種用于制備包括芯部分和包層部分的光纖預(yù)制件的方法，所述光纖預(yù)制件由二氧化硅基玻璃構(gòu)成，所述方法包括腐蝕步驟，其中，在使腐蝕氣體流入內(nèi)表面摻雜有堿金屬元素的二氧化硅基玻璃管的同時(shí)，使用沿所述玻璃管的縱向連續(xù)移動(dòng)的熱源對(duì)所述玻璃管進(jìn)行加熱，從而使所述玻璃管的所述內(nèi)表面部分中擴(kuò)散有堿金屬元素的區(qū)域的大于或等于5%的厚度被腐蝕掉；和在所述腐蝕步驟之后的塌縮步驟，其中，使用沿所述玻璃管的縱向連續(xù)移動(dòng)的熱源對(duì)所述玻璃管進(jìn)行加熱使其塌縮，從而形成第一玻璃棒，所述第一玻璃棒將被制成光纖的芯部分或芯部分的一部分，其中所述玻璃管的最高堿金屬濃度為500原子ppm至20，000原子ppm,最高氯濃度為0原子ppm至1000原子ppm,并且最高氟濃度為0原子ppm至10，000原子ppm,并且在所述腐蝕步驟中，所述玻璃管的外表面的最高溫度在1900°C至2250°C范圍內(nèi)，并且將加熱時(shí)間設(shè)定為等于
或少于由下式給定的時(shí)間，單位為分鐘
權(quán)利要求
1.一種用于制備包括芯部分和包層部分的光纖預(yù)制件的方法，所述光纖預(yù)制件由二氧化娃基玻璃構(gòu)成,所述方法包括 腐蝕步驟，其中，在使腐蝕氣體流入內(nèi)表面摻雜有堿金屬元素的二氧化硅基玻璃管的同時(shí)，使用沿所述玻璃管的縱向連續(xù)移動(dòng)的熱源對(duì)所述玻璃管進(jìn)行加熱，從而使所述內(nèi)表面部分中擴(kuò)散有堿金屬元素的區(qū)域的大于或等于5%的厚度被腐蝕掉；和 在所述腐蝕步驟之后的塌縮步驟，其中，使用沿所述玻璃管的縱向連續(xù)移動(dòng)的熱源對(duì)所述玻璃管進(jìn)行加熱使其塌縮，從而形成第一玻璃棒，所述第一玻璃棒將被制成光纖的芯部分或芯部分的一部分， 其中所述玻璃管的最高堿金屬濃度為500原子ppm至20，000原子ppm,最高氯濃度為 O原子ppm至1000原子ppm,并且最高氟濃度為O原子ppm至10，000原子ppm,并且 在所述腐蝕步驟中，所述玻璃管的外表面的最高溫度在1900°C至2250°C范圍內(nèi)，并且將加熱時(shí)間設(shè)定為等于或少于由下式給定的時(shí)間，單位為分鐘
2.一種用于制備包括芯部分和包層部分的光纖預(yù)制件的方法，所述光纖預(yù)制件由二氧化娃基玻璃構(gòu)成,所述方法包括 腐蝕步驟，其中，在使腐蝕氣體流入內(nèi)表面摻雜有堿金屬元素的二氧化硅基玻璃管的同時(shí)，使用沿所述玻璃管的縱向連續(xù)移動(dòng)的熱源對(duì)所述玻璃管進(jìn)行加熱，從而使所述內(nèi)表面部分中擴(kuò)散有堿金屬元素的區(qū)域的大于或等于5%的厚度被腐蝕掉；和 在所述腐蝕步驟之后的塌縮步驟，其中，使用沿所述玻璃管的縱向連續(xù)移動(dòng)的熱源對(duì)所述玻璃管進(jìn)行加熱使其塌縮，從而形成第一玻璃棒，所述第一玻璃棒將被制成光纖的芯部分或芯部分的一部分， 其中所述玻璃管的最高堿金屬濃度為500原子ppm至20，000原子ppm,最高氯濃度為O原子ppm至1000原子ppm,并且最高氟濃度為O原子ppm至10，000原子ppm,并且 在所述腐蝕步驟中，所述玻璃管的外表面的最高溫度在1900°C至2250°C范圍內(nèi)，并且所述熱源的移動(dòng)速率在50mm/min至100mm/min范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其中，在所述腐蝕步驟中，使所述玻璃管的所述內(nèi)表面部分中擴(kuò)散有堿金屬元素的區(qū)域的5%至25%的厚度被腐蝕掉。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任意一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述腐蝕步驟中，所述玻璃管內(nèi)部的壓力比所述玻璃管外部的壓力高O. IkPa至lkPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任意一項(xiàng)所述的方法， 其中所述第一玻璃棒的相對(duì)折射率差的最大值在-O. I %至+0. I %的范圍內(nèi)，并且所述方法還包括 包層部分形成步驟，其中，在所述第一玻璃棒的周圍形成光學(xué)包層部分或光學(xué)包層部分的一部分， 其中所述光學(xué)包層部分的相對(duì)折射率差的最小值在-O. 2%至-O. 5%的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任意一項(xiàng)所述的方法，還包括 芯部分?jǐn)U徑步驟，其中，在所述塌縮步驟中形成的所述第一玻璃棒的周圍布置氯濃度為1000原子ppm至15，000原子ppm的二氧化娃玻璃，以形成第二玻璃棒，所述第二玻璃棒將形成為光纖的芯部分或芯部分的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法， 其中所述第二玻璃棒的相對(duì)折射率差的最大值在-O. 1%至+0. 1%的范圍內(nèi)，并且所述方法還包括 包層部分形成步驟，其中，在所述第二玻璃棒的周圍形成光學(xué)包層部分或光學(xué)包層部分的一部分， 其中所述光學(xué)包層部分的相對(duì)折射率差的最小值在-O. 2%至-O. 5%的范圍內(nèi)。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的用于制備光纖預(yù)制件的方法包括在使腐蝕氣體流入二氧化硅基玻璃管的同時(shí)，使用在玻璃管的縱向上連續(xù)移動(dòng)的熱源對(duì)所述玻璃管進(jìn)行加熱，以腐蝕含有雜質(zhì)的玻璃管內(nèi)表面部分的腐蝕步驟。所述玻璃管的最高堿金屬濃度為500原子ppm至20,000原子ppm，最高氯濃度為0原子ppm至1000原子ppm，并且最高氟濃度為0原子ppm至10,000原子ppm。在所述腐蝕步驟中，所述玻璃管的外表面的最高溫度在1900℃至2250℃范圍內(nèi)，并且將加熱時(shí)間設(shè)定為等于或少于由下式給定的時(shí)間，單位為分鐘
文檔編號(hào)C03B37/014GK102627400SQ20121002342
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月3日
發(fā)明者平野正晃, 春名徹也, 田村欣章 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社